DE913498C

DE913498C - Flugzeug mit Kabine zur Unterbringung eines oder mehrerer Besatzungsmitglieder

Info

Publication number: DE913498C
Application number: DEE6548A
Authority: DE
Inventors: Alfred Charles Crockford; Reginald Jack Cross; Edward Norman Palmer
Original assignee: ESSEX AERO Ltd; REGINALD JACK CROSS
Current assignee: ESSEX AERO Ltd; REGINALD JACK CROSS
Priority date: 1952-01-02
Filing date: 1953-01-01
Publication date: 1954-06-14

Description

Flugzeug mit Kabine zur Unterbringung eines oder mehrerer Besatzungsmitglieder . Die Erfindung bezieht sich auf Flugzeuge. Für mit hoher Geschwindigkeit fliegende Flugzeuge ist es wichtig, daß Rumpf- und Flügeloberfläche weitgehendst glatt und ununterbrochen sind. Man hat deshalb das Fahrgestell und die Geschütztürme od. dgl. einfahrbar ausgebildet. Der Führersitz wurde bisher entweder unter einer das Profil des Rumpfes unterbrechenden Haube angeordnet oder gänzlich in den Rumpf eingezogen, so daß dessen Oberfläche durchlaufend glatt war. Im letzteren Fall ist das Blickfeld des Piloten sehr beengt. Während dies beim Flug mit hoher Geschwindigkeit keine allzu große Rolle spielt, ist das Blickfeld beispielsweise für die Landung unzureichend.
Die Erfindung richtet sich darauf, den Piloten bequem im Rumpf oder in den Tragflächen des Flugzeuges ohne Unterbrechung des äußeren Profils dieser Flugzeugteile unterzubringen und ihm trotzdem zum Langsamflug oder zur Landung ein ausreichendes Gesichtsfeld zu geben.
Gemäß der Erfindung wird das Flugzeug mit einer bezüglich der sie umgebenden Flugzeugteile beweglich ausgebildeten Kabine zur Aufnahme eines oder mehrerer Besatzungsmitglieder ausgerüstet, die gegebenenfalls in eine Lage bewegt werden kann, in der das Gesichtsfeld des Piloten verbessert ist. Vorzugsweise ist die Kabine im Flugzeugrumpf oder zwischen den Tragflächen um eine waagerechte Querachse drehbar gelagert, so daß sie um diese Achse in eine zur Gesichtsfeldverbesserung für den Piloten geeignete Stellung gedreht werden kann. Zweckmäßig sind die Steuerorgane in der Kabine mit den Steuerflächen des Flugzeuges über zwei zwischengeschaltete Differentialgetriebe gekuppelt, deren Hauptelemente koaxial zur Drehachse der Zelle liegen. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß nur die Relativbewegung der Steuerorgane gegenüber der Kabine auf die Steuerflächen des Flugzeuges übertragen wird. Die Kabine oder ein Teil davon ist lösbar mit ihrer Drehlagerung im Flugzeug gekuppelt und kann im Notfall ausgeworfen werden. Weiter werden nach der Erfindung Vorrichtungen zum Versperren der Kabine im Flugzeug, Vorrichtungen zur Befestigung eines Bugrades bei Dreiradfahrwerk an oder im Kabinenende, das bei Drehung der Kabine ausgefahren wird, und Vorrichtungen zum Abkuppeln der Steuerorgane beim Auswurf der Kabine aus dem Flugzeug vorgeschlagen. Zum besseren Verständnis soll die Erfindung an Hand einiger Ausführungsbeispiele und der Zeichnung beschrieben werden. Diese zeigt in Fig. I einen Schnitt durch einen Tragflächenteil, wobei der Pilot in seiner Kabine in nach rückwärts geneigter Stellung sitzt, Fig. 2 eine ähnliche Ansicht wie in Fig. I, jedoch mit gedrehter Pilotenkabine, Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Tragflächenteiles mit Pilotenkabine, in der der Pilot das Flugzeug im Liegen steuert, Fig. 4 eine ähnliche Ansicht wie in Fig. 3 mit gedrehter Pilotenkabine, Fg. 5 eine schematische perspektivische Ansicht der beiden Differentialgetriebe zur Kupplung der Steuerorgane zwischen Kabine und Tragfläche bzw. Rumpf, Fig. 6 einen Schnitt durch eine andere Ausführungsform eines Differentialgetriebes, bei dem Kegelräder Verwendung finden, Fig. 7 eine perspektivische Ansicht der beiden Differentialgetriebe, die sich beim Auswurf der Kabine aus dem Flugzeug lösen, Fig. 8 einen Schnitt durch den Differentialgetriebekasten, Fig. 9 eine perspektivische Ansicht der Kabine mit Auswurfvorrichtung, Fig. Io und II Darstellungen der Kabinennase und der Versperrvorrichtung, Fig. I2 eine perspektivische Ansicht der an Fallschirmleinen hängenden Kabine, Fig. I3 einen Schnitt durch die Verbindung und den Verschluß zwischen Zelle und Tragfläche, Fig. I4 eine Ansicht des Verschlusses, Fig. I5 ein Schaltbild des Steuerkreises der Auswurfvorrichtung, Fig. I6 und I7 Seitenansichten verschiedener Teile der Auswurfvorrichtung, Fig. I8 einen Schnitt durch eine andere, insbesondere für große Flugzeuge verwendbare Ausführungsform nach der Erfindung.
Nach den Fig. I und 2 sitzt der Pilot in einer Kabine Io, die einen Teil der Vorderkante der Tragfläche I3 bildet und so groß ist, daß der Pilot bequem untergebracht ist. Die Seitenwandungen dieser Kabine sind flach, während Ober-, Vorder-und Unterseite Teile des Tragflächenprofils bilden und die Rückwand kreiszylindrisch ausgebildet ist, wobei die Mittelachse des Zylinders in der Drehachse 2 liegt. Der Pilot sitzt halb nach rückwärts gelehnt in der Kabine, wobei die Lage des Piloten so gewählt ist, daß sich die minimalste Frontfläche von Kabine und Tragfläche ergibt, während gleichzeitig der Pilot das maximalste Blickfeld erhalten soll. Die Kabine ist vollständig mit allen Flug-, Maschinen- und Steuergeräten und -instrumenten, die zur Steuerung des Flugzeuges notwendig sind, ausgerüstet.
Die ganze Zelle und ihr Inhalt sind um die waagerechte Querachse 2 des Flugzeuges drehbar. Der Drehbereich der Kabine Io erstreckt sich von der in Fig. I gezeichneten Normalstellung, in der die Kabine einen Teil der Tragfläche bildet, bis zur Stellung nach Fig. 2, in der die Nase nach unten gerichtet ist. In der Normalstellung geht das Profil der Kabine vollständig in das Tragflächenprofil über, so daß sich eine glatte und ununterbrochene Oberfläche ergibt.
In der Stellung der Kabine, in der die Nase nach unten zeigt, ragt die rückwärtige Fläche teilweise über die obere Fläche des verbleibenden Tragflächenprofils hinaus, während sich die Nase Iob der Kabine unter die untere Fläche der Tragfläche I3 senkt. Bei nach unten gekippter Kabine wird der Pilot gedreht und aus der nach rückwärts geneigten Lage in eine normale Sitzlage bei Landestellung des Flugzeuges gehoben. Sein Kopf hebt sich dabei über die obere Fläche des übrigen Tragflächenprofils Io, so daß er für die Landung oder allgemein für den Langsamflug ein genügendes Blickfeld nach allen Seiten erhält. Da sich die gesamte Kabine und ihr Inhalt gemeinsam drehen, bleibt der Pilot während der Drehbewegung immer in der gleichen Lage gegenüber den Steuergeräten.
Das Bugrad 3 des Dreiradfahrgestells kann in üblicher Weise in der Kabine untergebracht werden, so daß es bei Normalstellung der Kabine Io in die Kabinennase eingezogen ist. Bei dieser Anordnung braucht das Rad 3 nur eine geringe Ausfahrstrecke in Landestellung, weil sich die Kabine ohnehin in der mit der Nase nach unten gerichteten Stellung befindet, so daß ein Teil des Gewichtes des Fahrgestells gespart wird und sich dadurch das Mehrgewicht der Drehvorrichtung ausgleicht.
In der Schnellflugstellung bietet der Pilot nur ein kleines Ziel für von rückwärts erfolgende Angriffe und läßt sich daher durch eine verhältnismäßig kleinflächige Panzerplatted. od. dgl. schützen. Eine solche Platte od. dgl. ist in der :Mitte des Flugzeuges unmittelbar hinter der Kabine Io anzubringen, wo sie auch beträchtliche Bauvorteile bringt. Auch für Angriffe von vorn bietet der Pilot nur ein kleines Ziel und ist ferner durch die schräge Kabinenwandung geschützt, wodurch von vorn auf das Flugzeug abgefeuerte Geschosse leichter abgelenkt werden.
An jeder Seite der Kabine ist eine Sperrung eingebaut, die so weit wie praktisch möglich von der Achse 2 entfernt ist. Die Sperrung kann so ausgebildet sein, daß die Kabine bei Drehung in einer oder mehreren Stellungen versperrt und dabei die Belastung von einer Tragflächenhälfte auf die andere übertragen werden kann und die gesamte Tragfläche gegen Torsionsbelastungen verstärkt wird.
Der Sichtbereich des Piloten ist in der Schnellflugstellung der Kabine auf einen hauptsächlich nach oben und schräg vorwärts gerichteten Bereich beschränkt, wobei die Vorwärtssicht gerade noch den Horizont umfaßt. Da eine nach unten oder wenigstens annähernd nach unten gerichtete Sicht zur Orientierung und zum Kartenlesen notwendig ist, ist eine optische Orientierungsvorrichtung vorgesehen, die dem Piloten indirekt den Blick nach vorn und unten gibt und drehbar in der Kabine montiert ist.
Die Vorteile beim Nachuntenkippen der Kabine sind in erster Linie eine Verstärkung der Bremsung insbesondere beim Landen und in zweiter Linie eine Steigerung des Auftriebes bei verschiedenen Neigungswinkeln. Der zweite Vorteil hängt jedoch von den verschiedenen verwendeten Formen und der Drehbewegung der Kabine ab.
Bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform nach den Fig. 3 und 4 ist das Flugzeug mit einer Kabine 5 versehen, in der der Pilot mit dem Kopf nach vorn liegt. Bei dieser Anordnung ist die Drehachse 6 oberhalb des Rückens des Piloten angeordnet, so daß die Kabine 5 mit der Nase nach oben in die in Fig. 4 gezeichnete Stellung gedreht werden kann, wo der Pilot beim Landen des Flugzeuges in eine im wesentlichen aufrechte Stellung bezüglich des Bodens kommt.
Die bereits im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform erwähnten Möglichkeiten sind auch bei dieser Ausführungsform vorhanden, außer daß das Fahrgestell in diesem Fall so angeordnet ist, daß das in Fig. 3 nicht gezeichnete Bugrad 3 in der eingefahrenen Stellung zwischen die Füße des Piloten zu liegen kommt und um eine unter der Brust des Piloten liegende Achse 7 drehbar ist.
Eine andere, in den Zeichnungen nicht dargestellte Ausführungsform gemäß der Erfindung läßt sich für ein Normalflugzeug mit Rumpf oder für große Nurflügelflugzeuge verwenden. In diesem Fall sitzt die Kabine am üblichen Platz im oberen Bugteil des Flugzeuges und ist um eine waagerechte Querachse in der Nähe ihres Vorderendes drehbar. Die Seitenwandungen der Kabine sind im wesentlichen flach und parallel, die Oberfläche stimmt mit der Oberfläche des Rumpfes bzw. der Tragfläche überein und bildet einen Teil derselben, und die Rückwandung ist um die Drehachse kreiszylindrisch gekrümmt. Wie im vorhergehenden Beispiel sitzt der Pilot bei Normalflug in der Kabine halb nach rückwärts geneigt und wird beim Drehen der Kabine und Heben ihres rückwärtigen Endes in eine Sitzstellung gehoben, so daß der Pilot ein ausreichendes Blickfeld erhält.
Bei allen Ausführungsformen kann man die Kabinen für Höhenflüge leicht als Überdruckkabinen ausbilden. Dies läßt sich durch Verstärken der Kabinenwände oder durch Herstellung eigener Überdruckkabinen und durch Anbringen von Verkleidungen zur Anpassung der Kabine an den entsprechenden Flugzeugteil verwirklichen.
Die Kabinen lassen sich an Fallschirmen befestigen und auswerfbar im Flugzeug anordnen, falls das Flugzeug verlassen werden muß. Dies ist besonders vorteilhaft in großen Höhen, wo es durch die verdünnte Atmosphäre unmöglich ist, normale Ausstiegvorrichtungen zu verwenden. Die Kabine ist ferner vorzugsweise wasserdicht, so daß sie beim Niedergehen auf See mit der Besatzung schwimmt.
Die Differentialgetriebe zur Kupplung der Steuerorgane in der Kabine mit den Steuerflächen des Flugzeuges sind in den Fig. 5, 6 und 8 dargestellt.
In Fig. 5 ist ein Teil der Zelle bei Io und ein Teil der Tragfläche bei I3 zu sehen, während die beiden Differentialgetriebe bei 4I und 42 angedeutet sind. Das innere Getriebe 4I enthält ein inneres Zahnrad 43, ein äußeres, innen gezahntes Zahnrad 44 und ein Zwischenzahnrad 45. Das innere Zahnrad 43 ist konzentrisch zur Drehachse X-X der Kabine und fest an deren Seitenwandung io montiert. Das äußere Differentialgetriebe 42 enthält ähnliche innere, äußere und Zwischenzahnräder 48, 49 bzw. 5o. Auch das äußere Differentialgetriebe 42 sitzt konzentrisch zur Drehachse X-X, und das Zahnrad 49 bildet gleichzeitig einen Hebelarm 51, der mit dem Steuergestänge 52 zur Betätigung einer entsprechenden Steuerfläche des Flugzeuges verbunden ist. Das Zahnrad 48 sitzt fest auf einer Welle 53, die durch das Zahnrad 43 verläuft und darin frei drehbar ist. Am Ende dieser Welle sitzt ein Hebelarm 54, der mit dem Steuergestänge 54a in der Kabine gekuppelt ist und zur Steuersäule oder den Seitenrudern führt. Die beiden Zwischenzahnräder 45 und 5o sind durch eine Welle 55 miteinander verbunden und können sich frei und unabhängig um ihre eigene Achse drehen.
Wird der Hebel 54 durch den Piloten bewegt, so wird diese Bewegung über das Zahnrad 48 und das Zwischenrad 5o auf das Zahnrad 49 und den Hebel 51 übertragen, da das Zahnrad 5o an einer Bewegung um die Achse X-X durch das Zahnrad 45 gehindert wird, welches zwischen den Zahnrädern 43 und 44 sitzt.
Eine Relativbewegung der Kabine io bezüglich der Tragfläche 13, die bei einer Drehung der Kabine um die Achse X-X auftritt, führt zu einer entsprechenden Bewegung zwischen den Zahnrädern 43 und 44, wobei ein Teil dieser Bewegung über das Zahnrad 45 auf die Welle 55 übertragen wird. Bei dieser Bewegung der Welle 55 läuft das Zahnrad 5o um die Achse X-X, und falls der Hebel 54 bezüglich der Kabine festgehalten wird, wird eine Differentialbewegung auf die Zahnräder 48 und 49 übertragen. Sind die Zahnräder 43 und 48 im Durchmesser und in der Anzahl der Zähne genau gleich und ebenso die Zahnradpaare 44 und 49 sowie 45 und 50, so ist die auf die Zahnräder 48 und 49 übertragene Differentialbewegung die gleiche wie die auf die Zahnräder 43 und 44 übertragene Bewegung. Wird somit die Kabine um die Achse X-X bezüglich der Tragfläche gedreht, so bleiben der Hebel 54 bezüglich der Kabine und der Hebel 5I-bezüglich des Flugzeugkörpers unverändert in ihren Stellungen. Gleichzeitig wird während der Drehbewegung der Kabine jede Bewegung des Hebels 54 bezüglich der Kabine in eine ähnliche Bewegung des Hebels 5I bezüglich des Flugzeugkörpers verwandelt.
Bei der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform ist das gleiche Prinzip auf Kegeldifferentialgetriebe übertragen.
Bei dieser Anordnung sind die Differentialgetriebe um die Kabinendrehachse X-X angeordnet. Die Kegelräder 56 und 57 sind an der Tragfläche I3 bzw. an der Kabinenwandung Io befestigt. Bei einer Relativbewegung zwischen Kabinenwandung Io und Tragfläche I3 tritt eine Drehung des Kegelrades 58 und der Welle 59 und damit eine Bewegung des Kegelrades 6I des zweiten Differentialgetriebes auf. Im zweiten Differentialgetriebe ist das Kegelrad 62 mit einem Steuerorgan in der Kabine über die Welle 64 und den Hebel 65 verbunden, während das Kegelrad 66 mit einer Steuerfläche über die Welle 67 und den Hebel 68 in Verbindung steht. Die Wellen 64, 59 und 67 können sich in den Kegelrädern 57, 6I bzw. 56 frei drehen. Eine direkte Übertragung einer Bewegung der Steuerung vom Hebel 65 auf den Hebel 68 erfolgt über das zweite Differentialgetriebe mit den Kegelrädern 62, 6I und 66. Um die gleiche Differentialbewegung des einen Differentialgetriebes auf das andere Differentialgetriebe zu übertragen, muß das Verhältnis der Zahnzahl der Hauptkegelräder, z. B. 56 oder 66, zur Zahnzahl im zweiten Kegelrad, z. B. 58, in jedem Differentialgetriebe das gleiche sein.
Die Fig. 7 und 8 zeigen perspektivisch bzw. im Schnitt eine Ausführungsform der Erfindung, bei der die Kupplung zwischen den Steuerorganen und den Steuerflächen des Flugzeuges beim Auswurf der Kabine aus dem Flugzeug unterbrochen wird. Bei dieser Ausführungsform, deren Grundprinzip das gleiche wie nach Fig. 5 ist, ist die Kabine mit Io und ein Teil des Rumpfes oder der Tragfläche mit I3 bezeichnet. Die Kabine kann sich um die Achse X-X drehen. Die beiden Differentialgetriebe sind bei 7I und 72 angedeutet. Das innere Getriebe 7I enthält ein inneres Zahnrad 73, ein äußeres Zahnrad 74 und ein Zwischenrad 75. Sowohl das innere Zahnrad 73 als auch das äußere Zahnrad 74 sind nur teilweise mit Zähnen versehen, da sie nur die Drehbewegung der Kabine übertragen sollen, die in diesem Fall zwischen 30 und 40° beträgt. Das innere Zahnrad 73 ist fest bezüglich der Kabine über das Rohr 76 und den Auswurfzylinder 14 angeordnet, der einen Teil der später noch zu beschreibenden Kabinenauswurfvorrichtung darstellt, während das äußere Zahnrad 74 über einen Stift 77 fest bezüglich des Flugzeugteiles I3 montiert ist. Die Achse des inneren Zahnrades 73 und des äußeren Zahnrades 74 liegt konzentrisch zur Drehachse X-X der Kabine.
Das äußere Differentialgetriebe 72 besteht aus einem inneren Zahnrad 8o, einem äußeren Zahnrad 8I und einem Zwischenzahnrad 82. Auch hier ist wieder die Achse des inneren und äußeren Zahnrades konzentrisch zur Drehachse X-X der Kabine, und das äußere Zahnrad 8I ist nur teilweise mit Zähnen versehen.
Die inneren Zahnräder 73 und 8o sind auf einer Welle 83 montiert, wobei sich das Zahnrad 73 frei auf der Welle drehen kann, während das Zahnrad 8o fest auf der Welle sitzt. Die Zwischenzahnräder 75 und 82 sind auf einer parallelen Welle 84 montiert, die durch einen Stabilisierungslenker 85 von der ersten Welle 83 in jeder Stellung im richtigen Abstand und parallel dazu gehalten wird. Das äußere Zahnrad 8I bildet einen Teil einer Hebelplatte 86, die auf der Welle 83 drehbar gelagert ist. Am inneren Ende der Welle 83 ist ein gezahnter Plattensektor 87 montiert, der in einen weiteren gezahnten Plattensektor 88 eingreift, welcher an der Seite der Kabine Io drehbar montiert ist und über einen Hebel 89 und ein Steuergestänge 9o von einem Steuerorgan betätigt wird.
Auf der Welle 83 sind nur das Zahnrad 8o und der Plattensektor 87 fest angeordnet, während sich die Welle im Zahnrad 73, im Lenker 85 und in der Hebelplatte 86 frei drehen kann. Auf der Welle 84 ist nur das Zahnrad 75 befestigt, während der Lenker 85 und das Zahnrad 82 frei drehbar sind. Es kann jede andere Anordnung dieser Teile gewählt werden, wenn sich nur die Zahnräder 75 und 82 unabhängig voneinander bewegen können. Die Hebelplatte 86 wirkt über das Steuergestänge 9i auf die Steuerflächen des Flugzeuges.
Das innere Zahnrad 73 ist mit einem Hebelarm 9:2 ausgebildet, an dem ein Ende eines hydraulischen Hebers 93 befestigt ist. Das andere Ende dieses Hebers ist in der Tragfläche 13 drehbar gelagert. Der hydraulische Heber dient zum Kippen der Kabine io.
Die Anordnung nach Fig. 7 zeigt nur eine einzige Steuerung durch die Drehachse X-X. Die Getriebe können jedoch auch auf der anderen Seite der Kabine vorgesehen werden. Zur Abwechslung oder zusätzlich können zwei oder mehr Steuerungen durch die gleiche Drehlagerung betätigt werden. In dem in Fig. 8 dargestellten senkrechten Schnitt sind zwei Steuerungen zu sehen, die durch die gleiche Drehachse X-X betätigt werden, von denen aber nur eine im vorhergehenden beschrieben wurde. Die zweite der in Fig.8 dargestellten Steuerungen ist ähnlich der bereits beschriebenen und wird durch die konzentrische Welle 97 betätigt. Das Differentialgetriebe 71 dient zur Übertragung einer Relativbewegung zwischen Kabine und Flugzeug auf das Differentialgetriebe Io2. Das innere Ende der Welle 97, d. h. das in der Nähe der Kabine liegende Ende, ist mit den Steuerorganen in der Kabine über die Zahnsektoren I87 und I88 und die Hebelplatte 189 verbunden. Die beschriebenen Steueranlagen lassen sich auch auf der gegenüberliegenden Seite zur Bildung einer weiteren Steuerverbindung vorsehen. So sind vier getrennte und unabhängig voneinander bewegliche Steuerungen vorhanden, z. B. können die Steuerverbindungen zum Höhenruder und zu den Querrudern durch eine Seitenwandung der Kabine und die Steuerungen für das Seitenruder und andere Steuerflächen durch die andere Seitenwandung der Kabine geführt sein.
Der aus den oben beschriebenen Differentialgetrieben gebildete Getriebekasten kann im Zusammenhang mit vom Piloten unmittelbar oder mittelbar über eine Rudermaschine oder allein durch eine Rudermaschine betätigten Steuerungen bedient werden. In jedem Fall können die Steuerungen umkehrbar oder nicht umkehrbar sein. Wenn Ruder- oder andere Maschinen Verwendung finden, so können sie am Getriebekasten oder an einer üblichen Stelle im Steuersystem, in der Tragfläche oder an den Steuerflächen selbst angeordnet werden.
Die Vorrichtungen zur lösbaren Befestigung der Kabine in der Flugzeugzelle und zum Lösen und Auswerfen der Kabine im Gefahrenfall sind im folgenden an Hand der Fig.8 bis I8 beschrieben. Nach Fig. 9 ist die Kabine Io drehbar um die Achse X-X in der Flugzeugzelle gelagert, von der ein Teil der Tragfläche I3 in strichpunktierten Linien angedeutet ist. Die in Schnellflugstellung dargestellte Kabine Io, die in dieser Lage das Profil der Zelle I3 ergänzt, ist durch das rohrförmige Lagerglied I2 drehbar unterstützt, das der in Fig. 8 dargestellten röhrenförmigen Verlängerung 76 entspricht. Dieses Lagerglied I2 sitzt in auf beiden Seiten der Kabine in der Flugzeugzelle angebrachten Lagern. Die Kabine wird in ihrer normalen Flugstellung durch später noch zu beschreibende Sperrvorrichtungen starr bezüglich der Achse X-X versperrt gehalten, wobei die Nase der Kabine und die Vorderkante der Tragfläche zusammenfallen. Die Sperrvorrichtungen sind so angeordnet, daß sie die Kabine zwar an einer Drehung um die Achse X-X, aber nicht beim Auswurf aus dem Flugzeug hindern.
Die Kabine ist mit zwei geneigten Zylindern I4 versehen, die auf jeder Seite der Kabine fest angebracht sind. Die Zylinder I4 arbeiten jeweils mit einem rohrförmigen Führungsglied I6 zusammen, das mit einem Ende am rohrförmigen Lagerglied I2 befestigt ist und am anderen Ende in einem Kolben I8 endet (Fig. I6 und I7). Jeder Zylinder I4 ist normalerweise mit dem Glied I6 durch einen Stift I9 (Fig. 8) versperrt, der durch eine Bohrung in der Wandung des Zylinders I4 und eine entsprechende Bohrung im Glied I6 geführt ist. Sitzen die Stifte I9 in ihren Bohrungen in den Zylindern I4 und den Gliedern I6, so wird die Kabine fest auf dem rohrförmigen Lagerglied I2 gehalten und kann gegebenenfalls in der Flugzeugzelle um die Achse X-X gedreht werden.
Jeder Stift I9 kann aus der Sperrstellung durch einen nicht gezeichneten, in der Kabine montierten Auslösehebel in die in Fig.8 gezeichnete strichpunktierte Lage gezogen werden, worauf die Zelle dann frei nach oben und vorwärts ausgeworfen werden kann. Jedes Glied I6 ist mit einer Stufe z2 versehen, auf der das untere Ende der Kammer I4 ruht, so daß sich bei weggezogenen Sperrstiften I9 das Gewicht der Kabine auf diesen Stufen abstützt. Wie bereits im Zusammenhang mit Fig.8 beschrieben, sind die Steuerorgane in der Kabine mit den Steuerflächen im Flugzeug durch Quadranten gekoppelt, die sich beim Auswerfen der Kabine voneinander lösen.
Die Zylinder I4 sind, wie man aus Fig. 9 erkennen kann, miteinander durch die Leitungen 23 und 24 verbunden, an deren Mitte eine Auswurfpatronenkammer 25 angeschlossen ist. Wird die Patrone in der Kammer 25 gezündet, so drücken die entstehenden Gase gegen die Kolben I8 und treiben die Zylinder I4 und die Kabine voneinander weg. Die Zylinder I4 sind unter einem solchen Winkel geneigt, daß die Kabine nach oben und vorn ausgestoßen wird und so vom Rest des Flugzeuges gut freikommt.
Wie bereits erwähnt, ist die Kabine mit Sperrvorrichtungen versehen, die eine unerwünschte Drehung um die Drehachse der Kabine verhindern und die Kabine beim Normalflug starr in der Tragfläche halten sollen. Jede dieser Sperrvorrichtungen ist in den Fig. 9 und Io versperrt und in Fig. II entsperrt dargestellt. Sie enthalten einen an der Kabine befestigten Block 26 und einen in der Tragflächenkonstruktion befestigten zurückziehbaren Stift 27, der in eine Bohrung 28 im Block 26 eindringt. Der Stift 27 ist von der Seite gesehen unter dem gleichen Winkel wie die Zylinder 14 geneigt. Während man nun die Stifte 27 zum Drehen der Kabine aus den Blöcken 26 zurückziehen muß, bieten sie der Kabine beim Auswerfen keinen Widerstand. In der Tragflächenkonstruktion ist zur Begrenzung der Aufwärtsdrehung der Kabine ein Anschlag 29 vorgesehen, der auf die Oberfläche des Blockes 26 greift. Die Vorderflächen des Blockes 26 und des Anschlages 29 sind unter dem gleichen Winkel wie die Stifte 27 und die Auswurfzylinder 14 geneigt.
In einem Fach 30 im rückwärtigen Teil der Kabine ist ein Fallschirm untergebracht, der so an der Kabine befestigt ist, daß er sie in der in Fig. 12 gezeichneten Weise trägt. Dieser Fallschirm ist mit einer automatischen Auslösung versehen und vermag sowohl die Kabine als auch die Besatzung zu tragen.
Die Verbindung zwischen Kabine und Tragflächenkonstruktion besteht aus zwei ineinandergreifenden Winkelgliedern 30 und 31, die in Fig. 13 und 14 zu sehen sind. Das Winkelglied 31 ist fest an einem Teil (entweder Kabine oder Tragfläche) befestigt, während das Winkelglied 30 in kurze Stücke unterteilt ist, von denen jedes lösbar mit dem anderen Teil, also entweder der Tragfläche oder der Kabine, durch Klammern 33 befestigt ist, die einen Vorsprung 34 od. dgl. aufweisen, welcher in eine Rille 35 in den Winkelstücken 3o eingreift und diese an ihrem Platz hält. Wenn sich der rechte Teil der im Schnitt gezeichneten Anordnung bezüglich des linken Teiles nach oben bewegt, so werden die Winkel 3o durch den Winkel 3I von den Federklammern 33 gelöst, wobei die Federklammern 33 die in gestrichelten Linien bei 33a angedeuteten Stellungen einnehmen. Der feste Winkel 3I ist entweder an der Tragfläche oder an der Kabine abhängig von der jeweiligen gegenseitigen Bewegung befestigt. Dreht sich beispielsweise die Kabine nach unten, so ist oben der feste Winkel 3I an der Kabine befestigt, während unten der feste Winkel 3I an der Tragfläche angebracht sein muß. Die Federklammer 33 nimmt die Stellung 33a ein, nachdem die Winkel 3o weggedrückt sind, so daß während der Auswurfbewegung die Zelle durch keinen vorspringenden Teil gestört wird.
