DE937818C

DE937818C - Gefesseltes Spielflugzeug

Info

Publication number: DE937818C
Application number: DEB29071A
Authority: DE
Inventors: Juergen Bortfeldt
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1952-12-23
Filing date: 1954-01-01
Publication date: 1956-01-12
Also published as: US2795895A; US2837864A; GB756837A; FR1094088A; FR68856E; US2756537A; GB749661A; GB759748A; CH324707A; FR67240E

Description

AUSGEGEBEN AM 12. JANUAR 1956

B 29071 XI j 77f

Gefesseltes Spielflugzeug

Zusatz zum Patent 926

In dem Patent 926 116 ist ein gefesseltes Spielflugzeug beschrieben, dessen Antrieb¹ über eine biegsame Welle erfolgt, welche von der Seite her, vorzugsweise am Ende eines Tragflügels in dais Spielflugzeug eingeführt ist. Insbesondere wird in dem Hauptpatent vorgeschlagen, eine aus einem drahtförmigen Mittel ohne Versteifungshülle hergestellte biegsame Welle als Übertragungsmittel zu benutzen.

Die Erfindung bezieht sich auf ein gefesseltes Spielflugzeug nach dem Hauptpatent und hat weitere Verbesserungen zur Erhöhung der Flugfähigkeit und der leichten Bedienbarkeit eines solchen Spieilflugzeuges zum Gegenstand.

Wie bereits in dem Hauptpatent erwähnt ist, eignet sich zum Antrieb eines solchen Spielflugzeuges von etwa 40 bis 80 cm Spannweite ein Stahldra'ht, von etwa 0,3 bis 0,8 mm, vorzugsweise von 0,5 mm Durchmesser, der das Antrieibsoorgan mit einer an oder in dem Flugzeug befestigten Antriebswelle verbindet. Ein solcher, vorzugsweise aus Federstahl hergestellter gerader Draht von mehreren Metern Länge ist aber nachteilig. Es hat sich gezeigt, daß ein gerader Draht nicht ohne bleibende Formänderung auf einen kleineren Durcihmesser zusammengerollt werden kann-. Die kleinste Verbiiegung oder Knickung hat aber zur Folge, daß während des Betriebes starke Schwingungen auf-

treten, durch die die Flugfähigkeit des Spielftugzeugmodel'ls stark behindert wird. ■

Erfindungsgemäß ■ wird daher vorgeschlagen, als Übertragungsmittel zwischen dem Antriebsgerät und dem SpielfLugzeug eine naah Art einer Schraubenfeder gewickelte Drahtwendel zu benutzen. Eine solche Drahtwendel ist gegen Verbiegen praktisch unempfindlich, weist außerdem eine relativ große Verdrehsteifheit auf und laßt sich bis zu einer ίο großen Länge ausziehen. Als besonders günstiges Material ist ein hochfester Stahldriaht geeignet, wie er z. B. auch zur Herstellung von Schrauibenfedern benutzt wird. Eine solche Stahldirahtwendel ist auch gegen gelegentliches· Darauftreten unempfindlieh. Die Herstellung einer solchen Drahtwendel kann ebenso· wie die von Schraubenfedern erfolgen, wobei die Wendel zunächst eng gewickelt wird und nachträglich von dem Benutzer des Spielflugzeuges auf die gewünschte Länge ausgezogen werden kann. ao An den Enden wird man zweckmäßig den geringen Abstand der Windungen beibehalten, um damit eine günstige Befestigungsmögliahkeit mit den Wellen am Antriebsgerät bzw. Spielflugzeug zu erhalten.

Wicklungssinn und Drehbeanspruchung dieser biegsamen Antriebswelle sollen' ferner in einem bestimmten Verhältnis zueinander stehen, um ein 'Hö'chstmaiß an Betriebssicherheit und Lebensdauer zu erhalten, und zwar sind Wicklungssinn und Drehbeanspruahung so aufeinander abzustimmen, daß die Drahtwendel auf »Zusammendrehen«, also verbunden mit einer Durcbmesserverri'ngerung und einer Längenverkürzung, beansprucht wird. Dies bedeutet z.B., daß bei Benutzung einer entsprechend einer Rechtsschraube gewickelten Drahtwendel, in Kraftflußrichtung gesehen, eine Torsionsbeanspruchung im Uhrzeigergegensinn und bei Benutzung einer entsprechend einer Links schraube gewickelten Drahtwendel, in Kraftflußrichtung gesehen, eine Toreionsbeanspruchung im Uhrzeigersinn erfolgen soll. Bei einer derartigen Beanspruchung der Drahtwendel tritt auch bei längerer Betriebsdauer keine störende Formänderung auf. Eine hierbei eventuell eingetretene Verkürzung der Drahtwendel kann durch ein geringes Ausziehen ohne Schwierigkeiten wieder ausgeglichen werden. Ein weiterer wichtiger Vorteil, in der angegebenen Weise gewickelte und beanspruchte Drahtwendefn zu benutzen, besteht darin, daß sich dieselbe auf den beiden zu verbindenden Wellenenden festdreht, so daß auch bei größerer Zugbeanspruchung ein Ablösen vermieden wird.

Der Antrieb kann entweder von der einen oder anderen Seite des Spielflugzeuges her erfolgen, so daß also bei einem ortsfesten Antriebegerät das Spielflugzeug entweder rechts oder links herum um den Antrieb bzw. um den Spielenden sich bewegt. Selbstverständlich läßt sich ein solches Spielflugzeug auch so ausbilden, daß es sowohl von der einen als auch von der anderen Seite her angetrieben werden kann. Wie leicht einzusehen isit, wird durch die biegsame Antriebswelle bei laufendem Antrieb und laufender Luftschraube ständig ein Drehmoment auf das Spielflugzeug ausgeübt, welches dasselbe etwa um seine Querachse zu verdrehen sucht. Je nach der Flugrichtung des Spielflugzeuges und der Drehrichtung der Antriebswelle kann dieses Drehmoment sich also im Sinne einer Vergrößerung oder Verkleinerung des Anstellwinkels auswirken. Erfindungsgemäß soll nun dieses Drehmoment dazu benutzt werden, um wie ein Höhensiteuer zu wirken, um die jeweilige Fluglage in bezug auf die Querachse festzulegen und damit verschiedene Flughöhen zu erreichen. Hierbei hat es sidh gezeigt, daß es günstig ist, dieses Drehmoment im Sinne einer Anstellwinkelvergröße- ■ rung auf das Spielflugzeug einwirken zu lassen, so daß also bei Vergrößerung des Antriebs eine größere Zugkraft von der Luftschraube ausgeübt wird und gleichzeitig eine Vergrößerung des Anstallwinkels erfolgt. Das Spielflugzeug geht demnach bei Vergrößerung des Antriebs in den Steigflug über. Umgekehrt bedeutet ein Nachlassen des Antriebs eine Verringerung der Zugkraft und eine Verringerung des Anstellwinkels, wodurch entweder ein stabiler Geiradeausflug oder ein Abwärtsflug erfolgen kann. Die Manövrierfähigkeit des Spielflugzeuges kann nun weiterhin dadurch noch gesteigert werden, daß dasselbe leicht kopflastig ausgebildet wird, d. h. der Flugzeugsehwerpunkt etwas vor der mehr oder weniger stabilen Auftriebsmitte liegt. Damit kann also erreicht werden, daß bei einem günstigen Anstellwinkel und einem mittleren Antrieb das Flugzeug einen stabilen Geradeausflug ausführt, beim Nachlassen oder Aufhören des Antriebs, eine mehr oder weniger starke Gleitfluglage einnimmt und bei besonderer Steigerung des Antriebs, wie bereits erwähnt, in den Steigflug übergeht. Auf diese Weise ist es möglich, das Spielflugzeug praktisch wie ein Großflugzeug durch Antriebsänderung -und Änderung der Höhensteuerung zu steuern. Kleine Korrekturen können hierbei durch eine mehr oder weniger große Voreinstellung des Höhenleitwerkes vorgenommen werden. Infolgedessen, ist es möglich, mit dem nach der Erfindung vorgeschlagenen Spialflugzeug eine Reihe von Flugmanövern wie mit einem Großflugzeug durchzuführen. So kann z. B. mit dem Spielflugzeug auch eine Dreipunktlandung durchgeführt werden, und zwar dadurch, daß kurz vor dem Aufsetzen auf den Boden der Antrieb wieder verstärkt wird. Das plötzlich von der biegsamen Welle auf das Spielflugzeug ausgeübte· Drehmoment bewirkt hierbei die erforderliche Anstellwinkelvergrößerung. .

