ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОЕ ПРИСПОСОБЛЕНИЕ ДЛЯ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ОПАСНО-БОЛЬШОГО УГЛА ВСТРЕЧИ САМОЛЕТА, С ПРИМЕНЕНИЕМ ПОВОРОТНО УСТАНОВЛЕННОГО НА ОСИ ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ЭЛЕРОНА, АВТОМАТИЧЕСКИ УСТАНАВЛИВАЮЩЕГО ПОД ДАВЛЕНИЕМ ВСТРЕЧНОГО ПОТОКА РУЛЕВУЮ И Т. П. ПОВЕРХНОСТИ Советский патент 1928 года по МПК B64C9/12 

Предлагаемое приспособление для предупреждения возникновения опасно-большого угла встречи самолета, с применением поворотно установленного на оси вспомогательного элерона, автоматически устанавливающего, под давлением встречного потока, рулевую и т.п. поверхности, представлено на чертеже, на котором фиг. 1 изображает приспособление в вертикальном разрезе, частью в боковом виде; фиг. 2 - частичный разрез по линии II - II фиг. 1; фиг. 3 и 4 изображают вторую форму осуществления приспособления (боковой вид и план); фиг. 5-7 - одну из деталей; а именно: вид спереди, разрез по линии VI-VI на фиг. 5 и вид сверху.

На фиг. 1 и 2 цыфра 1 обозначает руль высоты, 2 - горизонтальный стабилизатор; 3 - элерон и 4 - ось, при помощи которой руль 1 соединяется со стабилизатором 2, имеющим вращательное движение на оси 5, прикрепленной к аэроплану. Элерон 3 вращается на оси 6 и располагается по направлению воздушного потока полета, поворачиваясь в этом направлении, совершенно свободно. Балка 7, поддерживающая элерон 3, продолжена за ось вращения 6 и снабжена загнутой частью, в которой имеется дугообразный вырез 8, часть которого, обращенная к элерону 3, имеет форму дуги, почти концентричной с осью 6, другая же часть приближена к оси.

В вырезе 8 расположен болт 9, скользящий одновременно в направляющих 22 и укрепленный на верхнем конце штанги 10, нижний конец которой соединен болтом 11 с головкой 12. Означенная головка может скользить по болту 13, укрепленному в стабилизаторе 2. К рулю высоты 1 прикреплен рычаг 14, который, вместе с болтом 15, соединительной штангой 16, болтом 17, рычагом 18 и болтом 19, укрепленным в стабилизаторе, составляет направляющий параллелограм для подвижной вилки 20, которая может двигаться в направляющих 21 ползунка 12 в направлении, показаннном на фиг. 1 двойной стрелкой.

Управление аэропланом происходит следующим образом: вследствие того, что часть дугообразного выреза 8 концентрична с осью вращения 6, элерон 3 свободно двигается при малых углах атаки и не препятствует никаким операциям управления. При достижении предельной допустимой величины угла атаки и, следовательно, при сильном наклоне руля 1 кверху, взаимное положение аэроплана и элерона 3 изменяется так сильно, что штанга 10 все больше затягивается той частью дугообразной вырезки 8, которая ближе к оси 6, и угол атаки стабилизатора так увеличивается, что действие руля высоты 1 парализуется. В этом случае аэроплан будет расположен прямо с максимальным углом атаки, который еще не опасен.

При этом стабилизатор 2 должен тем больше подниматься кверху под действием элерона 3, чем больше притягивается руль высоты 1, так как тогда ползун 12 придвигается соответственно ближе к оси вращения 5 стабилизатора 2. При малых отклонениях руля 1, поднятие стабилизатора 2, происходящее от скольжения ползуна 12, будет незначительно.