Der elektrische Kreis zur Zündung der Auswurfpatrone ist in Fig. I5 dargestellt. Die beiden Mikroschalter 37 werden durch die Ausziehvorrichtung für die Sperrstifte I9 betätigt, so daß der Kreis durch den Zündschalter 38 vom Piloten erst dann geschlossen werden kann, wenn beide Sperrstifte weggezogen sind. Der Kreis ist mit einer Gleichstromquelle 33 versehen und enthält eine Sprengkapsel 4o für die Auswurfpatrone. Die Verwendung von zwei Mikroschaltern für die Sperrstifte verhindert eine vorzeitige Zündung der Auswurfpatrone, bis der Pilot beide Sperrstifte I9 gelöst hat.
Bei Inbetriebnahme der Auswurfvorrichtung werden zuerst die Sperrstifte I9 weggezogen, wodurch der Zündkreis automatisch mittels des Zündschalters 38 zündbar ist. Darauf wird der Zündschalter 38 geschlossen und die Füllung der Patronenkammer 25 gezündet. Die sich dabei entwickelnden Gase verteilen sich gleichmäßig durch die Leitungen 23 und 24 auf die Zylinder I4, die nach oben von den Kolben I8 weggedrückt werden, so daß die Kabine nach oben und vorwärts aus dem Flugzeug ausgeworfen wird. Sobald die Kabine vom Flugzeug freigekommen ist, löst ein automatischer Zeitschalter den Fallschirm aus dem Fach 3o. Die Besatzung steigt dann in einer sicheren Höhe mittels ihrer eigenen Fallschirme aus der Kabine aus. Statt einer Patrone kann man natürlich auch andere Mittel, beispielsweise Druckluft, zum Auswerfen der Kabine verwenden, jedoch sollen in allen Fällen vorzugsweise elektrische Mittel zum Zünden bzw. Auslösen Verwendung finden.
Beim Auswurf der Kabine ändert sich durch die plötzliche Gewichtsentlastung der Flugzeugnase das Gleichgewicht des Flugzeuges, und es kommt zu einer Schwanzlastigkeit. Dadurch steht die Nase des Flugzeuges nach aufwärts, und die geänderte Flugbahn des Flugzeuges schneidet sich mit der Auswurfbahn der Kabine, so daß die Besatzung in Gefahr kommt. Bei der in den Fig. 8, I6 und I7 dargestellten geänderten Ausführungsform wird das Höhenruder automatisch beim Auswurf der Kabine nach unten gestellt, so daß die Schwanzlastigkeit des Flugzeuges ausgeglichen wird. Diese Bewegung des Höhenruders wird dadurch bewirkt, daß beim Auswerfen der Kabine automatisch gespeicherte potentielle Energie freigegeben wird.
Nach den Fig. 8, I6 und I7 sind die die Auswurfvorrichtungen bildenden Auswurfzylinder I4, Kolben I8 und Glieder I6 zwischen oberen und unteren Flächen I3I und I32 der Kabine bzw. der Flugzeugzelle angeordnet, wobei die Zylinder I4 normalerweise auf der in den Fig. I6 und I7 erkennbaren Stufe 22 sitzen. Unter dieser Stufe ist das Glied I6 in zwei parallele Platten Io8 und Io9 unterteilt (Fig. 8). Die äußere Platte trägt die rohrförmige Verlängerung 76, die als Lagerglied dient, auf der die Kabine drehbar gelagert ist.
In den Fig. I6 und I7 ist nur die Sektorplatte 87 zu sehen, während die in Fig. 8 sichtbare Sektorplatte 88 weggelassen ist. An der Platte 87 befindet sich ein Haken IIo, der mit einem Stift III an dem zweiarmigen Hebel II2 zusammenwirkt, welcher sich frei um die Kabinendrehachse drehen kann. Der Stift III steht durch einen bogenförmigen Schlitz II3 in der inneren Platte Io8 vor. Der Schlitz gestattet eine annähernd sich über 9o° erstreckende Drehbewegung des Hebels II2, der normalerweise so steht, daß sich der Stift III am unteren Ende des Schlitzes II3 befindet. Der Hebel II2 wird durch den Arm II4 in dieser Stellung gehalten, da die an einem Ende dieses Armes sitzende Rolle II5 gegen die Innenwandung II6 einer Aussparung in der Seitenwandung der Kabine drückt. Oberhalb des Hebels II2 und zwischen den Platten Io8 und Io9 befindet sich ein weiterer, bei II9 an den Platten Io8 und Io9 drehbar gelagerter Hebel II8, dessen anderes freies Ende mit einem Kurbelhebel I2o verbunden ist, der den Hebel II8 mit dem Hebel II2 verbindet. Die Rolle II5 wird durch eine Zugfeder I2I mit der Seitenwandung der Aussparung II6 im Eingriff gehalten. Die Feder I2I ist mit dem einen Ende in der Mitte des Hebels i 18 und mit dem anderen Ende an der Unterseite des Kolbens 18 befestigt.
Eine weitere Führungsrolle 122 ist an den Platten io8 und log derart montiert, daß sie mit der gegenüberliegenden Wandung der genannten Aussparung im Eingriff steht. Die Platten io8 und log sind an ihren unteren Enden vereinigt, so daß sie eine Fläche 123 bilden, die den von der Kabinenaussparung gebildeten Raum ausfüllt und die untere Fläche der Kabine ergänzt.
Wie aus Fig.16 hervorgeht, kann sich unter normalen Flugbedingungen die Steuersektorplatte 87 frei über annähernd go°' bewegen, so daß die Steuerbewegungen des Piloten auf die Steuerflächen des Flugzeuges, in diesem Fall das Höhenruder, einwandfrei übertragen werden.
