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Steuerknüppel für Schraubenflugzeuge. Bei den meisten modernen Flugzeugen
wird die Stabilität des Flugzeuges um horizontale Achsen durch den wohlbekannten
Steuerknüppel herbeigeführt. Dieses gleiche Organ kann auch zur Herstellung der
Stabilität von Schraubenfliegern angewendet werden, um mit der Eigenart dieses neuen
Flugzeuges verbundene besondere Bedingungen zu erfüllen.
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In der Tat ist es das denkbar beste Mittel, die Stabilität eines Schraubenfliegers
aufrechtzuerhalten, die Flügel der Schrauben zu verwinden oder zu verdrehen, sobald
sie eine bestimmte Fläche durchschreiten, und dies in solcher Weise, daß die Verwindung
oder Verdrehung den Auftrieb innerhalb eines bestimmten Sektors einer Umdrehung
der Schraube erhöht, während dasselbe Mannöver in einem gegenüberliegenden Sektor
der Drehbewegung der Schrauben den Auftrieb verringert. Dies ist gleichbedeutend
damit, daß man den Auftrieb der Schrauben exzentrisch verlegt in einer geeigneten
Richtung, und man erzeugt derart ein Kräftepaar, welches den Apparat in eine bisherige
geneigte Stellung zurückbringt oder den Apparat zurückführt in eine sonstige Stellung,
die er vorher eingenommen hat, beispielsweise in eine solche Lage, in der die Achse
der Schrauben wiederum senkrecht steht.
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Außerdem kann der Steuerknüppel in bekannter Weise auf zwei Ruder
einwirken, von denen das eine für die Höhen- und das andere für die Seitenstabilisierung
benutzt wird.
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Es erscheint nämlich vorteilhaft, während eines hinreichend raschen
Fluges des Apparate s in horizontaler Richtung den etwas empfindlichen
Mechanismus
für die Verwindung der Flügel zu ersetzen durch Höhen- oder Seitenruder, deren Steuerung
sehr einfach ist. Der Steuerknüppel für Schraubenflieger gemäß der Erfindung dient
dem Zweck, alle Anordnungen zur Herbeiführung der Stabilität um horizontale Achsen
zu steuern, und zwar derart, daß diese Steuerung auf die Verwindung der Schraubenflächen
oder die Bewegung der Höhen- und Seitenruder einwirken.
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Ein praktisches Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches zeigt,
wie man die verschiedenen Steuerungen mit Hilfe desselben Steuerknüppels ausführen
kann, ist in der Zeichnung dargestellt.
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Abb. i zeigt die Steuerungsanordnung im Vertikalschnitt; die Abb.
2 und 3 zeigen horizontale Schnitte, geführt in verschiedenen Höhen durch die Einrichtung
gemäß der Erfindung.
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Abb. 4 zeigt im Schema die Wirkungsweise der Erfindung.
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Die Einrichtung besteht aus einem zylindrischen Gehäuse io, beispielsweise
aus Aluminium, das zwei Stücke ii und 12, gleichfalls aus Aluminium, trägt, Diese
letzteren dienen als Träger für verschiedene Rollen, 13, 14, 15, 16, 17, 18, i9,
2o, welche als Führungen für die Steuerknüppel vorgesehen sind. In der Mitte ist
ein Rohr 21, das als Steuerknüppel wirkt, mit Hilfe eines Universalgelenkes 22 auf
dem Träger i2 gelagert, unter Zwischenschaltung eines weiteren Rohrstückes 23. Bei
dieser Anordnung ist der Steuerknüppel nach allen Richtungen um den Drehpunkt 24
bewegbar, welcher den Mittelpunkt des Universalgelenkes darstellt. Der Handgriff
25 dient zum Manövrieren und ist auf dem Rohr 21 durch Schrauben 26 und einen Ring
27 befestigt, welcher gestattet, den Handgriff nach allen Richtungen um die Achse
des Rohres 21 zu drehen. Die Stange 28 ist mit dem Handgriff fest verbunden und
trägt zwei Schraubengewinde 29, 3o sowie ein kleines Kardangelenk 31 zwischen
diesen Schraubengewinden. Das Stück 32 ist das Mutterstück für das Schraubengewinde
29 und kann frei, jedoch ohne sich zu drehen, im Innern des Rohres 21 sich verschieben.
Die Bolzen 33 greifen durch Schlitze im Rohr 2i und verbinden die Mutter 32 mit
der Glocke 34. Eine entsprechende Anordnung, die aus der Schraubenmutter 35, dem
Bolzen 36 und der Glocke 37 zusammengesetzt ist, steht in Verbindung mit dem unteren
Schraubengewinde 30.
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Um den Mittelpunkt 24 sind drei kugelförmige Stücke 38, 39, 4o angeordnet;
das Kugelstück 38 ist mit dem Rohr 21 durch die Schrauben 41 verbunden, während
die kugelförmige Außenfläche 40 von dem Gehäuse io getragen wird, mittels vier Nieten
42 und verschiedener Tragarme. Die zwischenliegende Kugel 39 wird an der Außen-
und Innenseite gehalten und kann sich frei drehen um den mittleren Punkt 24. Dieses
Stück trägt außerdem vier Kugeln 43, an denen verschiedene Kabel 46, 47, 48 usw.
befestigt sind, welche die Propellerfläche steuern und die exzentrische Verlegung
des Auftriebes bewirken.
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Mit 44 ist ein kreuzförmiges Stück bezeichnet, das vier Kugeln 45
trägt, an welche die i Kabel zur Steuerung der Ruder angeschlossen sind.
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Das Schema der Abb. 4 gestattet, die Wirkungsweise der ganzen Anordnung
zu verstehen. Bei 5o sieht man den Steuerknüppel und '; bei 51 und 52 die beiden
kreuzförmigen Arme, an welche die bezüglichen Steuerkabel angeschlossen sind.
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Das Kreuz 51 steuert die exzentrische Verlegung des Schraubenauftriebes
durch seinen Anschluß an vier Steuerzüge 53, 54, 55, 56, welche entlang der Naben
der Propeller geführt sind und über verschiedene geeignet angeordnete Rollen laufen.
In der Umdrehungsfläche einer jeden Schraube befinden sich Kugellager mit großem
Durchmesser, schematisch bei 57 und 58 dargestellt. jeder Drahtzug schließt sich
mittels einer Kugel an den inneren Ring eines dieser Kugellager an, und zwar in
dem aufsteigenden Zweig an das eine und im absteigenden Zweig an das andere Kugellager.
So ist z. B. der Drahtzug 53 bei 59 mit dem Lager 58 im aufsteigenden Ast und bei
6o mit dem Lager 57 im absteigenden Ast verbunden, derart, daß sich die Kugeln 59
bei 6o in einer vertikalen Ebene befinden, welche auch durch die Achse der beiden
Lager 57, 58 geht. Diese Kugellager sind im Rahmen der Maschine mittels zweier Kardane
oder Universalgelenke gelagert, die nicht dargestellt sind, und die gestatten, daß
sich diese Lager in jeder Richtung um einen festen Punkt einstellen können, der
im Schnitt der Umdrehungsfläche der Schrauben mit der Schraubenachse .liegt.
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Da nun das Kreuz 5 z mit dem Steuerknüppel starr verbunden ist, so
ist es klar, daß Leim Neigen deä Steuerknüppels in irgendeiner Richtung sich auch
die Kugellager 57 und 58 in solcher Weise verstellen müssen, daß ihre Ebene stets
parallel bleibt zur Ebene des Kreuzes 51.
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Um besser zu verstehen, in welcher WeizSe die Neigung eine exzentrische
Verlagerung des Auftriebes der Schrauben herbeiführt, ist bei 61 und 62 je eine
Fläche der Hubschraube schematisch dargestellt; die Hubschraube ist also beispielsweise
doppelflächig angenommen. An der einen Seite des Rahmens einer jeden Schraubenfläche
ist ein Kabel 64 angeordnet, das in sich geschlossen ist und über die Rollen
65,
66, 67, 68, 69, 7o verläuft. Die Achsen der Kugeln 69 und 7o sind durch eine starre
Strebe 74. miteinander verbunden. Die beiden Enden dieses Kabels sind bei 7z und
72 befestigt, die am oberen bzw. unteren Ende der Strebe 73 an der Außenseite der
Schraubenflächen angeordnet sind. Andererseits trägt das Kabel 64. eine Kugel, die
am Außenring des Kugellagers 58 gelagert ist. Es ist nun klar, daß bei der Ausführung
einer Umdrehung der Schraube um ihre Achse in dem Falle, daß die Kugellager zur
Umdrehungsebene der Schraube geneigt sind, die Kugel 63 periodisch eine höhere und
niedrigere Lage durchlaufen wird, wodurch auf das Kabel 64 abwechselnd ein Zug nach
oben oder unten ausgeübt wird, der zur Folge hat, daß die Fläche der Flügel 61 und
62 deformiert bzw. verwunden wird. Diese Verwindungen führen eine periodische Verlagerung
des Auftriebes herbei in der Weise, daß in einem bestimmten Kreisabschnitt, der
von den Flügeln durchschritten wird, der Auftrieb größer ist als in bestimmten anderen
gegenüberliegenden Kreisabschnitten. Da nun sämtliche Flügel der Schrauben in gleicher
Weise mit den Kugellagern verbunden sind, wie für das eine Flügelpaar beschrieben,
so ergibt sich, daß der Einzelauftrieb der Schraubenflächen einer Zone größer sein
muß als in einer gegenüberliegenden Zone und infolgedessen der resultierende Auftrieb
bzw. Druck nicht mehr durch die Schraubenachse gehen kann und aus dieser herausverlegt
erscheint.
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Durch das Kreuz 52 wird das Höhensteuer 75 und das Seitensteuer 76
unter Zwischenschaltung der Kabel 77, 78, 79 und 8o bewegt-. Diese verschiedenen
Kabel sind an die bezüglichen Arme des Kreuzes angeschlossen.
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Nach schematischer Darstellung der Wirkungsweise der Einrichtung mögen
noch weitere Einzelheiten der Abb. i, 2 und 3 dargelegt werden. Das Kreuz, welches
die Ruder betätigt, ist mit 44 bezeichnet, und das Kreuz, welches die Verwindung
der Flügel bewirkt, ist mit 39 bezeichnet. Die Kombination, die erreicht ist, besteht
nun im folgenden: Der Steuerknüppel kann, ohne jede Störung, jederzeit die Ruder
betätigen, wenn aber die Geschwindigkeit des Apparates gering oder Null ist, ist
es nötig und möglich, mit ihm die Einrichtung zur exzentrischen Verlagerung des
Auftriebes zu betätigen. Umgekehrt, besonders bei schnellem Flug, ist es vorteilhaft,
die Einrichtung zur exzentrischen Verlagerung des Auftriebes bzw. Druckmittelpunktes
der Schrauben unberührt zu lassen und allein die Ruder zu gebrauchen. Alles läuft
demnach darauf hinaus, das Kreuz 39 festzustellen, wenn es erforderlich, oder im
anderen Falle es mit dem Steuerknüppel zu verbinden. In der Stellung der Abb. i
ist nun das Kreuz 39 mit dem Steuerknüppel verbunden, und die Zeichnung zeigt, daß
dies vermittels der Glocke 34 erreicht ist, deren Ränder auf' entsprechend ausgebildeten
Teilen der Kugel 39 aufsitzen.
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Wenn aber gewünscht ist, die Drahtzüge zur Verwindung der Flächen
abzukuppeln und sie unabhängig vom Steuerknüppel zu machen, dann genügt es, den
Handgriff 25 zu drehen. Es treten dann die Schrauben 29 und 30 in Tätigkeit,
indem erstens die Glocke 34. und zweitens die Glocke 37 gehoben wird. Das erste
hat zur Folge; daß das Kreuz frei wird und nicht mehr mit dem Steuerknüppel gekuppelt
ist, wahrend die zweite Maßnahme zur Folge hat, daß die Glocke 37 in einer horizontalen
Lage festgelegt wird und infolgedessen Einwirkungen auf den Antrieb zur Verwindung
der Flächen nicht mehr stattfinden können.