Aus dem Vorausgehenden ergibt sich demnach, daß bei Anbringung des Antriebs ander rechten Flugzeugseite die biegsame Welle in Blickrichtung auf das SpielflugzeugiintUhrzeigergegeinsinn' sich drehen soll, wobei der Wicklungssinn der Drahtwendel entsprechend dem einer rechtsgängigen Schraube zu wählen ist. Bei Anbringung des Antriebs an der linken Flugzeugseite soll demnach die Drehrichtung der Antriebswelle im Uhrzeigersinn erfolgen und eine entsprechend einer linksgängigen Schraube gewickelte Drahtwendel benutzt werden.

In dem Hauptpatent wurde weiterhin vorgeschlagen, zur Erhöhung der Stabilität des Spielflugzeuges, um die Längsachse entweder aiuf der der Antriebs sei te abgewandten Seite ein Gegengewicht anzubringen oder diesen Tragflügel kleiner auszubilden bzw. den Tragflügel an der angetriebenen Seite mit einem größeren Anstellwinkel zu versehen. Wie Versuche gezeigt haben, ist das Spielflugzeug nach der Erfindung durch die Fesselung

ίο mittels des Antriebs praktisch unempfindlich gegenüber der durch den Antrieb verursachten einseitigen Belastung. Durch eine geringe Anstellwinkelvergrößerung des mit dem Antrieb versehenen Tragflügels kann dieses Drehmoment um die Längsachse ohne Schwierigkeiten ausgeglichen werden, so> daß also zusätzliche Gewichte bzw. unsymmetrische Tragflügelfo'rmen nicht erforderlich sind.

In dem Hauptpatent war als weiteres wichtiges Merkmal der Erfindung angesehen worden, mit dem Spielflugzeug eine mach außen gerichtete Luftkraft zu erzeugen, und zwar entweder dadurch, daß die Luftschraubenwelle mit ihrem vorderen Ende nach außen gestellt wurde, oder eine Voreinstellung der Seitensteuerung nach außen,- vorgesehen war. Auch war in dem Hauptpatent angedeutet worden, daß durch .geeignete Wahl der Befestigungsstelle der biegsamen Welle an dem Spielflugzeug eine solche nach außen gerichtete Luftkraft erzeugt werden kann, durch die die Antriebswelle gestreckt gehalten wird. Wie sich gezeigt hat, soll im günstigsten Fall die biegsame Welle in der Nähe der Querachse in bezug auf die Längs- und Hochachse an das Spielflugzeug herangeführt, insbesondere am Ende des Tragflügels mit der die Verbindung mit dem Propeller herstellenden Antriebswelle verbunden sein, das ist also in der Achse, um die das Spielflugzeug bei verschieden großen Anstellwinkeln dreht. Es bat sich gezeigt, daß eine besonders hohe Stabilität des Spielflugzeuges um die Hochachse dann erreicht werden kann, wenn die von dem Tragflügelende bis nahe zur Flugzeugmitte führende, vorzugsweise untersetzt mit der Luftschraubenwelle gekuppelte Antriebswelle in einem spitzen Winkel nach, vorn in

_4S Richtung auf den Propeller zu versetzt angeordnet ist. Der Schnittpunkt, der bis zur Flugzeugmitte verlängert gedachten Antriebswelle mit der Längsachse des Spielflugzeugas soll hierbei in oder noch vor dem Schwerpunkt des Spielflugzeuges liegen.

