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Flugzeug mit wenigstens einem Paar zum Rumpf feststellbaren Schlagflügeln
Es sind zeitweilig zu Schwingenflügen benutzbare Segelflugzeuge vorgeschlagen worden,
bei denen jeder rechts und links des Rumpfes befindliche Tragflügel zum Rumpf entweder
feststell- oder lösbar ist. Im letzteren Fall führt der Flügel auf-und niedergehende
Bewegungen aus, die vom Flugzeugführer aus betätigt werden, indem er einen Motor
in Gang setzt, der zwei parallel zur Mittelachse des Rumpfes gelegene Kurbelwellen
antreibt.
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Gegenüber diesem bekanten Flugzeugtyp liegt der vorliegenden Erfindung
der Gedanke zugrunde, ein Sportflugzeug zu schaffen, das, wenn es mittels Segelflugs
eine gewisse Höhe in der Luft erreicht hat, nach Lösung der Entsperrungsmittel der
Tragflügel am Rumpf deren handliche Betätigung zu zeitweiligen Schwingenflügen erlaubt.
Erfindungsgemäß ist daher zur gleichzeitigen periodischen Änderung des Flügelanstellwinkels
und der wirksamen Tragflächengröße das Holmsystem jedes Flügels mittels einer sie
verbindenden hinteren Stange in Längsführungen der Rumpfseitenwände gleitbar angeordnet,
während ein weiter vorn aus der Holmträgerplatte hervorstehender Zapfen durch j
e eine in den Rumpfseitenwänden gelagerte Kurbel, die zweckmäßig durch eine gemeinsame,
den Rumpf quer durchsetzende Antriebswelle verbunden sind, in kreisende Bewegung
versetzt wird. Dabei erfolgt gleichzeitig über zweckmäßig ausgebildete und angeordnete
Mittel eine periodische Verschwenkung der Tragflächenelemente im Sinne einer Vergrößerung
find
Verkleinerung der wirksamen Tragfläche. Die Tragflächen schieben sich somit gewissermaßen
jeweils über ein Luftkissen und drücken sich auf dieses nach unten und hinten- ab.
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Wie der Erfindungsgedanke im einzelnen durchführbar ist und welche
Fortschritte dabei erzielbar sind, ist aus einem in den Fig. I bis: Io der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispiel zu ersehen, das erläutert wird. In der Zeichnung
stellt dar Fig. I eine Ansicht von oben auf das Flugzeug indem Augenblick, wo jeder
voll entfaltete Schlagflügel mit seiner Holmwurzel bei deren Hinweg die vordere
Totlage des Kurbelantriebs erreicht hat, Fig. 2 eine Stirnansicht auf Fig. I, betrachtet
auf jede Holmwurzel beider Schlagflügel, Fig. 3 eine Seitenansicht auf Fig. I und
2; Fig. 4 bruchstückweise die Seitenansicht auf Fig. 3, jedoch in einer Zwischenlage
des Kurbelantriebs, Fig.5 den Querschnitt durch die Holmwurzel mit ihrer Lagerstelle
an einem mit dem Kurbelantrieb gelenkig verbundenen Pleuelkörper, gemäß Linie I-II
der Fig. I, Fig.6 den Querschnitt durch die Holmwurzel und die von ihr nach hinten
verlaufende Tragfläche, gemäß Linie III-IV der Fig. I, Fig. 7 den Querschnitt durch
eine Einzelheit, Fig. 8 die Einzelheit nach Fig. 7 im Schaubild, Fig. 9 eine Ansicht
von oben auf das Flugzeug mit nach hinten geschlagenen Schlagflügeln und Fig. Io
eine Seitenansicht auf Fig. 9.
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Das aus zwei ringartig gestalteten Flacheisen I bestehende Untergestell,
das durch eine über den Ringumfang verteilte Mehrzahl von Bolzen 22 versteift ist,
trägt oben den U-förmig profilierten, nach vorn ansteigenden Rumpf Ia. Das Gestell
I, Ia, 22 ist mit drei Rädern 2, 2a ausgestattet, um es leichter zur gewünschten
Stelle zu bringen. Der Führer, dessen nicht dargestellter Sitz zwischen den beiden
ringartigen Flachbändern I unterhalb des Rumpfes ja angeordnet ist, kann dabei die
Pedale 26 betätigen, deren Kurbelachse mittels des Kettentriebs 25 das Hinterradpaar
2 in Drehung versetzt; die Lenkung selbst ist nicht dargestellt.
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In die Seiten des Rumpfes Ia sind parallele Längsführungen, die schematisch
als Längsschlitze dargestellt sind, eingelassen. Sie werden von einer Stange 15
durchsetzt, deren Ende je in eine Holmträgerplatte 3 eingreifen. Letztere führen
pleuelartige Bewegungen aus, und zwar auf Grund der Verbindung der Stange 15 mit
einem Kurbelantrieb. Dieser Kurbelantrieb besteht aus einer in den Seiten des Rumpfes
ja gelagerten und sie quer durchsetzenden Achse 14, mit je einer Kurbel Io an den
beiden Enden. Die Kurbelzapfen 16 sind dabei an den vorerwähnten Pleuelarmen 3 angelenkt.
Eine nach vorn zu z. B. an dem Bolzen 22a und mit ihrem Ende an der Stange 15 befestigte
Schraubenfeder 23 ist bestrebt, die Stange 15 nach vorn zu ziehen. Die Feder wird
auf dem Hinweg der Stange (Fig.4) entspannt, während sie auf dem Stangenrückwege
gespannt werden muß. Diese Spannung zu bewirken, ferner das Hin- und Rückbewegen
der Stange 15, die Drehungen der Kurbeln Io und das Tragen der beiden eigenartig
gebauten Trag- oder Schlagflügel, die später noch geschildert werden, sowie das
Steuern der Tragteile zu bewirken, ist Aufgabe des Pleuelarmpaares 3. Letzteres
wird durch die Hand des Flugzeugführers betätigt, weshalb jeder Pleuelarm mit einer
nach unten gerichteten Handhabe 24 versehen ist. Letztere ist zweckmäßig halbringförmig
nach unten gerichtet.
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Jeder der beiden Pleuelarme 3 ist Träger einer Holmwurzel. Letztere
ist rahmenartig und in sich starr ausgebildet. Ihrerseits ist sie Träger einer hinteren
Flügelfläche und eines Mittels, das während der jeweiligen kreisenden Bewegungen,
welche die Flügel zusammen mit ihren zugehörigen Pleuelarmen um die Kurbelzapfen
16 vollziehen, eine Verstellung der Tragflächengröße der Flügel verursacht.
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Im Beispielsfalle besteht der Holmwurzelrahmen aus zwei parallel zueinander
liegenden Rundstäben 6a, die an jedem ihrer Enden durch einen Abschlußkörper 7 bzw.
7a starr verbunden sind. Außerdem sind die Holmstäbe 6a durch eine Mehrzahl von
Querstücken 6 untereinander versteift. Jedes Querstück 6 wird zu diesem Zweck von
dem Stabpaar 6a durchquert, mit demselben befestigt und Träger je eines der nach
hinten gerichteten Schwinghebel 4a, die zueinander parallel gerichtet und in einer
der Zahl der Querstücke 6 entsprechenden Anzahl vorgesehen sind. Das um einen senkrechten
Bolzen 17 des jeweiligen Querstückes 6 drehbare Vorderende des Schwinghebels 4a
trägt in Richtung auf die hintere Flügelkante 211 den Vorderrand des vorzugsweise
aus Leichtmetallblech bestehenden Tragflächenteils 4. Die Teile 4 bilden, reihenweise
nebeneinander geordnet, die eigentliche Tragflächengesamtheit eines Schlagflügels.
Die parallel zueinander verlaufenden Seitenkanten jeden Tragflächenteils 4 oder
Elements zwingen- ihm eine gleiche Breite auf. Die Hinterkante eines jeden Tragflächenelements
verläuft schräg. Um je eine Spaltfuge zwischen der Seitenkante mit derjenigen des
benachbarten Elements 4 zu vermeiden, unter- oder überlappt die Seitenkante eines
Elements die betreffende des nächstfolgenden schuppenartig.
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Bei der in Fig. i in vollen Linien dargestellten Tragflächenlage zur
zugehörigen Holmwurzel bilden die Hinterkanten der gleichreihigen Tragflächenelemente
4 eine einzige schräge Gerade, die sich vom Beginn des dem Rumpf zugekehrten Elements
an bis zum Ende des letzten Elements 4 der.zugehörigen Holmwurzel stetig nähert.
Die in Fig. i gestrichelte Darstellung zeigt diejenige Stellung, welche der Flügel
einnimmt, wenn die hintere Totlage des Kurbelpaares erreicht ist.
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Parallel zu den Stäben 6a der Holmwurzel liegt über der Oberfläche
der Schwinghebel 4a ein Flachstabschieber 5, der an die' einzelnen Schwinghebel
4a mittels Gelenkbolzen 18 verbunden ist.
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Um einen, mehrere oder alle der Drehbolzen 17 der Querstücke 6 ist
- eine Schraubenfeder 8 gewunden,
deren eines Ende an der Holmwurzel
und deren anderes Ende am Schwinghebel 4a befestigt ist. Jede dieser Federn 8 ist
bestrebt, die in Betracht kommende Schwinghebelreihe und damit auch deren Schieberstäbe
5 nach auswärts, also entgegengesetzt zur Richtung nach dem Rumpf hin zu verstellen.
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Diesem Bestreben wirkt ein Steuerungsmittel des Schieberstabes 5 entgegen.
Es besteht für jeden Flügel aus einem Zugorgan I3, dessen eines Ende am Schieberstab
5 angreift, wobei das Zugorgan über die Rolle I2a eines am Rumpfsteg gelagerten
Rollenträgers I2 geführt wird und mit dem anderen Ende im hinteren Teil des zugeordneten
Pleuelarmes 3 befestigt ist. Im Beispielsfall hat der Rollenträger I2 zwei übereinander
auf einer geneigt angeordneten Achse gelagerte Rollen I2a, die gegen Abrutschen
des Zugorgans I3 durch U- oder O-förmig gestaltete, mit den Enden ihrer Schenkel
am Rollenträger befestigte Flachstäbe I2b gesichert sind. Der Rollenträger ist hierbei
zweckmäßig nach vorn gerichtet am Rumpfsteg befestigt.
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Der nach dem Rumpf zu liegende Abschlußkörper 7 der Holmwurzel 6,
6a, 7, 7a ist durchbohrt. Durch die Bohrung greift ein aus der Oberfläche des dem
Abschlußkörper 7 benachbarten Pleuelarmes 3 hervorstehender, oben mit einem Kopf
versehener Bolzen II. Der mittlere Teil des Bolzens II ist von einer kräftigen Schraubenfeder
9 umwunden, deren eines Ende am zugehörigen Pleuelarm, deren anderes Federende am
Abschlußkörper 7 befestigt ist. Die Feder bildet sowohl einen elastischen Sitz für
den Abschlußkörper 7 wie auch einen Widerstand, der dem Nachhintenschwenken der
Holmwurzel mit ihrer aus der Elementenreihe 4 bestehenden Flügeltragfläche entgegenwirkt,
ohne dieses jedoch im Bedarfsfalle zu verhindern. Ein Nachvornschwenken des betreffenden
Flügels wird durch einen auf dem Pleuelarm 3 angeordneten Anschlag I9 für die Holmwurzel
verhindert.
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Angenommen, vor Beginn der nach vorn gerichteten Bewegung nähme die
Stange I5 ihre hinterste Endlage ein, so entspricht dieser Lage die in Fig. I gestrichelt
dargestellte Flügelstellung. Die Feder 23 ist dabei gespannt; die beiden Kurbeln
Io befinden sich in ihrer hinteren Totlage. Sofort bei Beginn der nach vorn gerichteten
Bewegung der Stange I5, unterstützt von der sich entspannenden Feder 23, fangen
die Schieber 5 an, sich nach dem Rumpf hin zu bewegen; dabei richten sich die Pleuelarme
3 zusätzlich zu der der Stange I5 vorgeschriebenen Führungsbahn, den Kurbelzapfen
I6 folgend immer mehr auf.
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Bei dieser Vorwärtsbewegung lassen die Holmwurzeln durch ihre Durchbrechungen
die Luftmasse ohne weiteres durchtreten.
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Haben im Verfolg der Bewegung die Kurbeln Io eine nach oben senkrechte
Lage eingenommen, dann befinden sich die Holmwurzeln in der steilsten Stellung,
während die Hinterkanten der Tragelemente ihre tiefste Lage auf dem Hinweg einnehmen.
Auf der Kurbelkreisstrecke von der vorerwähnten Kurbellage bis zum vorderen Totpunkt
beider Kurbeln - Fig. 4 zeigt in der gestrichelten Zwischenlage der Kurbeln noch
nicht die vordere Totlage der letzteren - ist die volle Entfaltung der Tragflächenteile
4 erreicht, und die Feder 23 ist völlig entspannt. Jede der Holmwurzeln mit den
zugehörigen Tragflächenelementen 4 stehen dabei in waagerechter Stellung.
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Bei dem nun beginnenden Rückweg der Stange I5 und beider Flügel werden
die Streckenteile der Zugorgane I3 zwischen den Befestigungsstellen an jedem Schieberstab
5 und dem Rollenträger I2 länger. Die Schieberstäbe müssen sich also allmählich
nach auswärts verstellen, die Feder 23 spannt sich an, und die Tragflächengröße
der Elemente 4 verringert sich zunehmend. Die Hinterkanten der letzteren durchschneiden
hierbei gewissermaßen die Luftmasse, wobei die Durchbrechungen der Holmwurzeln wieder
die Luftmassen, jetzt allerdings im Gegenstrom wie auf dem Hinweg durchtreten lassen,
bis die hintere Totlage wieder hergestellt ist. Das beschriebene Spiel der bewegten
Teile wiederholt sich dann.
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An jedem Pleuelarm 3 ist ein zweiter Anschlag 2o befestigt und eine
zweiarmige Klinke 2I, 2Ia an ihm angelenkt, deren einer Arm nach oben reicht und
in eine Maulöffnung ausmündet, während der nach unten gerichtete Klinkenarm 2Ia
einen Handgriff bildet. Fühlt der Flugzeugführer, daß seine Kräfte durch die Pleuelbetätigung
zu erlahmen beginnen, so erfassen seine Hände die beiden Handgriffe 2Ia und bewegen
die Klinken 2I so, daß die Mäuler derselben je einen der Stäbe 6a beider Holmwurzeln
umgreifen und dadurch die Flügel am Rumpf feststellen. Der Führer kann dann zum
Segelflug übergehen oder aus diesem landen. Zum Hinterschwenken um je den Bolzen
II wird jeder Flügel am auswärtigen Ende entgegen dem Widerstand der Federn 9 bewegt
und durch Anbinden an je einen Anschlag 2o festgelegt.