DE558959C - Hoehensteuerung fuer schwanzlose Flugzeuge mit pfeilfoermig angeordneten Tragfluegeln - Google Patents

Description

Bekannt sind Schwanzflugzeuge, bei denen außer den am hinteren Rumpfende angeordneten Höhenrudern auch Höhenruderflächen an oder über den Tragflügeln angeordnet sind. Sind hierbei die an den Tragflügeln angeordneten Höhenruder gegenläufig zu dem Schwanzhöhenruder verstellbar, so wird beim Höhenrudergeben gleichzeitig das Rumpfvorderende gehoben und das Hinterende gesenkt.

Bekannt sind ferner schwanzlose Flugzeuge mit annähernd rechteckigen Tragflügeln, bei denen zwecks Auftriebserhöhung annähernd der ganze Tragflügel um eine waagerechte Querachse schwenkbar ist. Hierdurch wird bei großem Anstellwinkel des Tragflügels die Querstabilität des Flugzeuges beeinträchtigt. Bei bekannten schwanzlosen Flugzeugen mit rechteckigen Tragflügeln und an ihrer ao Hinterkante angeordneten Höhenrudern müssen zum Höhenrudergeben die Höhenruder nach oben geschwenkt werden, da der Systemschwerpunkt des Flugzeuges sich weit vor den Rudern befindet. Das Flugzeug wird dass her beim Höhenrudergeben zunächst durch Auftriebsverminderung an der Flügelhinterkante gesenkt und dann erst durch Anstellwinkelvergrößerung des Tragflügels gehoben. Bekannt sind weiterhin Flugzeuge mit Tragflügeln mit umgekehrter Pfeilform, bei denen entweder die Höhenruder an den Flügelenden vor dem Systemschwerpunkt oder nahe der Flügelmitte hinter dem Systemschwerpunkt angeordnet sind. Im ersten Falle wirkt ein Höhenrudergeben durch Schwenken der Ruderflächen nach unten unmittelbar hebend, jedoch die Querstabilität des Flugzeuges vermindernd. Im zweiten Falle wirkt das Höhenrudergeben durch Ausschwenken der Höhenruderfläche nach oben zunächst auf das Flugzeug senkend und dann erst durch Anstellwinkelvergrößerung des Flügels hebend.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Höhensteuerung für schwanzlose Flugzeuge mit pfeilförmig angeordneten Tragflügeln, und das Wesentliche besteht darin, daß die Höhensteuerung durch Verstellen (Anstellwinkel- oder Wölbungsänderung) einer im wesentlichen vor dem Schwerpunkt liegenden Fläche erfolgt. Das Verstellen dieser bei pfeilförmigen Flugzeugen nahe der Flügelmitte liegenden Flächen bewirkt dabei beim Höhenrudergeben eine unmittelbare Auftriebssteigerung und beim Tiefenrudergeben eine unmittelbare Auftriebsverminderung des gesteuerten Flächenteils, so daß die neue Höhensteuerung sehr schnell wirkt, was besonders bei Bodennähe des Flugzeuges wichtig ist. Die Ouerstabilität wird hierbei, da die zurückgezogenen Flügelenden durch die Höhensteuerung nicht beeinflußt werden, nicht vermindert, sondern während des Aufrichtens des Flugzeuges infolge Anstellwinkelverminderung an den Flügelenden sogar noch vergrößert. Dadurch wird die Trudelgefahr für das Flugzeug gerade in Bodennähe vollkommen vermieden.

Vorteilhafte Ausführungsformen der neuen Steuerung ergeben sich, indem entweder eine Höhensteuerklappe an der Hinterkante des im wesentlichen vor dem Schwerpunkt liegenden mittleren Flügelteils angelenkt ist oder indem eine Höhensteuerfläche vorn über dem im wesentlichen vor dem Schwerpunkt liegenden mittleren Flügelteil drehbar angeordnet ist. Die erste Ausführungsform eignet ίο sich insbesondere für motorlose Flugzeuge oder solche mit vorn liegendem Zugpropeller, während die zweite Ausführungsfqrm im wesentlichen für Flugzeuge mit Schubpropeller in Frage kommt. Bei beiden Anordnungen wird durch die Höhensteuerfläche der ganze davor- bzw. dahinterliegende Haupttragflügelteil beeinflußt, derart, daß beim Höhenrudergeben sein Auftrieb vergrößert wird.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform ergibt sich, indem der im wesentlichen vor dem Schwerpunkt liegende mittlere Teil des Tragflügels als Ganzes um die Holmachse verstellbar ist. Diese Steuerung ist besonders wirksam und eignet sich im wesentlichen für

as motorlose Flugzeuge mit schwacher Pfeiliorm der Tragflügel.

Die Zeichnung \^feranschaulicht die Erfindung an verschiedenen Ausführungsformen, und zwar sind Abb. ι schematischer Grundriß und Mittelschnitt eines in üblicher Weise pfeilförmigen schwanzlosen Flugzeuges, Abb. 2 ein Wirkungsschema dieser Ausführungsform, Abb. 3 schematischer Grundriß, Mittelschnitt und aufgebrochenes Teilschaubild eines wenig pfeilförmigen schwanzlosen Flugzeuges, Abb. 4 ein Wirkungsschema dieser Ausführungsform und Abb. 5 und 6 Schemadarstellungen von Ausführungsformen mit an der Flügelvorderkante angeordneten Höhenrudern.

Gemäß Abb. 1 und 2 ist an der hinteren Kante des Mittelflügels die durch die Steuerung verschwenkbare Höhensteuerklappe 1 angebracht, während die Ouerruderklappen 2 4-5 sich in üblicher Weise am Ende des Außenflügels befinden.

An Hand von Abb. 2 ergibt sich folgende Wirkungsweise dieses Höhensteuers. Befindet sich die Höhenruderklappe in Normalstellung o, so muß der Flügel eine senkrechte Luftkraft ausüben, die in Richtung und Größe durch N₀ dargestellt ist. Wird nun die Klappe nach unten in die Stellung I ausgeschlagen, so wird der Anstellwinkel um den Betrag σ vergrößert und zugleich die Wölbung des Profils vermehrt. Während nun die Anstellwinkelvergrößerung ein Vorrücken des Luftkraftangriffspunktes bedingt, bedingt andererseits die Wölbungsvergrößerung sein Rückwandern, so daß im ganzen nur eine wenig merkliche Verschiebung des Angriffspunktes der Luftkräfte, je nach Profilform, nach vorn oder hinten eintritt. Im wesentlichen wird also die Größe der Luftkräfte selbst geändert, die durch N₀ und iVi dargestellt sind. Da der Schwerpunkt schwanzloser Flugzeuge nun in bezug auf den Mittelflügel bei der üblichen Pfeilstellung nahe der Hinterkante des Mittelflügels sich befindet, so erzeugt das Anwachsen der Auftriebskraft des Mittelflügels ein aufrichtendes Moment, das einer Höhensteuerwirkung gleichkommt. Beim Hochlegen der Klappen kehren sich diese Verhältnisse insoweit um, daß die Luftkraft kleiner wird und das vom Mittelflügel ausgeübte Moment in bezug auf den Schwerpunkt die Maschine nach abwärts dreht.

Diese Einrichtung hat einmal den Vorteil, daß beim Höhensteuergeben der Gesamtauftrieb des Flugzeuges nicht unwesentlich vermehrt wird, ohne daß die Querstabilität vermindert wird. Weiterhin liegt die Höhensteuerklappe in der Flügelwurzel und kann keine das Holmwerk belastenden Kräfte äußern. Ferner kann der Antrieb der Klappe einfacher und auch sicherer geschehen, da lange Stoßstangen oder Seilführungen vom Rumpf aus nicht mehr notwendig sind.

Gemäß Abb. 3 ist ein schwanzloses Flugzeug verwendet, das eine nur sehr schwache Pfeilstellung der Flügel besitzt; hier würde der Schwerpunkt des ganzen Systems weiter nach vorn gerückt werden müssen, so daß hier die beschriebene Anordnung nicht ausreichen "würde. Hier wird daher der ganze Mittelflügel an sich gegenüber dem Außenflügel verdreht, ohne dabei die Wölbung des Profils zu ändern. Durch das Mittelflügelprofil läuft ein aus dem Hauptholm a, dem rohrförmigen Hilfsholm b und den Diagonalstützen c gebildeter starrer, torsionsfester Verband hindurch, der mit dem Rumpf und den Außenflügeln ebenfalls starr verbunden ist. Um diesen Verband und drehbar zu ihm ist der Mittelflügel selbst sozusagen als Verkleidung angeordnet. Man- kann nun mit Hilfe einer Stoßstange d diesen Mittelflügel gegen das feste Holmensystem verschwenken, wobei beispielsweise die Drehachse durch die Mitte des Hauptholms hindurchläuft.

Die Wirkungsweise ergibt sich an Abb. 4 wie folgt. Durch das Verschwenken des Mitterflügels nach unten in die Stellung I wird eine Vergrößerung und Verschiebung der Luftkraft nach vorn erzeugt, wodurch ein in bezug auf den Schwerpunkt aufrichtendes Moment hervorgerufen wird. Die Vorzüge dieser Anordnung sind die gleichen wie bei der vorher beschriebenen.

Gemäß Abb. 5 ist vor dem vollständig starren Mittelflügel eine Ruderfläche 1 angebracht, die durch ein geeignetes Getriebe be-

wegbar ihre Stellung und Lage zu dem Mittelflügel ändern kann. Wandert diese Ruderfläche von der Stellung ο in die Stellung I, so wird ihr Anstellwinkel und ihre Entfernung vom Schwerpunkt vergrößert, so daß auch hierdurch ein aufrichtendes Moment erzeugt wird.

Gemäß Abb. 6 ist eine Höhenruderfläche ι in geringer Entfernung vom Tragflügel an eine feste Stütze angelenkt und lediglich sein Anstellwinkel durch ein Stoßstangengetriebe veränderbar, so daß wiederum Höhen- und Tiefensteuerung durch Auftriebsvermehrung oder Auftriebsverminderung erzeugt wird.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   i. Höhensteuerung für schwanzlose Flugzeuge mit pfeilförmig nach hinten gerichteten Tragflügeln, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhensteuerung durch Verstellen (Anstellwinkel- oder Wölbungsänderung) einer im wesentlichen vor dem Schwerpunkt im Bereiche des mittleren Flügelteiles liegenden Fläche erfolgt.
2. 2.. Höhensteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Höhensteuerklappe (1) an der Hinterkante des im wesentlichen vor dem Schwerpunkt liegenden mittleren Flügelteils angelenkt ist.
3. 3. Höhensteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Höhensteuerfläche vorn über dem im wesentlichen vor dem Schwerpunkt liegenden mittleren Flügelteil drehbar angeordnet ist.
4. 4. Höhensteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der im wesentlichen vor dem Schwerpunkt liegende mittlere Teil (b) des Tragflügels als Ganzes um die Holmachse (α) verstellbar ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen