DE311809C - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezweckt eine weitere Ausbildung der durch das Hauptpatent gekennzeichneten Flugzeuge und richtet sich namentlich auf die Beschaffung von Mustern für solche stabile Flugmaschinen, bei welchen Tragfläche, Propellerachse und Rumpf (bzw. ihre Kraftlinien) in verschiedenen Höhenlagen angeordnet sind.

In Fig. ι ist eine derartige Flugmaschine schematisch aufgezeichnet und ihre ständigen Außenkräfte nach Größe, Lage und Richtung angedeutet.

Der Auftrieb A und der Flügelwiderstand W/ ergeben als Mittelkraft den_ normalen Tragflächendruck P, der stets im sogenannten Druckmittelpunkt angreift. Dieser Tragflächendruck ergibt zusammen mit dem Propellerschub W die Mittelkraft R, die gemäß der Erfindung immer durch den Schnittpunkt O hindurchgehen soll, den die Schwerkraft G mit dem Rumpfwiderstand W_r bildet. Zur Stabilisierung des so erhaltenen Gleichgewichtszustandes ist der Systemschwerpunkt 5 unter den Schnittpunkt O gelegt.

Betrachtet man nun den Punkt O als Anfangspunkt eines rechtwinkligen Koordinatensystems X-Y, so erhält man für die lotrechte Flugebene die drei Gleichgewichtsbedingungen:

A=G, W==Wf+Wr

und W· a — A · χ— Wf y = 0.

Daraus ergibt sicH^iür den Schnittpunkt O, unter Mitberücksichtigung der -Beziehung

die Gleichung der Verschubkurve des Druckpunktes D, nämlich

W' a— Wf y __

χ =

= «·-£- — y · tg α,

womit die wesentliche Aufgabe: die erfundenen Flugzeuge zu stabilisieren, analytisch-geometrisch gelöst ist.

Aus dieser allgemeinen Lösung sind nachstehend einige Sonderfälle abgeleitet, um den grundsätzlichen Unterschied zwischen den erfundenen und den bereits bekannten Flugzeugen schärfer zu beleuchten.: .

Die vorherrschende Anschauung: Jedes Flugzeug ist stabil, wenn der Systemschwerpunkt auf der Auftriebsvertikalen und unterhalb des Druckpunktes liegt, besagt, daß χ = konst. = 0 sein muß, also

Wollte man nun mit einer entsprechend eingerichteten Maschine im Kraftflug niedergehen und stellte man dazu die Flügel auf a = b ein, so müßte man y = 00 machen; wollte man dagegen im Gleitflug niedergehen, wobei W = 0 ist, so müßte man y = 0 werden lassen.

Die Höhenlage der Tragflächen über dem Rumpf müßte demnach in außerordentlich weiten Grenzen veränderlich sein, was praktisch unausführbar ist.

Wenn man die Schraubenwelle durch den Koordinatenanfangspunkt gehen läßt, also a = ο setzt, dann nimmt die Kurvengleichung des Druckpunktes die Form an

^wf \

.10 . X = — y · —f = — y · tg a.

Or

Will man den Druckpunkt längs der Propellerkraftlinie verschieben, wofür y = a — konst ist, so beträgt das Maß der erforderlichen Verschiebung

Wr (W \

*=«..-—=?α· — tga.

Wählt man die Rumpfwiderstandslinie zur Verschublinie des Druckpunktes, so muß⁴ man y == 0 setzen und die Verschubweite gleichmachen

W :

χ = α --pr . ·

Or

Für den Fall, daß y = a = 0 wird, wird auch x = o, d. h. das Kraftflugzeug erhält die Eigenschaft eines Gleitflugzeuges.

Für die hier hauptsächlich in Betracht kommende, für die konstruktive Lösung der Stabilisierungsaufabe ist das zeichnerische Verfahren vorzuziehen, weil seine Anschaulichkeit das Auffinden der besten Ausführungsform im Einzelfalle erleichtert.

Man ermittelt zunächst die Kräfte P und W für verschiedene Anstellwinkel, gegebenenfalls auch für verschiedene Fluglasten, stellt sie nach Fig. 2 in einem Kräfte plan zusammen und erhält auf die Art die Mittelkräfte R nach Große und Richtung. Darauf wählt man den Abstand α und zeichnet den konstruktiv gegliederten Kräfteplan Fig. 3, in welchem man alle Kräfte R parallel zu Fig. 2 vom Festpunkt O ausstrahlen läßt. Durch die Schnittpunkte der Kräfte R mit der Schraubenzuglinie W zieht man die zu Fig. 2 parallelen Kraftlinien P. Dann legt man die Tragfläche auf die P-Linien und findet durch Probieren die Zahl der erforderlichen Drehachsen sowie die Stelle ihrer zweckmäßigen Anordnung.

Für den Gleitflug sind die Linien gestrichelt gezeichnet. Der Propellerschub verschwindet; der Anstellwinkel wird negativ; die Horizontalkomponente des Tragflächendrucks wird gleich dem Rumpfwiderstand mit entgegengesetzter Richtung und bildet die vorwärts treibende Kraft. Häufig stört der Fortfall des Schraubenzugdrehmomentes das Gleichgewicht der Flugmaschine, so daß es nötig wird, eine besondere Verschiebung der Tragfläche gegenüber dem Schwerpunkt oder des Schwerpunktes gegenüber der Tragfläche vorzunehmen. Hierfür ist eine selbsttätige Verschubvorrichtung zu empfehlen.

