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Die
Erfindung betrifft einen Tragflügel
eines Flugzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. nach dem
Oberbegriff des Anspruchs 10.
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Aus
der
DE 14 81 578 A1 ist
ein Tragflügel
eines Flugzeugs bekannt, mit einem Hauptflügel, der eine Oberseite, eine
Unterseite und einen aerodynamisch geformten Nasenbereich aufweist,
und mit einem Zusatzflügel,
der an dem Hauptflügel
angelenkt ist, einen in Strömungsrichtung
vorne befindlichen, aerodynamisch geformten Nasenbereich und einen dem
Nasenbereich des Hauptflügels
zugewandten, aerodynamisch geformten Rückseitenbereich aufweist. Der
Zusatzflügel
ist unter Freigabe eines im Sinne einer Auftriebserhöhung Luft
von der Unterseite des Vorflügels
zur Oberseite des Hauptflügels
führenden
Spaltes zwischen dem Nasenbereich des Hauptflügels und dem Rückseitenbereich
des Zusatzflügels
von einem eingefahrenen Zustand ausfahrbar. An der Unterseite des
Zusatzflügels
ist ein in seiner Lage veränderbares
Dichtungselement angeordnet, welches bei ausgefahrenem Zusatzflügel einen
Teil von dessen aerodynamischem Profil bildet und im eingefahrenen
Zustand des Zusatzflügels
den Spalt zwischen Hauptflügel
und Zusatzflügel
an der Unterseite überdeckt.
Das Dichtungselement ist in Form einer starr ausgebildeten Klappe
vorgesehen, die einen wesentlichen Teil des aerodynamisch geformten
Nasenbereichs und einen Teil des Rückseitenbereichs des Zusatzflügels bildet
und etwa um den Mittelpunkt eines gedachten Profilnasenkreises zum
Hauptflügel
hin schwenkbar ist und bei eingefahrenem Vorflügel den zwischen Vorflügel und
Hauptflügel
befindlichen, eine Unterbrechung der Profilkontur darstellenden
verbleibenden Spalt überdeckt.
Ein solcher Tragflügel
wird im Oberbegriff des Anspruchs 1 als bekannt vorausgesetzt.
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Weiter
ist aus der
DE
10 2004 056 537 A1 ein Tragflügel eines Flugzeugs mit einem
Hauptflügel und
einem Zusatzflügel,
der an dem Hauptflügel
angelenkt ist, bekannt. Zur Verminderung von bei ausgefahrenem Zusatzflügel durch
Wirbelbildung an der Rückseite
des Zusatzflügels
entstehendem aerodynamischem Lärm
sind Trennflächen
vorgesehen, die bei ausgefahrenem Zusatzflügel in den Spalt bereich zwischen
Zusatzflügel
und Hauptflügel
verlagerbar sind. Bei einem der dort beschriebenen Ausführungsbeispiele
ist die Trennfläche
durch eine am unteren Ende des Nasenbereichs des Zusatzflügels in
ihrer Lage veränderbare
Klappe gebildet, welche bei eingefahrenem Vorflügel an den Rückseitenbereich
herangeklappt ist und bei ausgefahrenem Vorflügel unter Verlängerung
des aerodynamischen Profils des Zusatzflügels an seiner Unterseite in
den Spalt zwischen Vorflügel
und Hauptflügel
geklappt wird.
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Ein ähnlicher
Tragflügel
eines Flugzeugs mit einem Hauptflügel und einem an dem Hauptflügel angelenkten
Zusatzflügel,
bei dem zur Verminderung von bei ausgefahrenem Zusatzflügel durch
Wirbelbildung an der Rückseite
des Zusatzflügels
entstehendem aerodynamischem Lärm
eine am unteren Ende des Nasenbereichs des Zusatzflügels in
ihrer Lage veränderbare
Klappe, welche bei eingefahrenem Vorflügel an den Rückseitenbereich
herangeklappt ist und bei ausgefahrenem Vorflügel unter Verlängerung
des aerodynamischen Profils des Zusatzflügels an seiner Unterseite in
den Spalt zwischen Vorflügel und
Hauptflügel
geklappt wird, ist auch aus der
DE 199 25 560 B4 bekannt.
