DE458827C - Airplane with wings arranged one behind the other in tandem - Google Patents

Description

Flugzeug mit tandemartig hintereinander angeordneten Tragflächen. Die Erfindung bezieht sich auf ein Flugzeug mit nach der bekannten Tandembauart hintereinanderliegenden Tragflächen. Gemäß der Erfindung ist das vordere Tragwerk tun eine in oder nahe der Vorderkante liegende wagerechte Querachse schwingbar und mit Antriebsvorrichtung ausgerüstet. Ein Aufundabschwingen des vorderen Tragwerkes erzeugt so einen wellenförmigen Verlauf des Luftabstromes, der auf das hintere Tragwerk eine Vortriebswirkung ausübt, den sogenannten Knoller-Beetz-Effekt. Dies bedeutet, daß das Flugzeug, durch beide Tragwerke getragen, durch die Schwingung des vorderen Tragwerkes sowohl einen unmittelbaren Vortrieb wie einen mittelbaren Vortrieb am hinteren feststehenden Tragwerk erfährt, also als Schwingenflugzeug besonders einfacher Art arbeitet.Airplane with wings arranged one behind the other in tandem. The invention relates to an aircraft according to the known tandem design wings lying one behind the other. According to the invention is the front structure do a horizontal transverse axis lying in or near the front edge, swingable and equipped with drive device. A swinging up and down of the front structure creates a wavelike course of the air outflow, which on the rear structure exerts a propulsive effect, the so-called Knoller-Beetz effect. This means, that the aircraft, supported by both structures, by the vibration of the front one Structure both a direct advance and an indirect advance on rear fixed structure experiences, so particularly easier as a swing plane Kind of works.

Wertvoll für die Erfindung ist weiter eine stark pfeilförmige Formgebung mindestens für das schwingende vordere Tragwerk, weil dadurch die Wirkung hinsichtlich der Erzeugung eines stark wellenförmigen Abstromes besonders begünstigt wird.A strongly arrow-shaped shape is also valuable for the invention at least for the swinging front structure, because this reduces the effect in terms of the generation of a strongly undulating outflow is particularly favored.

Die Höhensteuerung wird zweckmäßig durch Einschaltung eines einstellbaren Gliedes im Antriebe des vorderen Tragwerkes bewirkt, dergestalt, daß der mittlere Anstellwinkel veränderbar ist. Eine weitere wertvolle Vervollkommnung des Erfindungsgegenstandes wird dadurch erzielt, daß an dem hinteren Tragwerk Klappen angesetzt und mit dein vorderen beweglichen Tragwerk so gekuppelt sind, daß die Längsstabilitätsstörungen ausgeglichen werden, die durch die Druckmittelpunktswanderungen in dem schwingenden vorderen Tragwerk entstehen.The height control is expedient by switching on an adjustable one Link in the drive of the front structure causes such that the middle Angle of attack is changeable. Another valuable addition to the subject matter of the invention is achieved in that flaps attached to the rear structure and with your front movable structure are coupled so that the longitudinal stability disturbances be compensated by the pressure center point migrations in the oscillating front structure arise.

Zur Quersteuerung dienen zweckmäßig Verwindungsklappen an dem schwingenden vorderen Tragwerk. Die Seitensteuerung kann üblicherweise durch ein hinteres Rumpfsteuer bewirkt werden.Torsion flaps on the swinging one are expediently used for transverse control front structure. The rudder control can usually be done by a rear fuselage rudder be effected.

Die Zeichnung veranschaulicht die Erfindung an einem Leichtmotor-Segelflugzeuge, und zwar- ist Abb. i Oberansicht, Abb. :2 Vorderansicht, Abb.3 Seitenansicht, Abb. d. vereinfachte Darstellung des Antriebswerkes, Abb. 5 bis ; eine Reihe von Strömungsbildern bei verschiedenen Tragflächenstellungen, Abb. 8 und g genauere Darstellung der Auftriebs- und Vortriebsentstehung.The drawing illustrates the invention on a light-engine glider, namely- Fig. i top view, Fig.: 2 front view, Fig. 3 side view, Fig. d. simplified representation of the drive mechanism, Fig. 5 bis; a series of flow patterns with different wing positions, Fig. 8 and g more precise representation of the lift and formation of tunneling.

