DE568062C - Schwingenflugzeug - Google Patents

Description

Die Schwingenflugzeuge bedürfen im allgemeinen unverhältnismäßig großer Antriebsleistungen, weil die kinetische Energie der Schwingenmasse nach jeder Schwingungsamplitude durch eine gleich große, aber entgegengesetzt gerichtete Energie vernichtet und dann der gleiche Arbeitsbetrag zur Beschleunigung der Masse nach der entgegengesetzten Richtung aufgewendet werden muß.

«ο Es ist aber auch schon bekannt, zur Vermeidung dieser Beschleunigungsarbeit der Schwingenmassen sogenannte schwingwillige Systeme zu schaffen durch elastischfedernde Aufhängung der schwingenden Massenteile.

Auf diese Weise ist es möglich geworden, die mit dem ersten Antriebsimpulse erteilte Arbeit als Schwingungsenergie aufrechtzuerhalten, so daß lediglich jener Arbeitsbetrag zugeführt zu werden braucht, der zur Überwindung der Reibungs- und Dämpfungswiderstände, also für die Flugarbeit, aufgewendet werden muß.

Zwecks Abstimmung des schwingenden Systems auf einen langsam arbeitenden Antriebsmotor und Vergrößerung der Schwingungsdauer ist es weiter vorgeschlagen worden, einen großen Teil der Masse nach der Außenkante der schwingenden Fläche zu verlegen.

Im Gegensatz zu diesem Vorschlag wird durch die Erfindung die Aufgabe gelöst, insbesondere zwecks sicherer Überwindung von Störungsfaktoren, die Energie des schwingenden Systems zu vergrößern. Dies geschieht zwar gleichfalls durch Massenanhäufung an den äußeren Teilen der schwingenden Fläche, „ aber unter Aufrechterhaltung einer geringen Schwingungsdauer und hohen Frequenz durch gleichzeitige Vergrößerung der Elastizitätskraft der Fläche. Ferner wird nach der Erfin- dung durch geeignete Maßnahmen die Frequenz des schwingenden Systems während der Phasen der Bewegungsumkehr bedeutend erhöht.

In Abb. ι stellt 1 einen elastischen, federnden, an zwei von. seinem Mittelpunkte gleichweit entfernten Punkten 2 eingespannten Stab (Flügelholm) in Vorderansicht dar. An den Seitenenden dieses Holmes 1 sind Gewichtsmassen M gleich weit von der Symmetriemitte des Stabes angebracht. Wird dieses System elastisch gekoppelter Massen durch einen gegen den Holmmittelpunkt gerichteten Kraftimpuls P aus der in Abb. ia dargestellten Ruhelage gebracht, so tritt, unterstützt durch den Einfluß der seitlichen Massen M, die in Abb. ib dargestellte Durchbiegung des federnden Holmes 1 ein. Die Massen M schwingen dabei so weit, bis sie gegen die Anschläge 3 treffen. Dann schwingen sie um 6c die neuen Schwingungsmittelpunkte 3 mit bedeutend verkürzten Radien und vergrößerter Winkelgeschwindigkeit. Da die Massen bestrebt sind, ihre Geschwindigkeit beizubehalten, werden die noch außerhalb der Massen liegenden Flächenteile schneller bewegt, weil das Verhältnis ihres Schwingungsradius zu dem der Massen sich vergrö-

ßert hat. Es entsteht ein beschleunigtes Überschnellen der massebelasteten freien Federbzw. Holmenenden von der in Abb. ic punktierten Stellung in die vollgezeichnete Endlage. Entsprechend der vermehrten Federspannung erfolgt nunmehr auch das selbsttätige Zurückschnellen in die punktierte Lage mit annähernd gleicher Geschwindigkeit (Abb. id). Erfolgt nun bei Erreichung dieser ίο Lage oder in der Nullage ein die Bewegung erhaltender Impuls P' (Abb. id) von oben her gegen die Symmetriemitte des Holmes, so gelangt dieser in die Stellung Abb. ie, in welcher die oberen Anschläge 4, 4, die analog den unteren Anschlägen 3, 3 angebracht sind, in Wirkung treten und hier die gleiche Endbeschleunigung und Bewegungsumkehr bewirken, wie oben geschildert. Beim Zurückschnellen des Holmes 1 aus der untersten, in ao Abb. ic gezeichneten Grenzlage in die punktierte, in Abb. id vollgezeichnete Stellung erreicht die Massengeechwindigkeit theoretisch allmählich wieder ihren ursprünglichen Wert, welchen sie vor der Bewegungsumkehr besaß. Theoretisch also müßte der Betrag an kinetischer Energie auf jeder Seite dann wieder gleich groß sein. Praktisch ist er jedoch um den Betrag der inneren Stabreibung und der Luftwiderstandsdämpfung kleiner geworden, weshalb zur Überwindung dieser Widerstände behufs Aufrechterhaltung der Bewegung die genannten Kraftimpulse P bzw. P' an das schwingende System erteilt werden müssen, die, entsprechend den mögliehst klein gehaltenen Widerständen, nur unverhältnismäßig kleine Bruchteile der gesamten schwingenden Energien sein können.

Abb. 2 zeigt die entsprechenden Stellungen a-f an einem Schlagflügelflugzeuge in schematischer Vorderansicht unter Benützung der Anschläge 3, 3 und 4, 4, während Abb. 3 die hierzu gehörigen Einstellungen a-f der Flugfläche S sowie die Richtungen der an dieser auftretenden Luftwiderstandskräfte angibt. Hieraus ist ersichtlich, daß bei Anordnung eines elastischen, an beiden Enden gewichtsbelasteten Vorderrandholmes und bei Verwendung von Anschlägen der Flächenvorderrand in jeder Bewegungsrichtung und -phase den übrigen Flächenpartien und dem Hinterrande in bekannter Weise ständig vorauseilt, da ja die Massen die Träger der Bewegung sind bzw. die bewegenden Kräfte nur an den Massen angreifen, während die passive Flugfläche unter, dem Einflüsse des vortriebserzeugenden Luftwiderstandes zurückbleiben muß. Hieraus ergeben sich die in Abb. 2 und 3 dargestellten Flügelstellungen und -Verdrehungen.

Die praktische Durchführung der vorstehend beschriebenen Vorgänge ist nun auf verschiedene Weise möglich. In den Zeichnungen, Abb. 4 und 5 sind zwei dieser Ausführungsmöglichkeiten beispielsweise dargestellt. Da die Anbringung von Anschlägen 3, 3 bzw. 4, 4 nach den Abb. 1 und 2 praktisch mit Schwierigkeiten verbunden wäre, so kann als deren Ersatz eine Einrichtung nach Art der in Abb. 4 dargestellten verwendet werden. An die Stelle des ungeteilten Federholmes 1 der Abb. 1 treten hier zwei miteinander auf beliebige Weise, etwa durch die dargestellte Federbrücke 7 elastisch gekuppelte Holme 1, die ihrerseits um die Drehungsachse 2 schwingbar angeordnet sind. Diese Holme von zweckmäßig kreisförmigem Querschnitt sind undeformierbar starr gehalten, gehen aber nach außen hin in elastische Holmfortsetzungen 1' über, die unweit ihrer Enden auf die bereits geschilderte Art mit Gewichtsmassen M von beliebiger Gestalt belastet sind. Die Schwingungsbewegung wird den Holmen 1 durch die elastische Kupplung oder Brücke 7 mit Hilfe der Pleuelstange 6 vermittelt, welche ihrerseits auf beliebige Art in auf- und abwärts gehende Bewegung versetzt wird. Zur Reibungsverminderung zwischen den Holmenden und der sie antreibenden Brücke 7 können erstere mit Rollen 8 versehen werden. Wird nun dieses System mit Hilfe der Kraftimpulse P bzw. P' in Schwingung versetzt, so kann die erfindungsgemäße Frequenzbeschleunigung der elastischen Holmspitzen dadurch erreicht werden, daß die Bewegung der Antriebsbrücke 7 plötzlich gesperrt oder gehemmt wird. Es kann dies auf verschiedene Weise bewirkt werden, beispielsweise durch innerhalb des Flugzeugrumpfes vorgesehene Anschläge oder durch einen mit der Pleuelstange 6 verbundenen Kurbeltrieb. Die unmittelbare Folge einer solcher plötzlichen Bewegungshemmung der antreibenden Brücke 7 ist ein elastisches beschleunigtes Überschnellen der federnden und massebelasteten Holmteile i, wie dies bei den Anschlägen 3, 3 bzw. 4, 4 der Abb. 1 beschrieben wurde.

Eine andere praktisch mögliche Ausführungsart ist in Abb. 5 schematisch dargestellt; hier erfolgt die Schwingungsbewegung in Form einer Parallelverschiebung des Holmes, wie aus der Zeichnung ersichtlich.

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   i, Schwingenflugzeug, dessen Flächen eine von innen nach außen und von vorn nach hinten zunehmende Elastizität aufweisen und so angetrieben werden, daß die Vorderkante der Hinterkante in der Schwingbewegung unter Vortriebserzeugung voreilt, dadurch gekennzeichnet, daß

   an den Enden der elastischen Flügelteile zusätzliche Massen angeordnet sind bei solcher Größe der Elastizitätskraft der elastischen Flügelteile, daß durch die Massenvergrößerung die Schwingungszahl des Systems nicht herabgesetzt, sondern dessen Schwingungsenergie vergrößert wird.
2. 2. Schwingenflugzeug nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die an ihren äußeren Enden mit Zusatzmasse ausgerüsteten elastischen Flügelteile innen mit starren, ihre Bewegung vor den Endlagen hemmenden Teilen zusammenarbeiten.
3. 3. Schwingenflugzeug nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegungshemmenden Teile in Anschlägen bestehen, gegen welche der innere Flügelteil anstößt.
4. 4. Schwingenflugzeug nach den Ansprüchen ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegungshemmenden Teile aus starren und zwangläufig angetriebenen Flügelteilen bestehen.
5. 5. Schwingenflugzeug nath den Ansprüchen ι bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorderrand der beiden symmetrisch mit Bezug auf die Längsmittelachse des Flugkörpers angeordneten Vortriebsflächen aus einem ungeteilt durchgehenden, endseitig beiderseits massebelasteten Holm gebildet wird, welcher aus einem starren waagebalkenartigen Mittelteil und den von ihm beiderseits ausgehenden massebelasteten elastischen Ausläufern besteht, wobei der schwingende Antrieb dem parallel zu sich selbst bewegten starren Mittelteile mitgeteilt wird, der durch am Flugkörperrumpfe entsprechend angeordnete hubbegrenzende Anschläge in seiner Bewegung plötzlich gehemmt wird.
6. 6. Schwingenflugzeug nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch zwei miteinander vermittels einer elastischen Kupplung o. dgl. gekoppelte Holmteile, deren jeder aus einem starren waagebalkenartigen Mittelteil besteht, welcher um je eine horizontale Achse schwingbar gelagert ist und in je einen elastischen, endseitig massebelasteten Holmteil übergeht.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen