DE736331C - Hilfsrudersteuerung fuer Luftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung· von Hilfsrudern für Steuerruder an Luftfahrzeugen, bei der das Hilfsruder hinter dem Haüptruder angeordnet ist.
Mit der Zunahme der Größe und Geschwindigkeit eines Flugzeuges wachsen bekanntlich auch die Größe der benötigten Steuerflächen und daher die zu. deren Bewegen aufzuwendenden Kräfte. Um 'diese auf den Steuierknüppel ο. dgl. wirkenden Kräfte Hein zu halten, werden zum Ausgleich der Rudermomente Hilfsrudervorrichtungen, wie Ausgleichsflächen u. dgl., an den Rudern angeordnet. Diese Ausgleichsflächen oder Hilfsruder können hinter dem Haüptruder, über oder unter dem. Ruder angeordnet sein und sind derart beweglich, daß sie beim Verschwenken der Hauptruderflächen zwangsläufig um einen vom Hauptruderausschlag abhängigen Winkel verschwenkt werden.

Ferner ist es bekannt, Hilfssteuerflächen so anzuordnen, daß sie in Nullstellung in einer Höhlung liegen, die an der Unterseite der Hauptruderfläche vorgesehen ist. Bei Ausschlag des Haupt- und Hilfsruders oder des Hilfsruders allein wird die Drehachse der HilfsSteuerfläche in bezug auf die Hauptsteuerfläche verschoben.

Es hat sich nun gezeigt, daß bei größeren Ausschlägen die Wirkung der Hilfsruder, die hinter dem Hauptruder angeordnet sind, stark abnimmt. Der Zweck der Vorrichtung, nämlich die Entlastung des Hauptruders zu erzielen, wird verfehlt, und die Ruderkräfte auf dem Steuerknüppel o. dgl. wachsen stark an.

Dieses starke Absinken der Wirkung von hinter dem Hauptruder angeordneten Hilfsrudern bei größeren Ruderausschlägen kommt einmal daher, daß die Hilfsruder im Abstrom des Hauptruders liegen. Hierdurch ist die Wirkung von vornherein uniregelmäßig und unstetig. Zum anderen ist es eine Folge davon, daß die Hilfsruder durch das Hauptruder bei großen Ruderausschlägen abgeschirmt werden. Zur Vermeidung der obengenannten +5 Nachteile und zur Verbesserung der Hilfs-

ruderwirkung wird gemäß der Erfindung das Hilfsruder so angeordnet, daß es sich besonders bei großen Ruderaueschlägen in einer Lage befindet, in der es gut angeströmt wird. Dieses wird dadurch erreicht, daß die Hilfsruderdrehachse in bezug auf das Hauptruder nach oben und unten gleichsinnig mit dem Hauptruderaueschlag zwangsläufig verschiebbar angeordnet ist.

ίο Bei Ausschlag des Hauptruders wandert das Hilfsruder in Richtung des Hauptraderausschlages aus und kommt dadurch in eine Strömung, die nicht oder nur unwesentlich durch das Hauptruder beeinflußt oder gestört ist.

Der Erfindungsgegenstand ist anwendbar in Verbindung mit dem Höhensteuer, mit dem Seitensteuer oder auch dem Quiersteuer eines Luftfahrzeuges, ferner in Verbindung mit der Steuerung eines Wasserfahrzeuges.

Gegenüber den bekannten Anordnungen hat die Erfindung den Vorteil einer besseren Hilfsruderwirkung sowohl bei direkten als auch bei solchen Antrieben, bei denen die relative Drehung des Hilfsruders gegenüber dem Hauptruder nicht vom Ausschlagwinkel des Hauptruders abhängt, sondern von dem auf das Hauptruder wirkenden Drehmoment.

Ferner ermöglicht es die neue Hilfsruder anordnung, die bis zum Eintritt der Bewegung· des Hilfsruders erforderlichen Steuerwege auf ein Mindestmaß herabzusetzen.

Außerdem hat die Vergrößerung der Hilfsruderwirkung eine Verkleinerung derFlächengröße des Hilfsruders zur Folge, wodurch wiederum der Wirkungsverlust des Hauptruders verringert wird.

Die Abb. 1 und 2 stellen zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dar, und zwar zeigt die Abb. 1 einen Querschnitt durch ein Höhenruder eines Luftfahrzeuges mit dei" neuen Hilfsruderanordnung.

Die Abb. 2 zeigt eine ganz ähnliche Anordnung wie Abb. 1 in perspektivischer Darstellung mit im Strak des Hauptruders angeordnetem Hilfsruder und mit Einrichtungen, um den Hilfsruderausschlag in Abhängigkeit von dem am Hauptruder auftretenden Drehmoment zu steuern.

In der Abb. 1 sind drei Ruderausschläge dargestellt, und zwar ist mit ausgezogenen Linien die Nullstellung und mit gestrichelten Linien ein Ausschlag um 25⁰ nach oben und ein Ausschlag um 25⁰ nach unten dargestellt.