Длины всех рычагов и формы кривых направляющих выбраны с таким расчетом, что предохранительный руль (элерон) начинает действовать при определенной величине угла атаки, которая еще не опасна. Пилот может подымать или опускать руль высоты 1 при всех углах атаки крыльев совершенно беспрепятственно. Но с того момента, как начал действовать руль безопасности, дальнейшее натягивание руля высоты не может уже увеличить угла атаки крыльев, так как поднимающийся аэроплан вверх действием сильно притянутого руля высоты парализуется обратным действием поднятого вверх горизонтального стабилизатора. При этом пилот может в некоторых случаях даже не знать, когда именно действие руля высоты перестало увеличивать под′ем крыльев.

Действие и передвижение горизонтального стабилизатора рассчитано так, что, даже при самом крутом положении аэроплана по отношению к окружающему воздуху, должен остаться достаточный запас для увеличения угла атаки, для того, чтобы под действием качаний или сотрясений машины, последняя не могла перейти предел безопасности. Конструкция, изображенная на фиг. 3-7, представляет дальнейшее усовершенствование изобретения, состоящее в том, что предохранительный элерон управляет непосредственно рулем высоты, нажимая его вниз, чем избегается необходимость в добавочной поворотной вспомогательной плоскости.

Здесь цыфрой 1 также обозначен руль высоты, 2 - горизонтальный стабилизатор, который, однако, в данном случае, неподвижно прикреплен к вертикальному килю. 3 обозначает элерон, свободно поворачивающийся по направлению воздушного течения. Этот элерон образует собою часть задней кромки одного из крыльев 23, аэроплана. От элерона 3 идут тросы 24, 24′ к расположенному внутри фюзеляжа особому уравнивающему механизму.

Механизм состоит из сочленения, включенного на пути тяговых управляющих тросов, идущих от руля высоты 1 в кабинку пилота. Тросы 26, 26′, идущие от рулевой стойки пилота 25, прикрепляются к плечам 27, 27′, неподвижно прикрепленным к расположенной в фюзеляже вращающейся оси 28. Коробка 29, прикрепленная к плечам 27, 27′, служит для помещения ползунка 30, к противоположным концам которого прикреплены тросы 24, 24′, идущие к элерону 3. Эти тросы огибают сперва ролики 31, 31′ по концам коробки 29, а затем ролики 32, 32′, укрепленные на оси 28, и далее проходят в пазах, сделанных в оси.

Ползунок 30 соединен стержнями 33 с параллелограмом, образуемым штангами 34 наподобие нюрнбергских ножниц. Штанги 34 могут свободно вращаться вокруг оси 28 и поворачиваться в щели 29′ коробки 29. Плечи ножниц имеют неодинаковую длину, так что при сдвигании ножниц в положение, обозначенное пунктиром, крайние шарниры 35 и 35′, описав кривой путь, переходят в положения 35° и 35¹⁰. К крайним шарнирам 35, 35′ прикреплены тяговые тросы 36, 36′, идущие от руля высоты 1. Тросы эти управляют рулем 1 при помощи сегментного рычага 37, толкающей штанги 38 и рычага 39 (фиг. 3).

Процесс управления аэропланом во время полета и в моменты опасности происходит следующим образом: когда пилот во время нормального полета наклоняет управляемую колонку 25 к себе, то эти движения передаются плечам 27, 27′, которые наклоняются на оси 28 и при помощи коробки 29, ползунка 30 и стержней 33 заставляют сдвинуться ножницы 34, при чем движения ножниц передаются рулю высоты 1 прикрепленными к шарнирам ножниц тросами 36, 36′, заставляя руль принимать такое положение, при котором угол атаки крыльев 23 увеличивается. Обратный процесс управления происходит при снижении аэроплана.

Если, например, вследствие слишком сильного притяжения руля высоты или вследствие других обстоятельств угол атаки крыльев приближается к безопасной границе, то следующий за течением ветра элерон 3 поднимается кверху, вследствие чего тросы 24, 24′ передвигают ползунок 30 в направлении, показанном на фиг. 5 стрелкой, и шарнирные ножницы 34 сдвигаются. Благодаря получающемуся при этом передвижению шарниров 35, 35′ в положение 35°, 35¹⁰, тросы 36, 36′ получают натяжение в направлении, показанном на фиг. 5 оперенными стрелками, т.-е. в том направлении, которое опускает руль высоты 1. Если пилот пожелает в это время опустить руль, то он не встречает препятствия в этом движении со стороны уравнивающего механизма. Когда аэроплан вышел из опасного положения, то шарнирные ножницы снова расправляются под управляющим действием элерона 3.

Таким образом, при приближении угла атаки крыльев к недопустимо большой и опасной величине, кинематическая связь между рулем высоты и рулевой стойкой пилота изменяется так, что руль высоты нельзя поднять дальше того положения, при котором получается такое равновесие действующих на аэроплан продольных моментов, так что аэроплан продолжает лететь по инерции с максимальным углом атаки. Пилот не имеет, при этом, никакой возможности притягиванием рулевой колонки поставить крылья еще круче. Наоборот, он может в любой момент опустить руль высоты, так что аэроплан может лететь, дальше, с уменьшенным углом атаки и с увеличенной скоростью.

Для того, чтобы элерон устанавливался воздушным течением в правильное положение при разных углах атаки, его следует поместить на таком месте аэроплана и так укрепить, чтобы он не подвергался действию ни пропеллера, ни других источников отклоняющих поток воздуха, как, например, радиатор и другие большие заслоняющие части. С другой стороны, элерон помещают так близко к крылу или к его центру тяжести, чтобы при полетах по кривой элерон также устанавливался в правильное положение.

При различных положениях аэроплана, не выходящих за пределы безопасного угла атаки, элерон не должен оказывать никакого воздействия на уравнивающий прибор. Этого легко достигнуть, если придать штангам 33, в нормальном положении шарнирных ножниц, такое положение, что заметное смещение пунктов прикрепления тросов 35, 35′ получится лишь при сильном сдвигании штанг и ножниц.

1. Предохранительное приспособление для предупреждения возникновения опасно-большого угла встречи самолета, с применением поворотно установленного на оси вспомогательного элерона, автоматически устанавливающего под давлением встречного потока рулевую и т.п. поверхности, характеризующееся тем, что стабилизатор 2 (фиг. 1) - до наступления опасного угла встречи - автоматически поворачивается около оси 5 передним краем кверху, парализуя в то же время нежелательное действие сочлененного с ним руля высоты 1, для чего упомянутый стабилизатор связан с контрольным элероном 3-7, укрепленным поворотно на оси 6, при помощи штанги 10, болт которой 9 скользит в направляющих 22 и в дугообразном вырезе 8 плеча элерона, в то время как нижний конец штанги соединен шарниром с ползунком 12, передвигаемым вдоль направляющей 13 вилкою 20 (фиг. 2), имеющей свободное движение в направляющих 21 ползунка и укрепленной на рычаге 16, образующем с рычагами 18 и 14 шарнирный параллелограм, при чем рулем высоты можно управлять, кроме того, с места пилота - при помощи обычного устройства.

2. Видоизменение предохранительного приспособления, охарактеризованного в п. 1, отличающееся тем, что контрольный элерон 3 (фиг. 3 и 4) соединен с рулем высоты 1 не через стабилизатор, а непосредственно при помощи тросов и рычагов, поворотно укрепленных на оси 28 (фиг. 5-7) и образующих, шарнирные неравноплечие ножницы 34, для чего тросы 24, 24′ (фиг. 7), идущие от элерона и огибающие ролики 32, 32′, - 31, 31′, прикреплены к ползунку 30, соединенному серьгами 33 с рычагами ножниц и скользящему в направляющей коробке 29, снабженной продольным прорезом 29′ для хода рычагов ножниц, каковая коробка наглухо прикреплена к двуплечему рычагу 27, 27′, соединенному, в целях управления самолетом с места пилота, тросами с рулевою колонкою 25 (фиг. 3) и с рулем высоты 1 при помощи передачи 36, 36′, 37 и 38.