Wird die Kabine ausgeworfen, so bewegen sich die Aussparungen bezüglich der Rollen 115 und 122 und der Bodenkante 124 der Aussparung nach oben, und sobald die Bodenkante 12q. die Rolle 115 passiert hat, hebt die Feder 121 den Hebel i 18 nach oben, so daß der Hebel II2 über den Hebel I2o im Uhrzeigersinn bis in die in Fig. I7 gezeichnete Stellung gedreht wird. Beim Drehen des Hebels 112 greift der Stift III in den Haken IIo der Steuersektorplatte 87, so daß auch diese Platte im Uhrzeigersinn geschwenkt wird und in ihrer äußersten Stellung stehenbleibt. Die Steuergestänge und Hebel in der Flugzeugzelle sind so angeordnet, daß bei einer Drehung der Platte 87 im Uhrzeigersinn das Höhenruder auf Sturzflug eingestellt wird, so daß beim Auswurf der Kabine dem Aufbäumen der Flugzeugnase entgegengewirkt wird.
In Fig. I8 ist eine andere Ausführungsform der Erfindung für die Verwendung in großen Flugzeugen dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist nur ein Teil der Kabine auswerfbar, da die eigentliche Besatzungskabine nur den Teil Ioc der Kabine Io umfaßt. Auch die Überdruckanlage ist vorzugsweise auf diesen Teil beschränkt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Flugzeug mit Kabine zur Unterbringung eines oder mehrerer Besatzungsmitglieder, dadurch gekennzeichnet, daß die Kabine (Io) im Flugzeug relativ zu der sie umgebenden Flugzeugkonstruktion in eine Sonderstellung beweglich ist, in der das Blickfeld des Piloten gegenüber der Normalstellung erweitert und verbessert ist.
2. Flugzeug nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Kabine (Io) um eine waagerechte Querachse (2 bzw. 6) drehbar ist.
3. Flugzeug nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kabine (Io) in ihrer Normalstellung das Profil des sie enthaltenden Fluzeugteiles vervollständigt.
4. Flugzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Pilot bei Normalstellung der Kabine in nach rückwärts geneigter Stellung, dagegen in Sonderstellung der Kabine aufrecht sitzt (Fig. I und 2).
5. Flugzeug nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Pilot bei Normalstellung der Kabine in Bauchlage liegt, in Sonderstellung der Kabine dagegen im wesentlichen aufrecht steht (Fig. 3 und 4).
6. Flugzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kabine in der Normalstellung gegenüber der umgebenden Flugzeugkonstruktion durch zwei miteinander im Eingriff stehende und möglichst weit von der Kabinendrehachse entfernte Sperrglieder (27, 28) versperrt ist, von denen das eine an der Kabine (Io) und das andere an der Flugzeugkonstruktion (I3) befestigt ist.
7. Flugzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrglieder aus einem zurückziehbaren, vorzugsweise an der Flugzeugrumpfnase angebrachten Stift (27) und einem vorzugsweise an der Kabinennase angeordneten, mit einer Aufnahmebohrung (28) für den Stift (27) versehenen Block (26) bestehen.
8. Flugzeug nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrglieder (26, 27) mit einem Anschlag (29) zur Begrenzung der Kabinendrehung kombiniert sind.
Flugzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an dem bei der Drehung der Kabine nach unten gehenden Ende der Kabine das Bugrad (3) eines Dreiradfahrwerkes einfahrbar montiert ist. Io.
Flugzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestell für das Bugrad des Dreiradfahrwerkes drehbar in der Kabine (Io) gelagert ist, wobei die Drehachse (7) unter der Brust des in der Kabine liegenden Piloten liegt und das Bugrad (3) in eingefahrenem Zustand zwischen die Beine des Piloten zu liegen kommt.
II. Flugzeug nach einem der Ansprüche 2 bis Io, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerorgane für den Piloten mit den Steuerflächen des Flugzeuges über zwei gekuppelte Differentialgetriebe (4I, 42 bzw. 56, 57, 58, 6I, 62 bzw. 7I, 72) verbunden sind, deren Hauptelemente koaxial zur Drehachse (X-X) der Kabine (Io) liegen, wobei die Anordnung so gewählt ist, daß nur die Relativbewegung der Steuerorgane gegenüber der Kabine auf die Steuerflächen des Flugzeuges übertragen wird.
I2. Flugzeug nach Anspruch II, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der beiden Differentialgetriebe aus zwei Hauptzahnrädern (43, 44, 48, 49 bzw. 56, 57, 62, 66) oder Zahnsegmenten (73, 74, 8o, 8I) und einem Zwischenzahnrad (45, 50; 58, 6I; 75, 82) besteht, wobei die beiden Hauptzahnräder (43, 44; 57, 56) oder Zahnsegmente (73, 74) des einen Differentialgetriebes an der Kabine (Io) bzw. an der Flugzeugkonstruktion (I3) befestigt sind, während die Hauptzahnräder (48, 49; 62, 66; 8o, 8I) des anderen Differentialgetriebes mit den Steuerorganen (54a; 65; 9o) des Piloten in der Kabine (Io) bzw. mit den Steuerflächen (52; 68; 9I) des Flugzeuges verbunden sind, und daß sich die Zwischenzahnräder (45, 5o; 6I, 58; 75, 82) jedes Differentialgetriebes frei um ihre eigene Achse (55; 59; 84) unabhängig voneinander drehen können, aber miteinander eine kraftschlüssige Verbindung bilden, so daß jede Differentialbewegung zwischen den Hauptzahnrädern oder -segmenten des an Kabine und Flugzeugkonstruktion befestigten Differentialgetriebes zu einer entsprechenden Differentialbewegung zwischen den Hauptzahnrädern oder -segmenten des anderen Differentialgetriebes führt.
13. Flugzeug nach Anspruch i1 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß eines der gekoppelten Differentialgetriebe (41, 71) ein an der Kabine (io) koaxial zur Kabinendrehachse (X-X) befestigtes Stirnrad (43, 73) aufweist, in das ein Zwischenrad (45, 75) eingreift, das außerdem mit einem innen gezahnten Ring oder Segment (44,77) im Eingriff steht, welches an der Flugzeugkonstruktion (I3) koaxial zur Kabinendrehachse (X-X) befestigt ist, während das andere Differentialgetriebe (42,72) ein koaxial zur Kabinendrehachse und von den Steuerorganen betätigtes Stirnrad (48,8o) enthält, das mit einem zweiten Zwischenzahnrad (5o, 82) im Eingriff steht, welches selbst wiederum in die Zähne eines Ringes oder Segmentes (49, 8I) eingreift, das koaxial zur Kabinendrehachse sitzt und mit den Steuergestängen der Flugzeugsteuerflächen in Verbindung steht, wobei sich die Zwischenzahnräder unabhängig oder abhängig voneinander um eine gemeinsame Achse (55, 83) drehen. I4.