Hinter der Kiel- oder Dämpfungsflosse oder Tragfläche 3, je nachdem ob es sich um eine Seiten-, Höhen- oder Quersteuerung handelt, ist das Hauptruder 1 um die Achse 8 drehbar angeordnet. Im hinteren Teil des Hauptruders 1 ist der Winkelhebel 4 drehbar gelagert. Ein Ende des Winkelhebels 4 trägt die Drehachse 9 des Hilfsruders 2. Das andere Ende ist durch Lenker 6 mit einem auf der Flosse oder Tragfläche 3 angeordneten Festpunkt 7 verbunden. Ferner ist das Hilfsruder 2 durch einen Lenker 5 mit dem Festpunkt 7 verbunden. Der Antrieb des Hauptruders 1 erfolgt in bekannter, nicht dargestellter Weise.

Die Wirkungsweise der neuen Hilfsruderanordnung ist folgende: 70'

Wird das Hauptruder 1 nach oben oder nach unten verschwenkt, so führt das Hilfsruder infolge der Gestängeführung in bezug auf das Hauptruder eine Relativbewegung aus, die sich aus einer Drehung der Schwenkachse 9 des Hilfsruders um die Lagerung des Winkelhebels 4 und aus einer Drehung des Ruders um seine Schwenkachse 9 zusammensetzt. Man kann sich die Bewegung auch aus einer Parallelverschiebung des Hilfsruders mit anschließender Drehung um seine Schwenkachse erzeugt denken.

Bei dem Beispiel in Abb. 2 liegt das Hilfsruder 2' im Strak des Hauptruders 1'. Die Führung des Hilfsruders erfolgt ebenso wie beim Beispiel nach Abb. 1 durch den im Hauptruder 1' gelagerten Winkelhebel 4 und die beiden Lenker 5 und 6. Die beiden Enden der Lenker 5 und 6 sind hier jedoch am Ende eines um die Hauptruderachse 8 frei drehbaren Hebels 9' angelenkt. Die Schwenkung des Hauptruders erfolgt durch die Stoßstange 10, die am Ende des um die Hauptruderachse 8 ebenfalls drehbaren Hebels 11 angelenkt ist. Der Hebel 11 ist ferner über diie Zug- und Druckfeder 12 mit dem Hauptruder verbunden. Derartig angeordnete Teleskopfederstreben sind bereits vorgeschlagen worden. Sein Ausschlag ist ferner durch die Anschläge 13 und 14 beschränkt. Weiterhin sind die Schwenkhebel 9' und 11 durch einen auf dem Hauptruder bei 15 gelagerten zweiarmigen Hebel 16 gelenkig miteinander verbunden.

Die Wirkungsweise der Anordnung ist praktisch die gleiche wie die des vorausgehenden Beispiels, nur mit dem Unterschied, daß der Ausschlag des Hilfsruders jetzt in Abhängigkeit von dem an dem Hauptruder auftretenden Drehmoment erfolgt. Bei kleinen Drehmomenten gibt die Feder 12 nur wenig nach, so daß das Hilfsruder praktisch seine Mittellage in bezug auf das Hauptruder beibehält. Durch die Anschläge 13 und 14 ist der größte Anschlag des Hilfsruders festgelegt. Der zweiarmige Hebel dient zur Umkehr der Drehrichtung, damit ebenso wie bei dem vorausgehenden Beispiel Haupt- und Hilfsruder nach entgegengesetzter Richtung ausschlagen.

Durch sinngemäße Änderung der Gestängeführung lassen sich auch noch andere Be-

wegungscharakteristiken für das Hilfsruder erzielen. So können beispielsweise die beiden Lenker 5 und 6 an zwei getrennten Punkten angelenkt sein, die entweder fest auf der Flosse liegen oder um die Achse 8 des Hauptruders drehbar sind.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   ι. Hilfsrudersteuerung· für Luftfahrzeuge, bei der das hinter dem Hauptruder schwenkbar angeordnete Hilfsruder bei Steuerausschlägen des Hauptruders einen Ausschlag in entgegengesetzter Direhrichtung ausführt, dadurch gekennzeichnet, daß die in Nullstellung des Rudersystems in der Hauptrudermittelebene (Hauptrudersymmetrieebene x-x) liegende Hilfsruderdrehachse (9) bei Ruderausschlägen aus dieser Ebene heraus gleichsinnig zum Hauptruderausschlag· nach oben oder unten zwangsläufig" verschiebbar angeordnet ist.
2. 2. Steuerung- nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfsruder (2) an einem im Hauptruder (1) gelenkig gelagerten Winkelhebel (4) drehbar und durch einen Lenker (5) mit einem Festpunkt verbunden ist und daß der Winkelhebel (4) ebenfalls durch einen Lenker (6) mit einem Festpunkt in Verbindung· steht.
3. 3. Steuerung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Festpunkt des Lenkers (6) für das Hilfsruder (2) mit dem Festpunkt des Lenkers (5) für den Winkelhebel (4) zusammenfällt.
4. 4. Steuerung· nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Festpunkte der beiden Lenker (5, 6) einzeln oder zusammen verstellbar ausgebildet sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen