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Aus Flosse und dicht dahinter liegendem Ruder bestehendes Leitwerk,
insbesondere für Luftfahrzeuge Leitwerke für Luftfahrzeuge bestehen in der Regel
aus zwei in Flugrichtung dicht hintereinanderliegenden Flächen, der Flosse und dem
Ruder. Gewöhnlich wird zur Erzielung einer Steuerwirkung nur das Ruder verschwenkt,
während die Flosse in bezug auf das Luftfahrzeug festliegt. Es sind aber auch Anordnungen
bekannt, bei denen Flosse und Ruder zugleich verschwenkt werden, und zwar derart,
daß das Ruder einen größeren Winkelausschlag erfährt als die Flosse. Bei diesen
bekannten Bauarten wird schon bei verhältnismäßig geringen Ruderausschlägen die
Luftumströmung des Ruders durch die vor dem Ruder liegende Flosse nachteilig beeinflußt,
und bei stärker ausgeschwenktem Ruder wird die Strömung leicht unstetig (sog. Abreißen
der Strömung); die Folgen sind Ungleichmäßigkeiten in den Ruderkräften, wodurch
die Wirkung des Leitwerks vermindert und dessen Handhabung erschwert wird.
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Die Erfindung bezweckt die Vermeidung dieser Nachteile, also vor allem
eine Verstärkung der Ruderwirkung. Erreicht wird dies erfindungsgemäß, indem die
Schwenkachse des im Querschnitt stromlinienförmig gestalteten Ruders vor die Vorderkante
des Ruders in den Bereich der in eine scharfe Hinterkante auslaufenden Flosse verlegt
wird. Dies hat zur Folge, daß bei einem Winkelausschlag des Ruders gegenüber der
Flosse - und zwar gleichgültig, nach welcher Richtung - zwischen der Flossenhinterkante
und der Rudervorderkante ein düsenförmiger Spalt entsteht, durch welchen Luft von
der Druckseite des Leitwerks auf die Saugseite übertreten kann. Es tritt sonach
bei dem neuen Leitwerk die bei Tragflächen bereits bekannte Spaltwirkung ein, die
sich namentlich darin äußert, daß das Abreißen der Strömung erst bei wesentlich
größeren Ruderausschlägen als beim Fehlen des Spalts eintritt. Die am Leitwerk wirkenden
Luftkräfte werden also größer, so daß wesentlich stärkere Ruderwirkungen als mit
den bekannten Leitwerken erzielt werden können. Auch die vom jeweiligen Anstellwinkel
des Ruders abhängige Größe der am Ruder angreifenden Luftkraft und ihres Drehmoments
erhält einen gleichmäßigeren Verlauf, und diese größere Stetigkeit des Ruderdrehmoments
erleichtert die Handhabung der Steuerung.
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Die neue Anordnung ist sowohl bei Leitwerken mit fester Flosse als
auch bei solchen mit verschwenkbarer Flosse anwendbar; sie läßt sich ferner für
Leitwerke beliebiger Gattung, also für Querlagen-, Höhen- und Seitensteuerungen,
verwenden.
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Die Zeichnung zeigt Ausführungsbeispiele der Erfindung, und zwar Abb.
I ein Leitwerk mit fester Flosse in Strecklage, Abb. 2 das gleiche bei ausgeschwenktem
Ruder, Abb. 3 ein Leitwerk, bei dem außer dem Ruder auch die Flosse verschwenkbar
ist, in Strecklage und Abb. 4 das gleiche in. ausgeschwenkter Lage.
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Das Leitwerk nach Abb. r und 2 besteht aus der festliegenden, hinten
scharfkantig auslaufenden
Flosse I, die im Falle einer Querlagensteuerung
auch durch eine Tragfläche gebildet sein kann, und dem dahinterliegenden Ruder 2,
dessen Drehachse 3 vor seiner Vorderkante 4 im Bereich der Flosse I liegt. Die Achse
3 ist durch geeignete Arme 5 mit dem Ruder 2 verbunden; diese Arme tragen Fortsätze
6, 7, an welchen die Steuerzüge 8, 9 angreifen. Wird das Ruder in irgendeiner Richtung
verschwenkt, so entsteht, wie Abb. 2 zeigt, zwischen der Hinterkante Io der Flosse
I und der Vorderkante 4 des Ruders 2 ein düsenförmiger Spalt II, durch welchen Luft
von der in Abb. 2 oben liegenden Druckseite auf die Saugseite der Flächenanordnung
gemäß dem eingezeichneten Pfeil übertreten kann. Dieser Luftdurchtritt hat zur Folge,
daß das Abreißen der Strömung am Ruder erst bei einem größeren Winkelausschlag desselben
eintritt als bei der gewöhnlichen spaltlosen Anordnung, bei der das Ruder gewissermaßen
die stetige Fortsetzung der Flosse bildet; daraus folgt aber, daß insbesondere bei
größeren Ausschlagwinkeln die am Leitwerk wirksamen Luftkräfte bei der neuen Anordnung
größer werden als bei den bekannten Einrichtungen. Ein gewisser Nachteil dieser
Anordnung liegt noch darin, daß die auf die Achse 3 bezogenen Drehmomente der am
Ruder 2 wirksamen Luftkräfte größer werden, als wenn die Drehachse innerhalb der
Ruderfläche 2 liegt, indessen kann dieser Nachteil im Bedarfsfalle leicht behoben
werden, z. B. durch Anordnung einer an sich bekannten, vor der Drehachse anzuordnenden,
in Abb. I gestrichelt gezeichneten Ausgleichsfläche I2.
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Bei der Anordnung nach den Abb. 3 und 4 sind sowohl die Flosse 2I
als auch das Ruder 22 um die festliegende Achse 23 schwenkbar, beispielsweise mit
Hilfe von Seilzügen 28, 29, die sich je in zwei Zweige teilen, von denen die einen
Zweige 33, 34 an einem Segment 24 angreifen, das mit der Flosse 2I fest verbunden
ist, während die anderen Zweige 35, 36 mit einem Segment 25 verbunden sind, das
am Ruder 22 festsitzt. Der Radius des letztgenannten Segmentes ist wesentlich kleiner
als der des Flossensegmentes 24, so daß, da die Seilzüge 33, 35 und 34, 36 stets
gleiche Wege zurücklegen müssen, das Ruder 22 bei der Verstellung einen wesentlich
größeren Winkelausschlag macht als die Flosse 2I, wie dies Abb. 4 zeigt. Auch bei
dieser Anordnung entsteht bei der Verschwenkung der Leitwerkteile im einen oder
anderen Sinne wieder ein düsenförmiger Spalt 3I, durch welchen die Luft in der Pfeilrichtung
von der Druckseite auf die Saugseite der Flächenanordnung übertreten kann. Diese
Anordnung besitzt gegenüber der nach Abb. I und 2 zunächst den Vorteil der stärkeren
Wirkung bei gleichem Ruderausschlag, da auch die Flosse noch eine namhafte Luftkraftkomponente
liefert, und ferner bilden die auf Flosse und Ruder wirkenden Luftkräfte P1 und
P2 in bezug auf die Drehachse 23 entgegengesetzt gerichtete Drehmomente, so daß
ein weitgehender Kraftausgleich erzielbar ist. Die Steuerung ist also, ohne daß
besondere Ausgleichsflächen u. dgl. notwendig wären, leicht zu verstellen. Die Mittellage
des Gesamtleitwerks gegenüber der Hauptachse des Fahrzeugs kann durch an sich bekannte
Längeneinstellglieder 4I, 42 in den Seilzügen 28, 29 und die Strecklage der Leitwerkteile
durch ähnliche Glieder 43, 44 in den Seilzügen 35, 36 eingestellt werden.
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An die Stelle der Seilzüge können auch andere Verstellorgane, beispielsweise
an Hebeln angreifende feste Gestänge, treten, deren Abmessungen so zu wählen sind,
daß das Ruder bei der Verstellung einen größeren Ausschlag als die Flosse ausführt.