Flugzeug nach Anspruch II oder I2, dadurch gekennzeichnet, daß eines der beiden Differentialgetriebe ein an der Kabine (Io) koaxial zur Kabinendrehachse (X-X) montiertes Kegelrad (57) enthält, in das ein Zwischenkegelrad (58) eingreift, das selbst wieder mit einem an der Flugzeugkonstruktion (I3) koaxial zur Kabinendrehachse montierten Kegelrad (56) im Eingriff steht, und daß das andere Differentialgetriebe ein koaxial zur Kabinendrehachse montiertes und von den Steuerorganen in der Kabine betätigtes Kegelrad (62) aufweist, das über ein Zwischenkegelrad (6I) mit einem weiteren Kegelrad (66) im Eingriff steht, das koaxial zur Kabinendrehachse angeordnet ist und mit dem Steuergestänge für eine Flugzeugsteuerfläche verbunden ist, wobei sich beide Zwischenkegelräder (58, 6I) unabhängig oder abhängig voneinander um eine gemeinsame Achse (59) drehen. I5.
Flugzeug nach einem der Ansprüche 2 bis I4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kabine (Io) oder ein Teil (Ioc) davon lösbar mit ihrer Drehlagerung im Flugzeug gekuppelt ist und Vorrichtungen zum Lösen der Kupplung und Auswerfen dei Kabine oder eines Teiles davon im Gefahrenfall vorgesehen sind. I6.
Flugzeug nach Anspruch I5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kabine (Io) an jeder Seite einen Zylinder (I4) trägt, der über ein Führungsglied (I6) nach oben und vorwärts gleiten kann, das um die Kabinendrehachse drehbar in der Flugzeugkonstruktion montiert ist und in einem Kolben (I8) endigt, gegen den in den Zylindern (I4) expandierende Druckluft oder Gase drücken und dadurch die Kabine aus dem Flugzeug auswerfen. I7.
Flugzeug nach Anspruch I6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinder (I4) miteinander und mit einer weiteren Kammer (25) in Verbindung stehen, die eine bei Entzündung die Gase entwickelnde Auswurfpatrone enthält. I8.
Flugzeug nach Anspruch I6 oder I7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinder (I4) auf einer Stufe (22) an den Führungsgliedern (I6) aufsitzen. I9.
Flugzeug nach einem der Ansprüche I6, I7 oder I8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kabine (Io) mit-der Flugzeugkonstruktion (I3) durch von der Kabine aus zurückziehbare Stifte (I9) gekuppelt ist, die in Bohrungen in den Zylindern (I4) und den Führungsgliedern (I6) stecken. 2o.
Flugzeug nach einem der Ansprüche I5 bis I9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsvorrichtungen mit den beim Auswurf der Kabine trennbaren Steuerorganen gekuppelt sind.
2I. Flugzeug nach Anspruch 2o, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerorgane für den Piloten in der Kabine mit den entsprechenden Steuerflächen des Flugzeuges mittels zusammenwirkender Zahnsektorenpaare (87,88) gekuppelt sind, die sich beim Auswurf der Kabine trennen.
22. Flugzeug nach einem der Ansprüche I5 bis 2I, dadurch gekennzeichnet, daß die Kabine (Io) mit einem Fallschirm und einem Zeitschalter zum Auslösen des Fallschirmes nach Auswurf der Kabine versehen ist.
23. Flugzeug nach Anspruch I7, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswurfpatrone in der Kammer (25) durch einen elektrischen Zündkreis mittels eines in der Kabine liegenden Zündschalters (38) zündbar ist.
24. Flugzeug nach den Ansprüchen I9 und 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Zündkreis zwei Sicherheitsschalter (37) enthält, die vor Auslösung der Zündung durch den Zündschalter (38) geschlossen sein müssen und vorzugsweise beim Abziehen der Kupplungsstifte (I9) geschaltet werden.
25. Flugzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen Kabine (Io) und übriger Flugzeugkonstruktion (I3) durch ineinandergreifende Winkel (3o, 3I) hergestellt ist, von denen einer (31) fest an der Kabine bzw. der Flugzeugkonstruktion und der andere (30) oder mehrere ihn bildende Einzelwinkel lösbar an der Flugzeugkonstruktion bzw. der Kabine durch federnde Klammern (33) befestigt sind, wobei die nicht lösbaren Winkel (31) beim Auswurf der Kabine aus dem Flugzeug die federnd befestigten Winkel (30) mit auswerfen.
26. Flugzeug nach einem der Ansprüche 15 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß Vorrichtungen vorgesehen sind, die der Schwanzlastigkeit des Flugzeuges nach Auswurf der Kabine entgegenwirken.
27. Flugzeug nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die der Schwanzlastigkeit entgegenwirkenden Vorrichtungen eine Quelle potentieller Energie, z. B. eine Feder (121), enthalten, die das Höhenruder des Flugzeuges nachstellt und beim Auswurf der Kabine freigegeben wird.
28. Flugzeug nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß das Höhenruder über ein Paar ineinandergreifender Zahnsegmente (87, 88) betätigt wird, die sich beim Auswurf der Kabine trennen, wobei das mit dem Höhenruder verbundene Segment (87) durch einen unter Federspannung stehenden Hebel (II4) in Sturzflugstellung bewegt wird.
29. Flugzeug nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daB der Hebel (II4) mit einer Wandung (II6) einer Aussparung in der Kabinenseitenwand im Eingriff steht und beim Freikommen davon das Höhenruder nach unten stellt. 3o. Flugzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kabine (1o) mit einer gesonderten, nur einen Teil ihres Raumes einnehmenden Besatzungskabine (log) versehen ist.