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Einrichtung zum selbsttätigen Verschwenken einer an der Hinterkante
eines Hauptruders angelenkten Trimmklappe Es ist bereits bekannt, an Flugzeugrudern
angeordnete Trimmklappen vom Führerraum aus elektrisch fernzubedienen. Bei den bekannten
Antrieben dieser Art sind an einer vom Führer bequem zugänglichen Stelle besondere
Schaltglieder zur Einleitung der Verstellbewegung im einen oder anderen Ausschlagsinn
der Trimmklappen angeordnet. Diese bekannte Ausgestaltung hat den Nachteil, daß
vom Flugzeugführer zur jedesmaligen Einleitung einer Verstellbewegung der Trimmklappe
besondere Bediengriffe vorgenommen werden müssen. Dieser Nachteil machst sich besonders
bemerkbar bei der Verwendung der Trimmeinrichtung zum Austrimmen eines Flugzeuges
um seine Querachse während eines Bahnneigungszielanfluges, der einem Lastenabwurf
aus dem Abfangbogen vorausgeht. Während eines solchen Zielanfluges soll sich nämlich
der Flugzeugführer nach Möglichkeit auf das Zielen konzentrieren können, so daß
jeder während des Anfluges auszuführende Bedienungsvorgang eine unerwünschte Ablenkung
bedeutet, die die Zielgenauigkeit beeinträchtigt. Andererseits hat ein möglichst
genaues Austrimmen der Maschine auf geringste Höhensteuer'handkraft während des
Zielanfluges einen ausschlaggebenden Einfluß auf die erreichbare Treffgenauigkeit,
wenn durch Einleitung des Abfangvorgangs mittels eines plötzliehen
jeweils
gleichen Trimmklappenanschlags ein immer gleichbleibender Verlauf des Abfangbogens
erzielt werden soll, der vielfach für die Ermittlung des Vorhaltwinkeis im Augenblick
der Loslösung der Abwurflast vom Flugzeug zugrunde gelegt wird.
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Eine bereits vorgeschlagene Einrichtung an Trimmklappen für Flugzeugruder,
die durch Teile des Bediengestänges für das zugehörige Hauptruder gesteuert werden,
benutzt eine wegabhängige Beeinflussung des Antriebes zweier aneinander angelenkter
Steuerflächen, durch die die zweite Fläche den von Hand oder durch eine Rudermaschine
erzeugten Ausschlägen der ersten Fläche selbsttätig nachgesteuert wird, um immer
den vollen Steuerausschlag der ersten Fläche für neue Manöver zur Verfügung zu haben.
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Von dieser Einrichtung weicht der Erfindungsgegenstand durch die darin
gelöste Aufgabe der selbsttätigen Nustrimmung eines Flugzeuges auf eine bestimmte,
für den jeweiligen Zweck auszuwählende Steuerhand'kraft völlig ab. Er betrifft eine
Einrichtung zum selbsttätigen Verschwenken einer an der Hinterkante eines Hauptruders
angelenkten Trimmklappe durch einen ferngesteuerten Elektromotor in Abhängigkeit
von der Größe der am Hauptruder wirkenden Verstellkräfte mit Hilfe eines in das
Steuergestänge zum Hauptruder eingeschalteten Steuerwertgebers und erreicht die
Beseitigung der bisher bestehenden Mängel dadurch, daß der Steuerwertgeber als von
einem federnd nachgiebigen Teil des Steuergestänges betätigbarer elektrischer Schalter
ausgebildet ist.
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Durch die erfindungsgemäße selbsttätige Einstellung der Trimmklappe
auf den jeweils zur Herabsetzung der Ruderbetätigungskraft auf einen voreingestellten
Höchstwert erforderlichen Ausschlagwinkel können alle zusätzlichen Bedienungsvorgänge
für die Trimmklappenverstellung durch den Flugzeugführer eingespart und damit die
Flugeigenschaften der mit der neuen Einrichtung ausgerüsteten Flugzeuge ganz besonders
bei der Ausführung von Bahnneigungsflügen wesentlich verbessert werden. Die Trimniklappenverstellbewegung
wird beim Auftreten bestimmter Handkräfte am Betätigungsglied für das Hauptruder
selbsttätig im einen oder anderen Ausschlagsinn eingeschaltet und beim Unterschreiten
der vorzugsweise einstellbaren Schaltkraft am Betätigungsglied wieder ausgeschaltet.
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Grundsätzlich können die federnd nachgiebigen Teile an einer beliebigen
Stelle des Bediengestänges für das Hauptruder angeordnet werden, da sich die am
Betätigungsglied ausgeübte Handkraft entsprechend übersetzt auf das ganze Bediengestänge
auswirkt. Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform besteht jedoch darin, daß
ein gegenüber der Steuersäule federnd nachgiebiger Handgriff eines zweigriffigen
Steuerhorns als Schaltglied für die Trimmklappenverstellung ausgebildet wird. Bei
dieser Anordnung liegt es nämlich im Belieben des Flugzeugführers, entweder bei
Betätigung des Höhenruders durch den starren Handgriff des Steuerhorns unter Ausschaltung
der selbsttätigen Trimmklappenverstellung zu fliegen oder unter zusätzlicher oder
alleiniger Benutzung des federnd nachgiebigen Schaltgriffes von der selbsttätigen
Trimmeinrichtung Gebrauch zu machen.
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Da durch die steuerkraftabhängige Bedienung des Trimmklappenantriebs
die vom Flugzeugführer feststellbare Steuerbetätigungskraft nicht mehr der am Ruder
auftretenden Luftkraft verhältig ist, ist es schließlich vorteilhaft, zur Vermeidung
von Überbeanspruchungen des Flugzeuges durch zu große Abfangbeschleunigungen in
der Energieleitung zum Trimmklappenverstellmotor einen zusätzlichen beschleunigungsabhängigen
Schalter anzuordnen, der den Energiefluß bei einer vorzugsweise einstellbaren Größe
der auf das Flugzeug wirkenden Normalbeschleunigung selbsttätig abschaltet. Durch
die Verwendung eines solchen Sicherheitsschalters wird jede Gefährdung des Flugzeuges
durch übergroßeAbfangbeschleunigung vermieden, da durch das Ausschalten der selbsttätigen
Trimmklappenverstellung die normale Abhängigkeit zwischen Steuerkraft und Ruderkraft
wiederhergestellt wird, so daß der Flugzeugführer während des Abfangvorgangs den
normalen Steuerdruckanstieg im Ruderbetätigungsglied erhält.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung veranschaulicht.
Es zeigt Abb. i eine Gesamtanordnung eines elektrischen Antriebs für die Hdhenrudertrimmklappe
mit einem steuerkraftabhängigen Schaltglied im Höhenruderbediengestänge, Abb. 2
einen Längsschnitt durch das als Steuerstangenkopf ausgebildete Schaltglied der
Abb. i im größeren Maßstab, Abb.3 die Ausbildung eines Handgriffs des Steuerhorns
als Schaltglied für die Trimmklappenverstellung und Abb. 4 einen Schnitt nach der
Linie IV-IV durch das Steuerhorn der Abb. 3.
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In Abb. i erfolgt der Antrieb der am Höhenruder i angelenkten Trimmklappe
2 durch einen Elektromotor 3 über eine Schraubspindel q. und das Verbindungsgestänge
5 bis B. Der Motor 3 wird aus einer Stromquelle 9 über die elektrischen Leitungen
io, io' und i i, i i' gespeist, zwischen denen ein Schaltglied 12, angeordnet ist
zum Einschalten des Motors 3 in wechselndem Drehsinn in Abhängigkeit von der Größe
und Richtung der vom Flugzeugführer am Steuerknüppel 13 auf das Höhenruder i ausgeübten
Betätigungskräfte 14, 15. In die Leitung iö ist außerdem noch ein zusätzlicher beschleunigungsabhängiger
Schalter 48 schematisch eingezeichnet, der unter der Wirkung einer auf die Masse
49 beim Abfangen einwirkenden Normalbeschleunigung entgegen der den Schalter in
der Schließlage haltenden Kraft einer einstellbaren Feder 5o den Stromfluß zu dem
Elektromotor 3 unabhängig von der Stellung des Schaltgliedes unterbricht.
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In Abb.2 ist eine beispielsweise Ausführungsform des Schaltgliedes
12 im Schnitt dargestellt. In einer mit der Stoßstange 16 fest verbundenen
Hülse
17 ist der Stoßstangenkopf 18 in Richtung des Doppelpfeiles i9, i g' unter
Zug- und Druckbeanspruchung der Steuerstange entgegen der Kraft einer Schraubenfeder
20 nach beiden Seiten federnd nachgiebig gelagert. Die Schraubenfeder 2o stützt
sich an den mit Gleitsitz auf dem Schaft 21 des Stangenkopfes 18 geführten Federtellern
22 und 23 ab, die ihrerseits an den Anschlägen 24 und 25 in der Hülse anliegen.
Die Feder 20 kann durch Verstellen des Abstandes zwischen dem festen Bund 26 und
dem verstellbaren Anschlag 27 des Schaftes 21 und des Anschlagringes 24 in der Hülse
17 auf eine beliebige Anpreßkraft vorgespannt werden. An den Federtellern 22 und
23 sind ferner Anschläge 28 und 29 angeordnet, die den Federweg des federnd nachgiebigen
Stangenkopfes auf ihren Abstand a begrenzen. An dem Stangenkopf sind die beiden
Kontakte 30 und 31
isoliert angeordnet, die durch die Leitungen io
und io' mit den beiden Polen der Batterie 9 in Verbindung stehen. An dem mit der
Hülse 17 starr verbundenen Isolierkörper 32 sind die Kontakte 33, 33', 34
und 3,4! angebracht, die über die Leitungen i i und i i' mit dem Elektromotor 3
in leitender Verbindung stehen. Dabei sind die Kontaktpaare 33, 33' und 34, 34 Jeweils
durch Leitungen 35 und 36 verbunden.
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Die Wirkungsweise des Schaltgliedes ist folgende: Solange die in der
Stoßstange 16 wirkende Steuerkraft beim Ruderlegen die Vorspannung der Feder 2o
nicht übersteigt, bleiben die Hülse 17 und der Stangenkopf 18 in ihrer Lage
zueinander unverändert, wobei die Leitungen io, io' und ii, ii' durch den Abstand
der Kontakte 30, 31 von den Kontakten 33 bis 34 voneinander getrennt
sind-, so daß der Motor 3 stromlos bleibt. Wenn dagegen die Steuerkraft in beliebiger
Richtung die Vorspannkraft der Feder 20 übersteigt, macht der Stangenkopf 18 eine
Bewegung um das Maß a gegenüber der Hülse 17 und bringt dadurch die Kontakte
der Leitung ro, io' mit den Kontakten der Leitung i i, i i' in Berührung. Durch
die Verbindung der Leitung i i mit den Kontakten 33, 33' und der Leitung i i' mit
den Kontakten 34, 34' wird die Stromrichtung in der Leitung i i, i i' und damit
auch die Drehrichtung des Motors 3 sowie die Trimmklappenbewegung bei Ausschlägen
des Stangenkopfes 18 in den entgegengesetzten Pfeilrichtungen i9 und 18' umgekehrt.
Abb.S und 4 zeigen die Ausbildung eines Handgriffes 37 eines zweigriffigen Steuerhorns
38 als Schaltglied für die elektrische Trimmklappenverstellung. Der Handgriff 37
ist zu diesem Zweck um die Achse 39 an dem Steuerhorn 38 drehbar gelagert und wird
durch vorgespannte Federn 40, 41 in der gezeichneten Mittelstellung gehalten, die
sich an einer in den Griff 37 hineinragenden Verlängerung 42 des Steuerhorns 38
abstützen, die gleichzeitig Anschläge 43 und 43' zur Begrenzung des Federweges des
Griffes 37 trägt. In der Verlängerung 42 des festen Steuerhornteiles 38 sind auch
die mit den Leitungen io, io' verbundenen elektrischen Kontakte 44 und 45 isoliert
angeordnet, die den Kontaktern 30 und 31 der Abb. 2 entsprechen. Die
den Kontakten 33 bis 3q.' entsprechenden Gegenkontakte, die mit den Leitungen i
i, i i*' in Verbindung stehen, sind in Abb. 4 mit 46 bis 47' bezeichnet.
Die Wirkungsweise des Schaltgliedes nach Abb. 3 und 4 stimmt im übrigen mit der
an Hand des Ausführungsbeispiels der Abb.2 erläuterten völlig überein.