DE4308758A1 - Control aid for hang-gliders and ultralight aircraft (trikes) - Google Patents

Abstract

The lateral control of present-day hang-gliders having a floating keel tube is based, in addition to the lateral displacement of the pilot's weight, on the use of so-called sail control. However, this control is lost as the sail stress increases. The capability to realise a greater sail stress is desirable for flight performance reasons. The invention has the object of ensuring sail control even when the sail stress is increased in the case of conventionally constructed or cantilever construction hang-gliders and ultralight aircraft (trikes). To this end, the lateral lower bracing means are not firmly connected at their outer ends to the transverse tubes, as is normal, but are guided back via deflection means into the keel tube region and are fastened there in such a manner that the difference between their cable forces (left/right lower bracing means) is introduced into the sail. Using this design, in the case of a lateral control movement by the pilot, the force which displaces the keel tube (sail) is more than doubled. A quite considerable sail control effect is thus obtained even in the case of relatively high sail stresses. The structural concept of the present-day gliders is in this case essentially maintained.

Description

Die heutigen Hochleistungshängegleiter verlieren mit wachsender Segelspan­ nung ihre Steuerbarkeit um die Längsachse. Die Realisierbarkeit einer höheren Segelspannung ist jedoch aus Gründen der Flugleistung anzustre­ ben.Today's high-performance hang gliders lose with growing chip their controllability around the longitudinal axis. The feasibility of a However, higher sail tension is desirable for reasons of flight performance ben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei konventionell oder freitra­ gend aufgebauten Hängegleitern und Ultraleichtflugzeugen (Trikes), deren Seitensteuerbarkeit auch bei erhöhter Segelspannung zu gewährleisten.The invention has for its object in conventional or freitra hang gliders and ultralight aircraft (trikes), whose Ensure lateral steerability even with increased sail tension.

Die Seitensteuerung der heutigen Hängegleiter (mit schwimmendem Kiel­ rohr) beruht, neben der seitlichen Verlagerung des Pilotengewichts, auf der Ausnutzung der sogenannten Segelsteuerung. Voraussetzung hierfür ist eine schwimmende Anordnung des Kielrohres, das heißt, das Kielrohr besitzt keine starre Verbindung an die das Segel aufspannenden Querrohre.The side steering of today's hang glider (with floating keel tube) is based, in addition to the lateral displacement of the pilot's weight, on the Exploitation of the so-called sail control. A prerequisite for this is floating arrangement of the keel tube, that is, the keel tube has none rigid connection to the cross tubes spanning the sail.

Die Wirkungsweise der Segelsteuerung beruht im wesentlichen darin, daß bei einer seitlichen Steuerbewegung des Piloten, die Segelspannung des kur­ veninneren Flügels erniedrigt, die des Kurvenäußeren jedoch erhöht wird. Durch die ungleiche Spannungsverteilung erhöht sich die aerodynamische Güte (Auftrieb und Widerstand) des Außenflügels im Vergleich zum kur­ veninneren Flügel. Dadurch werden sowohl kurvensinnige Gier- als auch Rollmomente erzeugt. Mit wachsender Segelspannung sinkt jedoch die Wir­ kungsweise dieser Segelsteuerung erheblich ab, da die nötigen Spannungsun­ terschiede nicht mehr aufgebracht werden können.The operation of the sail control is based essentially on the fact that with a lateral steering movement of the pilot, the sail tension of the cure lower inner wing, but the outer corner is increased. The uneven distribution of tension increases the aerodynamic Quality (buoyancy and resistance) of the outer wing compared to the short term inner wing. This makes both curvy greed as well Rolling moments generated. However, as the sailing tension increases, the we sinks this sail control considerably, since the necessary voltage differences can no longer be applied.

Es wurden bereits verschiedene Konzepte zur Aufrechterhaltung der Segel­ steuerung bei erhöhter Segelspannung entwickelt (siehe dazu: GM 7700758, EP 0109906, EP 0194914, G 8311445.9, G 8813554.3, G 9000080.3, DE 37 36 255). Diese konnten sich jedoch aufgrund ihres im allgemeinen großen mechani­ schen Aufwandes, andererseits auch wegen ihrer teilweise nicht vorhandenen Wirkung, im Hängegleiterbau bisher nicht durchsetzen.Various concepts for maintaining the sails have already been developed control developed with increased sail tension (see: GM 7700758,  EP 0109906, EP 0194914, G 8311445.9, G 8813554.3, G 9000080.3, DE 37 36 255). However, due to their generally large mechani effort, on the other hand because of their partially non-existent Effect, so far not enforced in hang glider construction.

Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, bei konventionell oder freitra­ gend aufgebauten Hängegleitern und Ultraleichtflugzeugen (Trikes), die Se­ gelsteuerung auch bei erhöhter Segelspannung zu gewährleisten.The present invention has the task of conventional or freitra hang gliders and ultralight aircraft (trikes), the Se to ensure gel control even with increased sail tension.