Die Wirkungsweise der oben geschilderten Maßnahmen ist dann die folgende: Während des Fluges nimmt das Spielflugzeug eine solche Lage in bezug auf die Hochachse ein, daß diese im oder am Flugzeugtragflügel gelagerte Antriebswelle in der Verlängerung der biegsamen Antriebswelle liegt, die Flugzeuglängsachse also· um einen kleinen Winkel nach außen gedreht ist, wodurch sich ein Teil der von dem Propeller ausgeübten Antriebskraft als Zugkraft auf die biegsame Antriebswelle auswirkt.

Durch diese Lagerung der von dem Tragflügelende bis nahe zur Flugzeugmitte geführten Antriebswelle wird also ebenfalls eine nach außen gerichtete Luftkraft ausgeübt, so daß das Spielflugzeug auch mit symmetrisch in der Flugzeugmitte gelegener Luftschrauibenwelle und mit verhältnismäßig geringem Ausschlagwinkel des Seitenruders auskommen kann. Durch die während das Fluges auftretende Zentrifugalkraft, die im Schwerpunkt angreift, wird dieses nach außen gerichtete Drehmoment wenigstens teilweise kompensiert. Beide in bezug auf die Hochachse auf das Spielflugzeug einwirkenden Drehmomente heben sich also bei einer bestimmten Winkellage um die Hochacfa.se auf, wobei die Resultierende aus der nach außen gerichteten LufitkiPäft und der ebenfalls nach außen ge- richteten Zentrifugalkraft die biegsame Antriebswelle geistreckt halten.

Um weiterihin zu erreichen, daß das Spielflugzeug, solange es sich noch am Boden, bewegt und noch keine nach außen gerichtete Luftkraft bzw. Zentrifugalkraft einwirkt, in eine Lage zu bringen, bei der die biegsame Antriebswelle möglichst gestreckt ist, wird weiterhin vorgeschlagen, das Sporn- oder Bugrad ebenfalls in einer nach außen ausgeschlagenen Stellung am Spielflugzeug zu befestigen. Das Spielflugzeug bewegt sich demnach bereits bei Beginn des Antriebs von dem Spielenden weg, -so daß auch in diesem Falle die Gefahr einer Sohlingenbildung verringert wird.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen noch näher erläutert:

Fig. ι zeigt schematisch die Ausbildung der an einem Tragflügelende vorgesehenen Verbindungsstalle zwischen der zum Antrieb der Luftschraube dienenden im Tragflügel gelegenen Welle und der mit dieser kuppelbaren, biegsamen Welle für ein Spielflugzeug, das sich rechts um den Spielenden bewegen soll;

Fig. 2 zeigt die entsprechende Ausbildung des Tragflügelendes und der biegsamen Antriebswelle für einen linksseitigen, Antrieb, bei dem sich das Spielflugzeug links um den Spielenden bewegt;

Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht eines Spielflugzeuges nach der Erfindung in Flugstellung, und

Fig. 4 zeigt eine Ansicht des in Fig. 3 dargestellten Spielflugzeuges von unten gesehen.

In der Fig. 1 ist 1 dais Tragflügel ende, in dem mittels eines Lagers 2 die Welle 3 gelagert ist. Das über den Tragflügel hinausreichende Ende der Welle 3 dient zur Verbindung mit der biegsamen Antriebswelle 4. In Fig. 1 ist die biegsame Antriebswelle 4 entsprechend einer rechtsgängigen Schraube ausgebildet, wobei das zur Verbindung benutzte Ende 5 einen engen Windungsabstand und der mittlere Teil der Drahtwendel 4 einen relativ weiten Windungsabstand aufweist. Der Pfeil 6 gibt die Flugrichtung an, der gebogene Pfeil 7 das von der biegsamen Welle auf das Spielflugzeug übertragene Drehmoment. Man entnimmt der Zeichnung, daß durch diese Anordnung das auf das Spielflugzeug ausgeübteDrehmoment einerseits eine Anstel 1 winkel vergrößer ung bewirkt und d aß an derer seits die Drahtwendel 4 auf Zusammendrehen beansprucht wird, wobei sich das eng gewickelte Ende 5 der Drahtwendel fest auf das Ende der Welle 3 aufzieht. Das antriebsseitige Ende der

Drahtwendel 4 ist ganz analog ausgebildet, wobei hier ebenfalls ein Festziehen der Drahtwendel auf der Antriebswelle durch dias auftretende Drehmoment erfolgt.

Bei dem Beispiel in Fig. 2 ist die Flugrichtung entsprechend dem Pfeil 8 umgekehrt, ebenso· die Drehrichtung der Antriebswelle entsprechend dem gekrümmten Pfeil 9. Infolgedessen, ist die Drahtwendel 10 entsprechend einer Linksschraube ge- wunden, wobei sich auch hier das eng gewickelte Enden fest auf das flugzeugfas'te Wellenende 12 aufzieht.

Bei dem in den Fig. 3 und 4 dargestellten Spielflugzeugmodell sind zur Veranschaulichung der Wirkungsweise des Antriebs verschiedene Pfeile eingezeichnet, und zwar stellt der gekrümmte Pfeil 13 das von der biegsamen Antriebswelle auf das Spielflugzeug ausgeübte Drehmoment dar. Mit dem Pfeil 14 ist etwa für eine mittlere Fluglage die resultierende Auftriebskraft dargestellt, mit dom Pfeil 15 das im Sohwerpunict angreifende Gewicht des Spielflugzeuges, Ziffer 16 stellt die Auftriahsmitte und Ziffer 17 den Schwerpunkt dar. Infolge des Abistandes der Punkte 1.6 und 17 über die beiden Kräfte 14 und 15 ein Drehmoment auf das Spielflugzeug aus, durch das es mehr oder weniger kopflastig wird. Dieses Drehmoment wird nun durch das von der Antriebswelle auf das Spielflugzeug ausgeübte Drehmoment entsprechend dem gekrümmten Pfeil 13 mehr oder weniger stark aufgehoben, wodurch also das Spielflugzeug in beziig auf seine Höhenlage steuerbar wird..

Die Stabilitätsverhältnisse in bezug auf dieHochachse sollen noch in Verbindung mit Fig. 4 erläutert werden. Bs sei angenommen, daß Ziffer 18 die Quenacbse sein soll, um die etwa das Spielflugzeug bei verschiedenen Anstellwinkeln dreht. In diesem Falle liegt die Auftriebsmitte 16 in dem Schnittpunkt der Querachse 18 und deir Längsachse

19. Ziffer 17 stellt wieder den Schwerpunkt des Flugzeuges dar, der einen gewissen Betrag vor der Auftriebsmitte 16 liegt. Weiterhin zeigt die Fig. 4, daß die zur Verbindung der biegsamen Welle 20 mit der Luftsdiraubenwelle2i dienende Zwischenwelle 22 so gelagert ist, daß etwa die Verbindungsstelle mit der biegsamen Welle 20 in der unmittelbaren Umgebung der Querachse liegt. Diese Welle 22 ist ferner um einen kleinen Winkel 23 vor der Querachse 18 zur Flugzeugmitte geführt, so daß der gedachte Schnittpunkt 24 der Welle 22 mit der Längsachse 19 etwa im Schwerpunkt oder noch besser etwas voir dem Schwerpunkt 17 liegt.