Vor der endgültigen Festlegung der Druckpunktsverschubkurve müßte man noch die verhältnismäßig unbedeutende, eigenmächtige Wanderung des Druckpunktes^ auf der Tragfläche berücksichtigen, die durch die Schwankungen des Winkels zwischen Luftstrom und Tragfläche, infolge ihre Verstellung gegenüber dem Horizont, verursacht wird. Die bezügliche Berichtigung der Kurve ist beim zeichnerischen Verfahren leicht, beim analytischen Verfahren schwieriger, weil die mit der Form-Verschiedenheit der Tragfläche wechselnden Druckpunktswanderungen sich in eine einfache Formel nicht genau einkleiden lassen. In den Zeichnungen ist die Berichtigung unterblieben, um das Wesen des Erfindungsgegenstandes 3o' nicht zu verschleiern.

In Fig. 3 ist die getroffene Einrichtung überraschend einfach. Die Tragfläche ι (bei Tragflächen mit nach vorn gebogenen Enden ihr Druckmittelpunkt) ist um eine' in der Flugrichtung, hinten liegende Achse 2 drehbar; die Änderung ihrer Lage wird von einem Handrad 3 veranlaßt. Das Handrad ist mit Muttergewinde versehen und auf einer Steuersäule 4 drehbar gelagert. Letztere ist am Rumpfboden, die vom Handrad auf und ab zuschiebende Schraubenspindel 5 an der Tragfläche gelenkig befestigt. Bei Höhenmanövern im Kraftflug schwingt der Druckmittelpunkt D um die feste Achse 2. Bei Übergang zum Gleitflug bringt man die Tragfläche in eine ungefähr wagerechte Lage, stellt den Motor ab, schiebt' die Tragfläche zurück und benutzt zum Einregeln des Anstellwinkels wieder das Handrad 3. Dabei wird die Rückwärtsbewegung der Flügel durch ein mit Muttergewinde versehenes Handrad 6 besorgt, das in der Nähe des Führersitzes angebracht ist. Die von ihm bewegte Schraubenspindel y ist durch eine gegabelte Schubstange 8 mit den unteren Enden zweier Doppelhebel 9 verbunden, die an den Rumpfwänden ihre Zapfenlager haben. Das obere Ende jedes Doppelhebels steht in gelenkiger Verbindung mit der Drehachse 2, deren Lagerschalen auf den Bordkanten in Kulissenführungen 10 lauf en. Durch Umdrehen des Handrades 6 wird das Scharnier 2 in die Lage 11 befördert. Bei Rückkehr zum Kraftflug muß man zunächst den Motor anlassen, gleich darauf vermittels Handrades 6 das Tragdeck in seine Ursprungslage zurückversetzen, und schließlich das Handrad 3 in üblicher Weise bedienen.

Fig. 4 veranschaulicht die Eingliederung der beschriebenen Vorrichtung in eine Flugmaschine. Sie stellt zugleich ein Muster für solche Flugzeuge dar, bei welchen die Trag-

fläche zwischen Rumpf und Propellerachse angeordnet ist und die Verschiebung des Druckpunktes mehr senkrecht als wagerecht statt-' findet.

Bei der Ausführung nach Fig. 5 und 6 ist das Tragdeck in der Mitte geteilt angenommen,- so daß jede Hälfte einen selbständigen Flügel bildet, dessen Festigkeit durch eine röhrenförmige Längsrippe gewährleistet ist.

:o Die Wurzel der Rippe ist wagerecht gelagert und bildet die Schwingachse 12; die Spitze der Rippe ist nach oben gebogen,. damit der Druckpunkt die nötige Höhenlage erhält und

_ die vorgeschriebene Ortsveränderung ausführt, sobald die Achse 12, auf die ein Schneckenradsegment 13 aufgekeilt ist, vermittels Schnecke 14, Kegelräder 15 und Handrades 16 gedreht wird. Jede Umdrehung des Handrades bewirkt ein Ausschwingen des Flügels in gleicher Richtung. Die Umstellvorrichtungen des Flügelpaares sind symmetrisch in ein derbes Rahmenwerk 17 eingebaut; das sich in den Bootswänden zwischen Geradführungen 18 rückwärts oder vorwärts verschiebt, wenn die Tragflächen vom Kraftflug zum Gleitflug oder umgekehrt eingestellt werden. Diese Einstellung besorgt ein am Schlitten 17 angebrachtes Handrad 19 durch eine Schraubenspindel, die sich gegen eine vom Rumpf festgehaltene Mutter 20 stützt. Die Anordnung des Schlittens ermöglicht auch die Wiederherstellung der wagerechten Kiellage des Bootes, wenn sie z. B. durch Umgruppierung der Lasten verändert worden sein sollte.

Claims (2)

Patent-An Sprüche:

1. Flugzeug _f mit verstellbaren Flügeln nach Patent 310292, dadurch gekennzeich- ■ net, daß die verschiebbare Drehachse im hinteren Teil der Tragfläche liegt, deren Auf- und Niederkippen durch das an einer schwenkbaren oder festen Säule angeord-

■ nete Handrad mit Schraubenmutter bewirkt wird, durch dessen Drehung eine unmittelbar oder mittels Gestänges am vorderen Flächenteil angreifende Schraubenspindel sich hin und her bewegen läßt.

2. Flugzeug mit verstellbaren Flügeln nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die !Drehachse in zwei seitwärts vom Rumpf nach' oben gebogene Teile zerlegt ist, so daß die Tragflächen durch Drehung um die in ihrem wagerechten Teil gelagerten Achsenenden eingestellt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.