DE642018C - Schwingensegelflugzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung bezweckt, Segelflugzeuge mit schwingbaren Flügeln aerodynamisch und steuerlich, so zu verbessern., daß der Gleitwinkel derartiger Segelflugzeuge so weit wie möglich verringert und somit die Aufgabe, in aufwindloser Zone einen waagerechten oder sogar ansteigenden Flug mit Hilfe reiner Muskelkraft auszuführen, ihrer Lösung nähergeführt wird.

Dieses Ziel ist erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß jeder der .beiden Flügel an drei Stellen abgestützt ist, nämlich: 1. in bekannter Weise durch 'ein etwa in der Druckmittellinie· liegendes, allseitige Schwenkbarkeit zulassendes Hauptgelenk gegen den Flugzeugrumpf, 2. durch ein in Verbindung mit Dämpfern die Flügelschwingung bewirkendes K'urvenhebelgetriebe und 3. durch einen am Flügel vorgesehenen Angriffspunkt für eine Steuerhandhabe, wobei der Steuerpunkt jedes Flügels mittels der Steuerhandhabe relativ zum Flugzeugrumpf in Höhen- und Seitenlage verstellbar ist.

Die auf diese Weise geschaffene Flügelsteuerung für Schwingensegelflugzeuge bietet hauptsächlich den Vorteil, daß die Maschine nur geringe Luftwiderstände bietet und dabei doch wendig und leicht zu handhaben ist. Andererseits ist bei ihr die für den Sonderfall des Schwingensegelflugzeugbaues von dem Problem der Flügelsteuerung untrennbare Frage des Schwingenantriebes insofern befriedigend gelöst, als dabei die Hauptmuskelkräfte des Menschen, nämlich die Beinmuskelkräfte, mit geringsten Reibungsverlusten in zweckentsprechender Weise in Vortriebs- bzw. 'Auftriebsenergie umgewandelt werden können mit dem gewünschten Ergebnis einer weitgehenden Verflachung des Gleitwinkels des Flugzeuges. Sollte die durch diemenschlichen Muskelkräfte erzeugte zusätzliche Vortriebsenergie tatsächlich nicht ausreichen, einen waagerechten oder gar ansteigenden Flug zu bewerkstelligen, so könnte zur Erreichung dieses Zieles bei dem neuen Fluggerät ein kiemer Hilfsmotor eingebaut werden, der/ schon mit verhältnismäßig geringer Zusatzkraft die erstrebte Steigfähigkeit in aufwindloser Zone ergeben würde.

Die zweckmäßig aus Druckluftkissen besteh'enden Dämpfer für elastischen Kraftausgleich zwischen den Flügeln wirken dabei nicht nur für die obere, sondern auch für die -untere Schwingengrenzlage als Buffer oder Kraftspeicher, die jeweils zu Beginn des Niederschlagens der Schwingen aus ihrer oberen und des Aufwärtsschlagens aus ihrer unteren Grenzlage die vorher aufgespeicherte Kraft wieder abgeben und dadurch die Flügelschlagbewegung wirksam unterstützen.

Auf den Zeichnungen ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht, und zwar zeigen:

Fig. ι eine teilweise Vorderansicht des neuen Fluggerätes, vfv;,·

in Fig. i,

Fig. 3 einen Querschnitt nach der Linie c-d in Fig. 4,

ίο Fig. 4 einen Mittellängsschnitt zur Veranschaulichung des Fußantriebes,

Fig. 5 eine Vorderansicht mit eingezeichnetem Steuergestänge,

Fig. 6 einen der Fig. 4 ähnlichen Mittellängsschnittj jedoch mit eingezeichnetem Steuergestänge,

Fig. 7 leinen Grundriß des Geräts mit zwei verschiedenen Flügelstellungen,

Fig. 8 und 9 eine Vorderansicht des Steuergestänges in größerem Maßstabe bei gleichsinniger bzw. entgegengesetzter Verstellung der Steuerhebel,

Fig. 10 einen der Fig. 6 ähnlichen Längsschnitt, jedoch in größerem Maßstabe, zur Veranschaulichung der Steuerung.

Das Flugzeug besteht aus den beiden Flügeln B₁ und B₂ in normalem, starrem Aufbau sowie einem Mittelteil/?. Die Flügel sind nicht nur Tragorgane, sondern auch Antriebs- und Steuerorgane.

Der Rumpfständer (Mittelteil) R dient zur Aufnahme des Fliegers, beispielsweise in liegender Lage, und besitzt als Stand- und Fahrteinrichtung eine mittlere Gleitkufe. Zur Aufrechterhaltung der Horizontalquerlage am Boden werden die Füße benutzt (Fig. 2).

Die beiden Flügel B₁, B₂ sind an dem Rumpf in den Festpunkten F₁, F₂ mittels Kugelgelenke* allseits beweglich angebracht. Der Rumpf trägt oben einen Kamm, welcher der Befestigung von Luftpuffern und Flügelhalteseilen tn, der Führung der Flügelantrieb sseiles, des Kniehebelgetriebes und dem Tragen der oberen Rumpfverkleidung dient. +5 Nach hinten verlängert sich der Rumpf in einen Hohlträger für die waagerecht arbeitenden Beine und in eine aerodynamische Verkleidung der Rumpfmitte. Oberhalb zwischen den Festpunkten F₁, F₂ liegt eine Umlenkrolle Z für die Flügelantriebsseile s. Davor befindet sich am Rumpf R der Stützfestpunkt G für die Steuerung.

Jeder der beiden Flügel B₁, B₂ bildet eine in sich abgeschlossene starre Fläche mit üblichem Profil und mit in der Druckmittellinie liegendem Hauptholm, an dem die einzelnen Spieren mit der an ihnen befestigten Traghaut angebracht sind.

Die Übertragung der Kräfte von jedem Flügel nach dem Mittelteil R erfolgt im wesentlichen an drei Stellen. An dem Fest- 1 bzw. F₂ wird der Auftrieb beim Flug und das Flügelgewicht beim Stand in Verbindung mit dem Flügelhalteseil (Sicherungsvorrichtung) übertragen. ,Die zweite Kraftübertragungsstelle bildet

Fig. 2 einen Längsschnitt nach der LinieÄfÄib;_:Öer Punkt I₁ bzw. I₂, an dem die Steuer-

-handhabe ebenfalls allseitig drehbar angeordnet ist. Hier greifen insbesondere die horizontal wirkenden Fläcbenwiderstandskräfte und Verdrehkräfte an. Die Verbindungslinie zwischen F und / stellt die Drehachse der Flügel beim Schwingen dar. Durch Steuerhebelverstellung kann diese Achse in gewissen Grenzen mit F₁ bzw. F₂ als Drehpunkt allseitig verlagert werden. Hierdurch können einerseits durch senkrechten Ausschlag von I₁ bzw. I₂ die Anstellwinkel der Flugflächen B₁ bzw. B₂ in gleichem oder auch in entgegengesetztem Sinne verändert werden, während andererseits durch horizontalen Ausschlag von I₁ bzw. I₂ die Pfeilform gesteuert werden kann, d.h. die Flügel können in der Horizontalebene beliebig schräg nach rückwärts oder vorwärts verstellt - werden. Die Auftriebsresultierende kann auf diese Weise gegenüber dem Schwerpunkt in jede gewünschte Lage gebracht werden.

An der dritten Kraftübertragungsstelle werden die Druckkräfte während der Fluglage übertragen. Hierfür sind an dieser Kraftübertragungsstelle im vorliegenden Falle zunächst zwei Ausgleichpuffer/C₁ und /C₂ vorgesehen. Diese Puffer bestehen im gezeichneten Beispiel aus Gummiluftkissen in Roh-" renform, die sich durch Faltenbildung in der Länge verkürzen können und bei Aufundabschwingen der Flügel die Druckkräfte aus dem Holm übernehmen bzw. ausgleichen.

Die dritte Kraftübertragungsstelle wird ergänzt durch je einen beiderseits in der Mitte zwischen den vorgenannten zwei Puffern K,_v AT₂ angeordneten Hebel N₁ bzw. N₂, welche sich zu einem Kniehebelgetriebe ergänzen (Fig. 3 und 4), das mit Hilfe eines von den Beinen zu spannenden Zugseiles s die Stoßenergie der Beinmuskulatur auf die Flügel überträgt und zu dem Zwecke guter kinematischer Übersetzung aus zwei zusammenarbeitenden Kurvenhebeln besteht; die Kurvenbebel walzen sich aufeinander ab. Diese Vorrichtung gestattet dem Flieger, die Flügel in jede gewünschte V-Stellung zu bringen. Zur Entlastung der Beinmuskulatur kann eine eingebaute leichte Sperrung dienen. Beim Anziehen der Füße (Fig. 4) gehen die Flügel infolge des Strömungsdruckes nach oben; durch Ausstoßen wird mit Hilfe der Kurvenhebel der Abwärtsschlag der Flügel bewirkt.

Außer den vorerwähnten Aufhängungspunkten für die Flügel sind an den oberen Seiten der Holme zwei Sicherungs- und

Flügelhalteseile angebracht, die den. Flügelausschlag nach unten begrenzen und die Zugkräfte der Flügel bei auf dem Erdboden stehendem Flugzeug elastisch übernehmen.
Die Steuerung wirkt !entsprechend der vorbeschriebenen Viersteilbarkeit der Flügel als Schwerkraftlagensteuerung. Die Steuermomente werden durch die Relativlage des Gerätschwerpunktes zu den Auftriebsmittelpunkten der Flügel erzeugt, sie sind also für die Höben- und Tiefensteuerung unabhängig vom Flugwind. Durch Verändern der Pfeilform wird die Maschine je nachdem feopfioder schwanzlastig gemacht, wobei die Intensität der Steuermomente von der gleichzeitig angewandten V-Stellung der Flügel abhängt. Durch eine ,unterschiedliche Änderung der Anstellwinkel der beiden Tragflächen B₁, B₂ läßt sich die Querlage und die Fahrtrichtung des Flugzeuges regeln.

Die Steuerung besteht aus einem Mittelstab C, welcher an der ■ Stelle G allseitig drehbar am Rumpf gelagert ist. Auf diesem Stabe C sind die Steuerhebel A₁ 'und A₂, nach beiden Richtungen frei schwingbar angeordnet. Im Punkt J₁ (Z₂) ist Hebel A₁ (A₂) gelenkig mit FlügelB₁ (B₂) verbunden. Die Hebel A₁ (A₂) werden an ihren unteren freien Enden von den Händen des Fliegers bedient. Hierbei kann auch die Steuerhandhabe so ausgebildet werden, - daß die Bedienung mit Hilfe eines Gestänges durch Handrad erfolgt.

Die hintere Fortsetzung des Rumpfständers erfolgt lediglich nach aerodynamischen Gesichtspunkten (Längsstabilisierung). Der Rumpfteil soll nach hinten spitz auslaufen, so daß sich ein dem Schwanz unserer Vögel ähnliches Gebilde ergibt.

Der Verlauf einer Schwingenschlagphase ist folgender: Durch Anziehen der Beine treibt das Flächenlast'moment die Flügel in die oberste Stellung. Ein kräftiges Strecken der Beine bewirkt den Abschlag. Durch eine entsprechende gleichzeitige Steuerung der Anstellwinkel der Flächen kann die Muskelenergie hierbei wahlweise in Vor- oder Auftriebsenergie oder beides verwandelt werden.

Claims (4)

Patentansprüche: _o

1. Schwingensegelflugzeug mit durch Beinkraft senkrecht schwingbaren, vorwiegend durch Armkraft gesteuerten Flügeln, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der beiden Flügel (B₁, B₂) an drei Stellen abgestützt ist, nämlich: 1. in bekannter Weise durch ein etwa in der Druckmittellinie liegendes, allseitige Schwenkbarkeit zulassendes Hauptgelenk (F₁, F₂) gegen den Flugzeugrumpf, 2. durch ein in Verbindung mit Dämpfern (/Ci, /C2) <ü'^e Flügelschwingung bewirkendes Kurvenlieb elgetriebe (N₁, ./V₂) und 3. durch einen am Flügel vorgesehenen Angriffspunkt (I₁, I₂) für eine Steuerhandhabe, und der Steuerpunkt (I₁, I₂) jedes Flügels (B₁, B₂) mittels der Steuerhandhabe relativ zum Flugzeugrumpf in Höhen- und Seitenlage verstellbar ist.

2. Schwingensegelflugzeug nach Anspruch ι mit Dämpfern für elastischen Kraftausgleich zwischen den Flügeln, -,dadurch, gekennzeichnet, daß die Dämpfer aus Druckruftkissen (/Ci, K₂) bestehen.

3. Schwingensegelflugzeug nach Anspruch ι für in liegender Stellung arbeitende Insassen, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung der mittels Rollen vom Flugzeugrumpf gehaltenen Füße durch ein Seil (s) auf das Kurvenhebelpaar (N₁, N₂) übertragen wird.

4. Schwingensegelflugzeug nach An- ' · spruch i, gekennzeichnet durch drehbare Lagerung jeder der beiden Steuerhebel (A₁, A₂) an einem gemeinsamen Stab 8j; (C), der vorwiegend längs gerichtet oberhalb und zwischen den Häaptgelenken (F₁, F₂) und den Steuerpunktan (/1, I₂) in der Mittellängsebene des Rumpfes allseitig schwenkbar gelagert ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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