Während des Fluges hat die Welle 22 das Bestreiben, sich in Richtung der gestreckten biegsamen Welle 20 einzustellen, so daß also das Spielflugzeug eine Flugrichtung einnimmt, welche dem Pfeil 25 entspricht. Man erkennt, daß auf diese Weise der Propeller 26 nicht nur eine Kraftkomponente in Flugrichtung, sondern auch eine Kraftkomponente in radialer Richtung zu den Antriebswellen 21 und 22 nach außen hat. Diese nach außen gerichtete Luftkraft übt, da sie etwa in der Ebene des Propellers angreift, ein Drehmoment auf das Spiel flugzeug aus. Dieses Drehmoment wird nun ganz oder teilweise durch ein weiteres Drehmoment kompensiert, das dadurch entsteht, daß an dem Schwerpunkt 17 die Zentrifugalkraft angreift. Durch die nach der Erfindung vorgeschlagene Lage der Antriebswelle 22 wird demnach nicht nur eine gestreckte· Lage der Antriebswelle, sondern auch eine ruhige stabile Lage des Spielflugzeuges um seine Hochachse erzielt.

Wie weiter, der Fig. 4 zu entnehmen ist, ist das Spornrad 26 ,so nach außen ausgeschlagen an dem Bügel 27 drehbar gelagert, daß es während deis Anrollens ebenfalls das Spielflugzeug in eine die Antriebswelle gestreckt haltende Lage bringt.

Claims

Patentansprüche:

1. Gefesseltes Spielflugzeug mit Antrieb bzw. Lenkung durch ein Antriebsgerät unter Verwendung einer biegsamen· Welle, welche von der Seite her vorzugsweise am Ende eines Tragflügels mit einer Antriebswelle im Spielflugzeug verbunden ist, nach Patent 926 116, dadurch gekennzeichnet, daß die biegsame Welle aus einer in verschiedene Längen· ausziehbare Drahtwendel, vorzugsweise aus hochfestem Stahldraht, besteht.

2. Gefesseltes Spielflugzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wicklungsisinn der Drahtwendel und die Torsionisbeanspruchurug derselben so aufeinander abgestimmt sind, daß die Drahtwendel auf Zusammendrehen beansprucht wird, wobei sich die vorzugsweise eng gewickelten Enden der Drahtwendel fest haftend auf den zur Kraftübertragung dienenden Wellenenden aufziehen.

3. Gefesseltes Spielflugzeug nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung einer ausreichenden Stabilität um die Flugzeugquenachse und zur Erzielung einer gewissen Manövrierfähigkeit in bezug auf die Höhenlage der Drehsinn der biegsamen An-

- triebswelk so gewählt ist, daß das durch die biegsame Welle auf das Spielflugzeug ausgeübte Drehmoment den Anstellwinkel vergrößert und das Spielflugzeug kopflastig ausgebildet ist, d. h. also der Flugzeugsohwerpunkt etwas voider bei normaler Fluglage vorhandenen Auftriebsmitte liegt.

4. Gefesseltes Spielflugzeug nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei rechtsseitig gelegenem Antrieb eine im Sinn einer . rechtsgängigen Schraube gewickelte Drahtwendel und bei linksseitig gelegenem Antrieb· eine im Sinn' einer linksgängigen Schraube gewickelte Drahtwendel benutzt wird.

5. Gefesseltes Spielflugzeug nach Anspruch 1

bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung einer ausreichenden Stabilität des Spielflugzeugmodells um seine Hochaahse und zur Erzeugung einer die biegsame Welle gestreckt haltenden, nach außen gerichteten Luftkraft, die in oder an einem Tragflügel vorgesehene seitliehe Antriebsweile in einem spitzen Winkel

von der etwa in der Querachsegelegenen Befestigungsstelle zur Flugzeugmitte nach vorn verläuft, so daß der Flugzeugschwerpunkt noch etwas hinter dem Kreuzungspunkt von Längsachse und verlängerter Achse der seitlichen Antriebswelle liegt.

6. Gefesseltes Spielflugzeug nach Anspruch ι bis S, dadurch. gekennzeichnet, daß zum Gestreckthalten der biegsamen Welle während des Anrollens das Heck- oder Bugrad in einem nach außen gerichteten Winkel fest angeordnet ist.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen

I 509 616 1.56