Ein üblicher Flugzeugrumpf i enthält in seiner Mitte den Führerraum z, während vorn und hinten tandemartig eine vordere Tragfläche 3 und hintere Tragfläche d. angebracht ist. Während die hintere Tragfläche starr am Rumpf angesetzt ist, ist die vordere Tragfläche 3 in einer wagerechten Querachse an ihrer Vorderkante durch Gelenke 5 erfaßt, und am Mittelpunkt 6 ihrer Hinterkante greift ein Triebwerk an, das sie um die Gelenke 5 in Schwingbewegung versetzt. Dieses Triebwerk kann bei leichtesten Flugzeugen in einem durch Menschenkraft bewegten Hebelwerk bestehen; im dargestellten Beispiele ist ein leichter Verbrennungsmotor 7 (Abb. a) vorgesehen, der (nötigenfalls mittels Untersetzungsgetriebes) eine im Tragflächenpunkt 6 angreifende Pleuelstange 8 antreibt.A normal aircraft fuselage i contains the driver's cab in its center z, while front and rear in tandem a front wing 3 and rear wing d. appropriate is. While the rear wing is rigidly attached to the fuselage is attached, the front wing 3 is in a horizontal transverse axis on their Front edge detected by joints 5, and engages at the center 6 of its rear edge an engine that sets them in oscillating motion around the joints 5. This engine can in the lightest aircraft in a lever system moved by human power exist; In the example shown, a light internal combustion engine 7 (Fig. a) provided (if necessary by means of a reduction gear) one in the wing point 6 engaging connecting rod 8 drives.

An der hinteren Tragfläche 4 sind Höhensteuerklappen g angebracht, und diese sind durch ein (nicht dargestelltes) Verbindungsgetriebe von der Schwingung der vorderen Tragfläche 3 angetrieben. Die vordere Tragfläche 3 trägt an ihren Enden Verwindungsklappen io, die mit einem üblichen Getriebe zur Handhabung als Quersteuer ausgerüstet sind. Das zugehörige Getriebe tritt zweckmäßig nahe den Schwinggelenken 5 in die Tragfläche ein, um von deren Schwingungen unbeeinflußt zu bleiben. Ein Seitensteuer i i ist am hinteren Rumpfende vorgesehen.Height control flaps g are attached to the rear wing 4, and these are from vibration through a linkage (not shown) the front wing 3 driven. The front wing 3 carries at its ends Torsion flaps io, which have a standard gear for handling as aileron are equipped. The associated gear is expediently close to the pivot joints 5 into the wing in order to remain unaffected by its vibrations. A Side steering i i is provided at the rear end of the fuselage.

Zur Höhensteuerung kann die Pleuelstange 8 des Motors 7 ein Längenveränderungsglied enthalten, wie beispielsweise eine Verstellschraube oder Schnecke, oder es kann eine der sonstigen bekannten Nachstellvorrichtungen vorgesehen sein, wie insbesondere eine Kulisse der bei Dampfmaschinensteuerungen üblichen Hubverstellungsgetriebe; durch ein solches Getriebe kann nötigenfalls sowohl die Größe des Tragflächenhubes wie auch deren mittlere Schwingungslage, also der Anstellwinkel, verändert werden. Die Anstellwinkeländerung kann auch durch Höhenverlegung des Schwinggelenkes 5 erfolgen.For height control, the connecting rod 8 of the motor 7 can be a length changing member included, such as an adjusting screw or worm, or it can one of the other known adjusting devices can be provided, such as in particular a backdrop of the stroke adjustment gear commonly used in steam engine controls; Such a gear can, if necessary, both the size of the wing lift as well as their mean oscillation position, i.e. the angle of attack, can be changed. The change in the angle of attack can also take place by shifting the height of the rocking joint 5.

