Устройство для стабилизации самолетов Советский патент 1927 года по МПК B64C5/08 

Предлагаемое изобретение касается усовершенствований в самолетах (как сухопутные, так и гидропланы) и имеет целью увеличение их устойчивости относительно поперечной и продольной оси. Основной принцип в предлагаемом устройстве заключается в таком распределении площади опорных поверхностей, при котором удовлетворялись бы еледующие условия: вращение самолета вокруг продольной его оси должно вызывать автоматически тормазящее динамическое действие, нейтрализующее вышеупомянутое вращение; вращение самолета вокруг поперечной оси должно развивать автоматически тормазящее динамическое действие, нейтрализующее вышеупомянутое вращение; полет самолета в неуравновешенном положении (что имело бы место в конце поворота вокруг поперечной оси) должен порождать автоматически статическую выправляющую пару вокруг вышеупомянутой оси, которая привела бы самолет в состояние равновесия. Предлагается выполнить вышеперечисленные условия симметричной установкой на крайних боковых концах опорной поверхности самолета двух горизонтальных плоских поверхностей, сравнительно удлиненных к задней стороне, имеющих значительную площадь и расположенных так, чтобы их центры давления приходились в двух вполне симметричных точках, расположенных значительно позади и над поперечной осью. Вышеуказанное расположение этих двух поверхностей, которые впредь будут называться „горизонтальными стабилизаторами, производит энергичное динамическое тормазящее действие, при всяком вращении самолета около продольной оси, благодаря тому, что давление ветра на стабилизаторы, будучи прямо пропорциональным площади каждого из них, сравнительно велико, а также потому, что это давление, будучи приложенным в центре давления самих стабилизаторов, действует на большом плече относительно центра тяжести

самолета и, наконец, еще и потому, что обе сказанные силы имеют такое направление, что образуют требуемую тормазящую пару. Благодаря удлиненной назад форме горизонтальных стабилизаторов, центры давлений приходятся позади поперечной оси, вследствие чего вышеупомянутые стабилизаторы произведут также значительное динамическое тормазящее действие при продольных колебаниях самолета. Кроме вышеуказанных двух видов тормазящего действия, при всяком вращении или колебании вокруг поперечной и продольной оси, стабилизаторы производят также значительное статическое уравновешивающее действие относительно поперечной оси. Как только самолет будет выведен из положения равновесия, вышеупомянутые стабилизаторы спроектируются довольно большой площадью на направление перпендикулярное к направлению поступательного движения, благодаря чему это движение, независимо от действия двигателя, произведет давление на стабилизаторы и, так как эти силы будут приложены к центру давления последних, которое расположено позади поперечной оси, то они образуют статическую выравнивающую пару около этой оси. Применение этих стабилизаторов предотвращает вращение вокруг продольной и поперечной оси и, кроме того, возвращает самолет в положение равновесия относительно поперечной оси, в случае потери им этого равновесия.

Такие условия действия, выгодные для частных самолетов, являются помехой для военных самолетов, а при известных условиях и для частных, главным образом, когда летчик пожелает произвести быстрое изменение положения аппарата около его продольной или поперечной оси. С этой точки зрения необходимо иметь возможность изменять силу действия стабилизаторов. Возможность управлять автоматическим уравновещиванием вышеупомянутых стабилизаторов достигается тем, что часть стабилизатора делается неподвижной, а часть его вращается около данной оси, что дает возможность изменять условия автоматического уравновешивания посредством соответствующего управления подвижными частями. Предпочтительным решением вопроса является придание подвижности передним частям стабилизаторов, при чем вращение Б разные стороны подвижных частей дает возможность уменьшать и изменять стабилизирующее действие их относительно продольной оси, тогда как, изменяя, одновременно и в одном и том же направлении, наклон вышеупомянутых подвижных частей относительно неподвижной, можно достигнуть уменьшения или изменения статического уравновешивающего действия относительно поперечной оси.

На чертеже изображено при.мерное решение вопроса: на фиг. 1, 2 и 3 изображены виды сверху, спереди и сбоку находящегося в равновесии самолета, снабженного предлагаемым устройством; на фиг. 4 поясняется динамическое тормазящее действие, производимое стабилизирующими поверхностями при всяком враидении вокруг поперечной оси; на фиг. 5 поясняется динамическое тормазящее действие, производимое стабилизирующими поверхностями при всяком вращении вокруг продольной оси; на фиг. 6 поясняется статическое выравнивание относительно поперечной оси. когда самолет при полете выходит из состояния равновесия; фиг. 7 и 8 показывают, каким образом можно вращением в одну или в разные стороны подвижных передних частей стабилизирующих поверхностей нарушить вышеуказанное автоматическое уравновешивание, когда в стабилизаторах передние части подвижны и независимы от соответствующих подвижных 4(астей.

Центр давления стабилизирующих поверхностей / и 2 находится, соответственно, в точках 3 и 4 на расстоянии 2 / друг от друга, где / есть расстояние их до центра тяжести (фиг. 4). Передние части 5 и 6 этих поверхностей могут вращаться вокруг осей 7-7, приобретая некоторый уклон относительно неподвижных частей 8 к 9 этих поверхностей. Если самолет имеет, почему либо, стремление повернуться около продольной оси (фиг. 4) в направлении указанном стрелкой 10, то развиваются две силы 11, приложенные к весьма отдаленным друг от друга точками 3 н 4, которые будут сопротивляться этому вращению вокруг продольной оси и тормозить его. .Если

бы самолет получил почему либо стремление повернуться около поперечной оси (фиг. 5) в направлении указанном стрелкою 72, то к точкам 3 н 4 будут приложены силы 13, работающие на большом, относительно центра тяжести, плече /1, которые затормазят всякое вращение аэроплана в этом направлении. Если, наконец, аппарат, по какой либо особой причине, оказался бы в положении, показанном на фиг. 6, и перемещался в направлении, указанном стрелкою 14, то к точкам 3 к 4 будут приложены силы 15, слагаюище которых 16, действуя на плече 4 относительно центра тяжести, сообщат аппарату вращение по направлению стрелки 18 и приведут его, таким образом, в состояние равновесия.

Из фиг. 7 и 8 можно видеть, что изменением уклона передних частей 5 к 6 стабилизирующих поверхностей относительно задних 8 и 9 можно перенести центр давления каждой стабилизирующей поверхности (состоящей из неподвижной и подвижной части) и, таким образом, урегулировать предварительно произведенное уравновешивающее действие. Предлагаемое изобретение может быть изменено в некоторых деталях, не отступая однако от основных принципов изобретения; можно, например, сделать подвижной, кроме поверхностей 5 и 6, опорную поверхнось 19 (фиг. 7), оставив неподвижной главную опорную поверхность 20, внутри которой могут быть помещены органы управления вышеуказанными подвижными поверхностями.

ПРЕДМЕТ ПАТЕНТА.

Устройство для стабилизации самолетов, характеризующееся применением двух горизонтальных стабилизаторов, образованных удлиненными, неподвижными плоскостями 1, 2 (фиг. 1,2,3,5 и 6), расположенными над концами крыльев симметрично осносительно продольной оси самолета, впереди каковых плоскостей установлены подвижные крылыщки 5, 6 (фиг. 1, 7 и 8), поворотно сидящие на осях 7 и вращаемые с места пилота, при чем во многоярусных самолетах часть опорных поверхностей, с целью изменения подемной силы самолета, может быть снабжена приспособлениями для изменения угла встречи их во время полета.

Типо-литография «Красный Печатник, Ле1шяград, Кеждуцародныи, 75. к патенту

Фиг. 5,. .,1

I Фиг.З. 3-4 у1-г ш-цеь А.ТА1МЕО,Е.НАМИНАДА. п.мппиАнои1.сгаттА №mi

ФигЛ

Фиг. Ц.

Фиг. 5.

1-2 1

Фир.6.

ФигЛ.

Фиг.8