Erfindungsgemäß besteht die Lösung dieser Aufgabe darin, daß die seitlichen Unterverspannungen an ihren äußeren Enden nicht, wie üblicherweise, fest mit den Querrohren verbunden sind, sondern über Umlenkungen zurück in den Kielrohrbereich geführt, und dort derart befestigt werden, daß die Diffe­ renz ihrer Seilkräfte (linke/rechte Unterverspannung) in das Segel eingeleitet wird.According to the invention the solution to this problem is that the lateral Undervoltage at its outer ends is not, as usual, firm are connected to the cross tubes, but via deflections back into guided the keel tube area, and attached there in such a way that the differences limit of their rope forces (left / right undervoltage) introduced into the sail becomes.

Die Fig. 1 und 2 zeigen die Anwendung der Erfindung bei einem konven­ tionellen Hängegleiter mit schwimmender Kielrohranordnung. Der Hänge­ gleiter besteht aus dem tragenden Rohrgestell (Seitenrohre (1), Querrohre (2), Kielrohr (3), Trapezseitenstangen (4), Trapezbasis (5), Pilotenbefesti­ gung (6), Querrohrspannseil (7), Oberverspannungen (8), seitliche Unterver­ spannungen (9), vordere und hintere Unterverspannungen (10), Turm (11)) und dem Segel (12). Figs. 1 and 2 show the application of the invention in a conven tional hang glider with floating keel assembly. The hanging glider consists of the supporting tubular frame (side tubes ( 1 ), cross tubes ( 2 ), keel tube ( 3 ), trapezoidal side rods ( 4 ), trapezoidal base ( 5 ), pilot attachment ( 6 ), cross tube tensioning cable ( 7 ), top braces ( 8 ), lateral undervoltage ( 9 ), front and rear undervoltage ( 10 ), tower ( 11 )) and the sail ( 12 ).

Erfindungsgemäß wird die seitliche Unterverspannung (9) an den Verbin­ dungsstellen zu den Querrohren (2) nicht, wie bisher üblich, befestigt, son­ dern über Umlenkungen, hier Seilrollen (13), zurück in den hinteren Kielrohr­ bereich geführt und an diesem (3) befestigt. Als Verbindung der seitlichen Unterverspannung (9) zum Segel (12) bietet sich beim konventionell aufge­ bauten Hängegleiter das Kielrohr (3) an, da dieses in seinem hinteren Bereich ohnehin mit dem Segel (12) verbunden ist. According to the lateral undervoltage ( 9 ) at the connec tion points to the cross tubes ( 2 ) is not, as usual, attached, but via deflections, here pulleys ( 13 ), back into the rear keel tube area and on this ( 3 ) attached. The keel tube ( 3 ) offers itself as a connection of the lateral underspreading ( 9 ) to the sail ( 12 ) in the conventionally constructed hang glider, since this is connected to the sail ( 12 ) in its rear area anyway.

Die Wirkungsweise der Anordnung läßt sich anschaulich wie folgt erklären (siehe auch Fig. 3):The mode of operation of the arrangement can be clearly explained as follows (see also Fig. 3):

Bei einer seitlichen Steuerbewegung des Piloten wird das Kielrohr (3) durch zwei Kraftkomponenten in Richtung der Kurveninnenseite verschoben. Zum einen, wie bei jedem Hängegleiter mit schwimmender Kielrohranordnung, durch die seitliche Kraftkomponente der Pilotenaufhängung (6), zum ande­ ren durch die hinzukommenden Seilkräfte der umgelenkten seitlichen Unter­ verspannungen (9). Diese resultiert daraus, daß, bei einer seitlichen Steu­ erbewegung des Piloten, auf das Trapez (4, 5) eine Seitenkraft (in Höhe der Steuerkraft des Piloten) ausgeübt wird. Dabei führt das Trapez eine leichte Drehbewegung um das Kielrohr aus. Diese erzeugt in der kurvenin­ neren seitlichen Unterverspannung (9) eine Erhöhung der Seilkraft, in der Kurvenäußeren eine Absenkung. Durch die Umlenkung der seitlichen Unter­ verspannungen (9) werden diese unterschiedlichen Seilkräfte an das Kielrohr (3) geführt, so daß die Seilkraftdifferenz als zusätzliche Seitenkraft am Kiel­ rohr angreift. Da das Segel (12) im hinteren Kielrohrbereich fest mit dem Kielrohr (3) verbunden ist, muß es dieser seitlichen Kielrohrbewegung folgen. Dadurch wird dann die Segelspannung im kurveninneren Flügel erniedrigt, im Kurvenäußeren erhöht.When the pilot turns the pilot, the keel tube ( 3 ) is moved in the direction of the inside of the curve by two force components. On the one hand, as with any hang glider with a floating keel tube arrangement, by the lateral force component of the pilot suspension ( 6 ), on the other hand by the additional rope forces of the deflected lateral under-tension ( 9 ). This results from the fact that, during a lateral control movement of the pilot, a lateral force (at the level of the pilot's control force) is exerted on the trapeze ( 4 , 5 ). The trapeze moves slightly around the keel tube. This produces an increase in the rope force in the lateral undervoltage ( 9 ) in the curve, a decrease in the outside of the curve. By deflecting the lateral sub-tension ( 9 ) these different rope forces are guided to the keel tube ( 3 ), so that the difference in rope force acts as an additional lateral force on the keel tube. Since the sail ( 12 ) is firmly connected to the keel tube ( 3 ) in the rear keel tube area, it must follow this lateral keel tube movement. This then lowers the sail tension in the wing on the inside of the curve and increases it on the outside of the corner.

Mit dieser Gestaltung wird, bei einer seitlichen Steuerbewegung des Piloten, die das Kielrohr (3) (Segel (12)) verschiebende Kraft mehr als verdoppelt, und damit ergibt sich auch bei höheren Segelspannungen noch eine deutlich vorhandene Wirkung der Segelsteuerung. This design more than doubles the force shifting the keel tube ( 3 ) (sail ( 12 )) during a lateral steering movement of the pilot, and this results in a clearly existing effect of the sail control even with higher sail tensions.

Die Erfindung ermöglicht die Aufrechterhaltung der Seitensteuerbarkeit von konventionell aufgebauten Hängegleitern bei erhöhter Segelspannung. Das strukturelle Konzept der heutigen Gleiter bleibt dabei im wesentlichen erhal­ ten. Lediglich die sich zwangsläufig erhöhenden Beanspruchungen von Quer­ rohren, Kielrohr und Querrohrspannseil sind in der Auslegung zu berücksich­ tigen.The invention enables the side controllability of conventionally constructed hang gliders with increased sail tension. The The structural concept of today's gliders remains essentially unchanged Only the inevitably increasing stresses from cross tubes, keel tube and cross tube tensioning rope must be taken into account in the design term.

Die Anwendung beschränkt sich jedoch nicht auf konventionelle Hängeglei­ ter. Besonders elegant ist die Anwendung der Erfindung bei freitragenden Hängegleitern (noch nicht serienmäßig hergestellt). Hier wird eine Redu­ zierung der Seilstärke der seitlichen Unterverspannung möglich, da diese lediglich die seitlichen Steuerkräfte aufnehmen muß. Darüberhinaus ist es hier angebracht, die Umlenkung der seitlichen Unterverspannung weiter in Richtung Flügelmitte zu verlegen. Außerdem kann hier die Wirkung der be­ schriebenen Steuererleichterung zusätzlich dadurch erhöht werden, in dem die Unterverspannung nicht an den Trapezecken, sondern an den Trapez­ seitenrohren nach oben verschoben angebracht wird. Für die Befestigung der seitlichen Unterverspannungen im hinteren Kielrohrbereich des Segels ergeben sich verschiedene Möglichkeiten. Die Befestigung kann wie bei den konventionellen Hängegleitern über das Kielrohr erfolgen, oder aber über spe­ zielle Befestigungselemente im Segel (zum Beispiel eine starke Segellatte).However, the application is not limited to conventional hang gliding ter. The application of the invention is particularly elegant in the case of self-supporting Hang gliders (not yet mass-produced). Here is a Redu Decoration of the rope strength of the lateral undervoltage possible, as this only have to absorb the lateral control forces. Furthermore, it is attached here, the deflection of the lateral undervoltage further in To be laid towards the center of the wing. In addition, the effect of be tax relief is additionally increased by the the under tension not on the trapeze corners, but on the trapezoid side tubes shifted upwards is attached. For attachment the lateral under-tension in the rear keel tube area of the sail there are different possibilities. The attachment can be as with the conventional hang gliders take place via the keel tube, or via spe certain fastening elements in the sail (for example a strong one Battens).

Claims (1)

1. Hängegleiter, konventionell oder freitragend aufgebaut, bestehend aus einer das Segel aufspannenden tragenden Struktur, einem Trapez zur Steuerung und daran befestigten seitlichen Unterverspannungen, wel­ che im Verbindungsbereich zu den Querrohren, oder Holmen bei frei­ tragenden Hängegleitern, über Umlenkungen geführt werden,
dadurch gekennzeichnet,
daß die seitlichen Unterverspannungen über die Umlenkungen zurück in den hinteren Kielrohrbereich geführt und dort derart befestigt werden,
daß die Differenz ihrer Seilkräfte (linke/rechte Unterverspannung) in das Segel eingeleitet wird.1. Hang glider, conventionally or self-supporting, consisting of a load-bearing structure that spans the sail, a trapeze for control and attached lateral under-tension, which che in the connection area to the cross tubes, or spars with self-supporting hang gliders, are guided over deflections,
characterized,
that the lateral undervoltage is led back over the deflections into the rear keel tube area and fastened there in such a way
that the difference in their rope forces (left / right undervoltage) is introduced into the sail.