Die Wirkung des neuen Flugzeuges ergibt sich wie folgt. Wenn nach Abb. 5 beide Tragflächen und die hinteren Höhensteuerklappen g -sieh in Mittellage befinden, so besteht normale Gleitflugstellung. Durch das Aufundabschwingen der vorderen Tragfläche 3 gemäß Abb. 6 und 7 entstehen die dargestellten Veränderungen des Strömungsbildes, und diese ergeben neben ihrer unmittelbaren V ortriebswirkimg eine mittelbare an der hinteren feststehenden Tragfläche q.. Zu erklären ist diese Wirkung wie folgt: Bei üblicher Lage einer Tragfläche entsteht gemäß Abb. 8 ein um etwa 3 Grad gegen die Wagerechte und die in dieser liegenden Profilsehne abwärts gerichteter Abwind; diesem paßt man die Lage der Steuer und sonstiger hinter der Tragfläche liegender Flächen an. Wird nun die Tragfläche gemäß Abb. g hinten hochgeschwenkt, so ergibt sich ein wagerechter oder aufwärts gerichteter Abwind, und in diesem schwimmen nun die hinteren Tragflächen, indem sie einen Auftrieb aus diesem Abwinde erfahren. Zugleich erhält aber die hintere Tragfläche, wenn sie als ideale Tragfläche ohne Rücktrieb, d. h. also mit einem genau senkrecht zu der einfallenden Luftströmung gerichteten Auftrieb, arbeitet, nunmehr einen Auftrieb, der senkrecht zu dem etwas aufwärts gerichteten Abwindstrom verläuft, also eine Vortr iebskomponente hat. Durch die tatsächlichen Tragflächenwiderstände wird diese Vortr iebskomponente etwas verringert, aber bei der Kleinheit dieser Widerstände nicht aufgehoben, so daß ein nutzbarer Vortrieb zustande kommt, wie durch Versuche über diesen sogenannten Knoller-Beetz-Effekt erwiesen ist. Es handelt sich also darum, daß die künstlich durch Schwingen der vorderen Tragfläche erzeugte Turbulenzenergie des Abwindes an der hinteren Tragfläche eine dynamische Segelflugwirkung ergibt.The effect of the new aircraft is as follows. If after Fig. 5 both wings and the rear elevation control flaps g -see in the central position there is a normal gliding position. By swinging up and down the front wing 3 according to Fig. 6 and 7, the changes shown arise of the flow pattern, and these result in addition to their direct V ortriebswirkimg an indirect one on the rear fixed wing q .. This is to be explained Effect as follows: With the usual position of a wing, as shown in Fig. 8, a about 3 degrees against the horizontal right and the profile chord lying in this downwards directed downdraft; this one fits the position of the tax and other behind the Wing of lying surfaces. If the wing is now swiveled up at the rear as shown in Fig. G, so there is a horizontal or upward downdraft, and swim in it now the rear wings, experiencing a lift from this downdraft. At the same time, however, the rear wing is preserved if it is the ideal wing without Backdrive, d. H. so with an exactly perpendicular to the incoming air flow directed buoyancy, works, now a buoyancy that is perpendicular to something upward downdraft flows, so it has a propulsion component. By the actual wing drag this propulsion component is somewhat reduced, but with the smallness of these resistances it is not canceled out, so that a usable one Propulsion comes about, as through experiments on this so-called Knoller-Beetz effect is proven. So it is a matter of artificially swinging the front wing generated turbulence energy of the downdraft on the rear wing results in a dynamic gliding effect.

Dadurch, daß die hinteren Höhensteuerklappen g gleichzeitig mit der Schwingung der vorderen Tragfläche die aus Abb. 6 und 7 ersichtlichen Ausschwingungen erfahren, werden die durch Ausschwingen der vorderen Tragfläche entstehenden Höhensteuerwirkungen ausgeglichen.The fact that the rear height control flaps g simultaneously with the Oscillation of the front wing shows the oscillations shown in Figs. 6 and 7 experience, the altitude control effects resulting from the swinging out of the front wing balanced.

Claims (1)

PATENTANSPRÜCHE: i. Flugzeug mit tandemartig hintereinander angeordneten Tragflächen, dadurch gekennzeichnet, daß das vordere Tragwerk um eine in oder nahe der Vorderkante liegende wagerechte Querachse schwingbar und mit Antriebsvorrichtung ausgerüstet ist. z. Flugzeug nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die Flächen des vorderen Tragwerkes stark pfeilförmig ausgebildet sind. 3. Flugzeug nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Höhensteuerung eine Einstellvorrichtung für den mittleren Anstellwinkel des schwingenden vorderen Tragwerkes vorgesehen ist, indem entweder die Höhenlage des Schwingungsgelenkes oder die des Angriffspunktes des Triebwerkes veränderbar ist. d.. Flugzeug nach einem der Ansprüche i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zu selbsttätigem. Ausgleich der durch das schwingende vordere Tragwerk entstehenden Höhensteuermomente an dem hinteren Tragwerk Höhensteuerklappen vorgesehen und diese mit dem Schwingungsantrieb des vorderen Tragwerkes gekuppeit sind. Flugzeug nach einem der Ansprüche 1 bis .4, dadurch gekennzeichnet, daß (las vordere schwingende Tragwerk Quersteuerklappen trägt. die durch ein vorzugsweise nahe dem Schwinggelenk des Tragwerkes in dieses eintretendes Getriebe an übliche Steuermittel angeschlossen sind.PATENT CLAIMS: i. Airplane with tandem arranged one behind the other Airfoils, characterized in that the front supporting structure around an in or near the front edge horizontal transverse axis swingable and with drive device is equipped. z. Aircraft according to claim i, characterized in that at least the surfaces of the front structure are strongly arrow-shaped. 3rd plane according to claim 1 or 2, characterized in that an adjusting device for height control intended for the mean angle of attack of the swinging front structure is by adding either the height of the oscillation joint or that of the point of application of the engine is changeable. d .. aircraft according to one of claims i to 3, characterized in that to automatic. Compensating for the vibrating front structure resulting height control moments on the rear structure height control flaps provided and this with the vibration drive of the front structure are coupled. Airplane according to one of Claims 1 to .4, characterized in that that (las front swinging structure carries transverse control flaps. by a preferably near the swing joint of the structure in this entering gear to usual Control means are connected.