Pogolski samolot, 1910
Przedmiotem ochrony praw wynalazczych był układ i konstrukcja samolotu, którego płat górny zaopatrzony w ruchome sekcje pełni funkcje stabilizatora, samoczynnie utrzymującego równowagę poprzeczną aparatu. Główny płat nośny- dolny- zaopatrzony jest natomiast w mechanizmy umożliwiające zmianę kąta jego natarcia a równocześnie przemieszczające go w przód lub w tył, tak by utrzymać stałe położenie środka parcia względem osi obrotu płata i środka ciężkości samolotu (względna pozycja środka parcia jest niezależna od wartości kąta natarcia płata).
Płat, tzw. stabilizacyjny, dzielony jest na sekcje wychylnych (w górę i w dół) klap. Można stosować dowolną ich liczbę, po jednej, dwie na każdym skrzydle. Mogą być większe lub mniejsze. Funkcje tych klap pełnić może też płat, dzielony na dwie połowy, wychylane różnicowo. Także płat przestawialny zaopatrzony być może w niewielkie klapy na końcówkach - wówczas mogą one sterować zmianą kątów jego natarcia. Klapy mocowane są zawiasowo do ramy obejmującej płat stabilizacyjny, na krawędzi natarcia. W przypadku naruszenia równowagi poprzecznej samolotu, pochylenia aparatu na jedną s:ronę, umieszczona tam klapa wychyla się samoczynnie do dołu, zaś przeciwna do góry (pod wpływem ciśnienia powietrza). Klapy usytuowane przeciwległe na skrzydłach łączone są krzyżowo ze zdwo- onym usterzeniem pionowym. Różnicowe zmiany Kątów natarcia połówek płata lub ich znacznych części zajmowanych przez powierzchnię klap przeciwdziałać mają różnicowym wielkościom siły nośnej poszczególnych skrzydeł w przypadku zakłócenia stabilności poprzecznej samolotu. Powraca on samoczynnie do stanu równowagi, bowiem klapy przymykają się dopiero z chwilą jej osiągnięcia. Umożliwia to urządzenie w postaci łuku wycinkowego opatrzonego zębatką, wzdłuż którego porusza się listwa spływu klapy. Krawędź klapy opatrzona jest zamkiem o szczególnej konstrukcji. Jego ząb zachodzący w zęby łuku wycinkowego przytrzymywany jest w pozycji neutrum przez sprężynę. O zasuwę blokującą opiera się elastyczna komora mieszcząca rtęć. Biegnie od niej wzdłuż rozpiętości klapy a następnie pionowo od niej odpowiednio załamana rurka. W przypadku pochylenia samolotu rtęć odpływa od komory ku zakończeniu rurki. Słabnie jej ciśnienie na zasuwę blokującą. Na przeciwległym skrzydle przeciwnie i zasuwa jest blokowana, a tym samym pozycja klapy aż do momentu, gdy ponownie ciśnienie zbiornika rtęci zrównoważy napięcie sprężyny na zamek, czyli do chwili gdy przywróconą zostanie równowaga poprzeczna samolotu.
Analogicznym byłby mechanizm samoczynnego różnicowego wychylania połówek płata działającego jak zespół klap. Możliwym byłoby zastosowanie tutaj także odmiennego kształtu wspornika, po którym ślizga się listwa spływu skrzydeł. Mógłby mieć kształt zdwojonego łuku wycinkowego, którego górna część byłaby ząbkowana, dolna - gładka. Taki kształt stabilizatora ułatwia ręczne nim sterowanie. Połączenia pomiędzy połówkami płata są identyczne jak między klapami i także one łączą się z ogonowymi statecznikami pionowymi. Te wahliwe skrzydła, wzajemnie balansujące blokowane są w swej pozycji liną obiegającą odpowiednie krążki. Jednoczesne podnoszenie lub opuszczanie skrzydeł jest niemożliwe dopóki nie wydłuży się jednego z półokręgów liny. Wydłużenie jednej a naciągnięcie drugiej połówki liny dokonuje się w efekcie przesunięcia bloku usytuowanego pomiędzy skrzydłami. Zadanie pilota sprowadza się do właściwego operowania kołowrotem lub dźwignią zwalniającą blokady i umożliwiającą przesuwanie tego bloku. Naciąg dolnej liny umożliwia otwieranie się w dół obu połówek płata, górnej - otwieranie się obu w górę i zmniejszenie wartości kąta natarcia. Każde ze skrzydeł tego modelu zaopatrzone jest w odpowiednie ograniczniki wielkości wychylenia. Ograniczniki te to system krążków i wrzeciono z nawiniętą liną, sprężyny i zasuwa zachodząca we wgłębienie w półpłacie.
Rozwijając ten model podstawowy wprowadzić można na końcówkach każdego z półpłatów niewielkie klapy balansujące. Używane być mogą do sterowania ograniczników wychylnych skrzydeł.
Dalsze modyfikacje prowadzą do takiego układu wychylnych płatów czy sekcji klap, w którym, np. w przypadku naruszenia równowagi poprzecznej samolotu, najpierw wychylają się małe klapy na końcówkach skrzydeł. Gdy osiągną maksymalny poziom wychylenia uruchamiany jest kolejny zespół klap lub działać zaczyna mechanizm wychylający skrzydła. W końcu, gdy wychylenie klap osiąga odpowiedni poziom działać zaczynają stery kierunku, wspomagając akcję klap czy półpłatów stabilizacyjnych.
Płat, tzw. nośny. Można zmieniać kąt jego natarcia przesuwając go równocześnie w przód lub w tył, tak by utrzymać stałą pozycję środka parcia względem osi obrotu tego płata. Listwa spływu i krawędź natarcia płata nośnego i sterowego zarazem osadzonego na osi biegnącej wzdłuż jego rozpiętości połączone są linami nawiniętymi przeciwnie na parę krążków osadzonych na wspólnej osi poniżej płata. Przez transmisję pasową krążki te połączono z kołowrotem o napędzie ręcznym bądź z silnika. Obrót jego bębna powoduje z jednej strony nawijanie liny, z drugiej - rozwijanie i w efekcie obrót płata wokół osi. Jego krawędź natarcia podnosi się lub opuszcza. Wcześniej oczywiście zwolnić należy blokadę utrzymującą płat w określonej pozycji. Ze zmianą kąta natarcia płata zmienia się położenie środka parcia. By temu zapobiec wprowadza się automatyczne i zsynchronizowane z obrotem płata jego przesunięcie w płaszczyźnie poziomej. Płat osadzony jest na zewnętrznej ramie, przez którą przechodzi oś jego obrotu. Zaopatrzona jest ona w odpowiednie zawiasy, w których przesuwnie umieszczony jest płat właściwy. Ta rama wewnętrzna może być przemieszczana w prawo lub w lewo, zależnie od kierunku obrotu płata. W tym celu końcówki ramy zewnętrznej i wewnętrznej połączone są linami przechodzącymi przez odpowiednie bloczki do bębna, na którym są nawijane przeciwnie. Bęben ten ustawiony jest na osi kołowrotu sterującego obrotem płata i odpowiednio z nim połączony, co umożliwia realizację równocześnie operacji obrotu płata i jego przesunięcia. Płat nośny wyposażony jest w dwie klapy, po jednej z każdego krańca. Mogą być one otwierane w górę i w dół, różnicowo, w oparciu o analogiczny mechanizm jaki opisano w odniesieniu do płata stabilizacyjnego. Różnica w tym, że nie są one połączone z usterzeniem ogonowym, nie posiadają zamków rtęciowych, ich łuki wycinkowe są gładkie, dzięki czemu klapy te swobodnie balansują mając przywracać równowagę poprzeczną w przypadku niewielkiego stopnia jej naruszenia.
Zastrzeżeniem patentowym objęto tutaj konstrukcję płata nośnego i układ umożliwiający zmianę kątów jego natarcia; zsynchronizowany z równoczesnym przesuwaniem płata w przód lub w tył. Zastrzeżono także konstrukcję i układ płata stabilizacyjnego zaopatrzonego w klapy balansujące różnicowo, mechanizmy blokujące je w ustalonych pozycjach, przez co możliwym stało się sukcesywne operowanie zespołami płata, ułożonymi w sekcje, wzajemnie z sobą powiązane. Podkreślono, że rozwiązania stanowiące przedmiot patentu stosować można w odniesieniu do samolotu posiadającego jeden lub więcej płatów nośnych lub stabilizacyjnych.
Wynalazca poszukiwał takich rozwiązań, które umożliwią samoczynne reagowanie samolotu na zakłócenia równowagi poprzecznej. Poszukiwał też takich rozwiązań konstrukcji płata nośnego - sterowego, w którym zmiany wartości kąta natarcia nie pociągają za sobą zmian prędkości lotu a tym samym wznoszenia lub opadania samolotu. Stworzył w sumie układ dynamiczny, wzajemnie z sobą powiązanych ruchomych powierzchni stabilizacyjnych, doprowadzając do daleko idącej mechanizacji płata.
Galeria
Źródło:
[1] Januszewski S. "Pionierzy. Polscy pionierzy lotnictwa 1647- 1918. Tom 1". Fundacja Otwartego Muzeum Techniki. Wrocław 2017.[2] Januszewski S. "Wynalazki lotnicze Polaków 1836- 1918". Fundacja Otwartego Muzeum Techniki. Wrocław 2013.