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Aus
der
DE 31 14 143 A1 ,
insbesondere deren
4 bis
6 und der
zugehörigen
Beschreibung, ist ein Tragflügel
eines Flugzeugs mit einem Hauptflügel und einem an diesem angelenkten
Zusatzflügel
nach Art einer Vorderkantenklappe bekannt, welche unter Freigabe
eines Spaltbereichs zwischen Hauptflügel und Zusatzflügel zwischen
einem eingefahrenen und einem ausgefahrenen Zustand verlagerbar
ist, und mit einem in seiner Lage veränderbaren Dichtungselement,
welches bei ausgefahrenem Zusatzflügel einen Teil von dessen aerodynamischen
Profil bildet und im eingefahrenen Zustand des Zusatzflügels den
Spaltbereich zwischen Hauptflügel
und Zusatzflügel
an der Unterseite zumindest teilweise überdeckt, wobei das Dichtungselement
am Übergang
zwischen Nasenbereich und Rückseitenbereich
des Zusatzflügels
angeordnet und zwischen einer gekrümmten Konfiguration, in der es
bei ausgefahrenem Zusatzflügel
einen Teil von dessen aerodynamischen Profil bildet, und einer gestreckten
Konfiguration, in der es im eingefahrenen Zustand des Zusatzflügels den
besagten Spaltbereich zumindest teil weise überdeckt, veränderbar
ist. Hinsichtlich der Art der Betätigung bzw. des Antriebs des
Dichtungselements, um dieses in die genannten jeweiligen verschiedenen
Stellungen zu bringen, ist der Druckschrift lediglich zu entnehmen,
dass die Zusatzklappe (das Dichtungselement) mit einem Ende an der
Vorderkantenklappe schwenkbar angelenkt ist, während deren anderes Ende in
der geschlossenen Klappenstellung unter Vorlast bzw. Vorspannung an
der Unterseite der Flügelnase
anliegen soll. Hinsichtlich der teilweise oder ganz geschlossenen
Stellungen der Vorderkantenklappe ist nichts ausgesagt, wie die
Zusatzklappe betätigt
werden soll, insbesondere nicht, wie die Zusatzklappe aus dem Zustand,
in welcher sie vollständig
an der Rückseite
der Vorderkantenklappe anliegt, wieder zurück in den Zustand gebracht
werden soll, wo das freie Ende der Zusatzklappe an der Unterseite
der Nase des Hauptflügels anliegt.
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Weiter
ist aus der
DE 31 14
143 A1 , insbesondere aus deren
1 bis
3 und
der dazugehörigen
Beschreibung, bekannt, ein an der Rückseite des Hauptflügels angeordnetes,
in seiner Lage veränderbares Dichtungselement in Form einer Hilfsklappe
vorzusehen, welches bei ausgefahrenem Zusatzflügel in Form der Hinterkantenklappe
einen Teil des aerodynamischen Profils des Hauptflügels bildet und
im eingefahrenen Zustand des Zusatzflügels den Spaltbereich zwischen
Hauptflügel
und Zusatzflügel an
der Unterseite zumindest teilweise überdeckt, wobei das Dichtungselement
am Übergang
zwischen Unterseite und Rückseitenbereich
des Hauptflügels angeordnet
und zwischen einer gekrümmten
Konfiguration, in der es bei ausgefahrenem Zusatzflügel einen
Teil des aerodynamischen Profils des Hauptflügels bildet, und einer gestreckten
Konfiguration, in der es bei eingefahrenem Zusatzflügel den
besagten Spaltbereich zumindest teilweise überdeckt, veränderbar
ist. Die Druckschrift gibt lediglich an, dass das Dichtungselement
in Form der Hilfsklappe unter einer nach innen gerichteten Vorspannung
an der Flügelstruktur
schwenkbar angelenkt sein soll, jedoch wieder nicht, wie die Betätigung erfolgen
soll.
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Die
Aufgabe der Erfindung ist es, einen verbesserten Tragflügel eines
Flugzeugs mit einem Hauptflügel,
einem Zusatzflügel
und einem in seiner Lage veränderba res
Dichtungselement zu schaffen, um insbesondere den im Landeanflug
auftretenden Lärm
signifikant zu reduzieren, der einfach aufgebaut und zuverlässig im
Betrieb ist.
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Erfindungsgemäß einem
ersten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch einen Tragflügel mit
den Merkmalen des Anspruchs 1 und des Anspruchs 5.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch
einen Tragflügel mit
den Merkmalen des Anspruchs 10 und des Anspruchs 14.
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Vorteilhafte
Ausführungsformen
und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Tragflügels sind in den jeweiligen
Unteransprüchen
angegeben.
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Durch
die Erfindung wird ein Tragflügel
eines Flugzeugs geschaffen, mit einem Hauptflügel, der eine Oberseite, eine
Unterseite und einen aerodynamisch geformten Nasenbereich aufweist,
und einem Zusatzflügel,
der an dem Hauptflügel
angelenkt ist, einen in Strömungsrichtung
vorne befindlichen, aerodynamisch geformten Nasenbereich und einen
dem Nasenbereich des Hauptflügels
zugewandten, aerodynamisch geformten Rückseitenbereich aufweist und
unter Freigabe eines Spaltbereichs zwischen dem Nasenbereich des
Hauptflügels
und dem Rückseitenbereich
des Zusatzflügels
von einem eingefahrenen Zustand ausfahrbar ist, und mit einem an
der Unterseite des Zusatzflügels
angeordneten, in seiner Lage veränderbaren
Dichtungselement, welches bei ausgefahrenem Zusatzflügel einen
Teil von dessen aerodynamischem Profil bildet und im eingefahrenen Zustand
des Zusatzflügels
den Spaltbereich zwischen Hauptflügel und Zusatzflügel an der
Unterseite zumindest teilweise überdeckt,
wobei das Dichtungselement vom Nasenbereich des Zusatzflügels getrennt
ausgebildet am Übergang
zwischen Nasenbereich und Rückseitenbereich
des Zusatzflügels
angeordnet und zwischen einer gekrümmtem Konfiguration, in der
es bei ausgefahrenem Zusatzflügel
einen Teil von dessen aerodynamischem Profil mit gekrümmtem Übergang
vom Nasenbereich zum Rückseitenbereich
des Zusatzflügels
bildet, und einer gestreckten Konfiguration, in der es im eingefahrenen Zustand
des Zusatzflügels
den Spaltbereich zwischen Hauptflügel und Zusatzflügel an der
Unterseite zumindest teilweise überdeckt,
veränderbar
ist. Gemäß einem
Aspekt der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Dichtungselement
durch eine mit diesem gekoppelte Antriebseinrichtung zwischen der
gekrümmten
Konfiguration und der gestreckten Konfiguration veränderbar
ist, wobei die Antriebseinrichtung in dem Dichtungselement angeordnet
ist.
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Ein
Vorteil der erfindungsgemäßen Ausgestaltung
des Tragflügels
ist, dass dieser sowohl im ausgefahrenen Zustand des Zusatzflügels ein
optimales Profil im Sinne einer maximalen Auftriebserhöhung als
auch im eingefahrenen Zustand des Zusatzflügels eine optimale Profilform
im Sinne guter Flugeigenschaften und -leistungen aufweist.
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Ein
weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Tragflügels besteht darin, dass der
ansonsten bei ausgefahrenem Zusatzflügel auf Grund einer hohlkehlartigen
Rückseite
bisher verwendeter Zusatzflügel
(auch „slat
hook” genannt),
insbesondere im Landeanflug, auftretende Lärm durch das gekrümmte Dichtungselement
deutlich reduziert ist. Durch das gekrümmte Dichtungselement weist
die Rückseite des
Zusatzflügels
im ausgefahrenen Zustand eine kontinuierliche, knickfrei Form auf,
was die Wirbelbildung im Spaltbereich und somit die Lärmerzeugung signifikant
reduziert. Gleichzeitig ist bei eingefahrenem Zusatzflügel, d.
h. insbesondere im Reiseflug, durch die Überbrückung des Spaltes zwischen Haupt-
und Zusatzflügel
eine glatte Profilunterseitenkontur hergestellt, was für eine optimale
aerodynamische Güte
sorgt.
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Gemäß einem
vorteilhaften Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist die Antriebseinrichtung in dem den gekrümmten Übergang
vom Nasenbereich zum Rückseitenbereich
des Zusatzflügels
bildenden gekrümmten
Teil des Dichtungselements angeordnet sein.
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Gemäß einer
Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Tragflügels ist
die Antriebseinrichtung im Sinne einer Zwangsbewegung des Dichtungselements
beim Aus- und Einfahren des Zusatzflügels kinematisch mit der Bewegung
des Zusatzflügels
gegenüber
dem Hauptflügel
gekoppelt.
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Dabei
kann es insbesondere vorgesehen sein, dass die Antriebseinrichtung
kinematisch mit einer Schiene gekoppelt ist, durch die der Zusatzflügel am Hauptflügel angelenkt
ist.
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Gemäß einem
alternativen Lösungsvorschlag
der Erfindung ist bei dem erfindungsgemäßen Tragflügel das Dichtungselement durch
zwischen Hauptflügel
und Zusatzflügel
wirksame aerodynamische Kräfte
zwischen der gekrümmten
Konfiguration, in der es bei ausgefahrenem Zusatzflügel einen
Teil von dessen aerodynamischem Profil mit gekrümmtem Übergang vom Nasenbereich zum
Rückseitenbereich
des Zusatzflügels
bildet, und der gestreckten Konfiguration, in der es im eingefahrenen
Zustand des Zusatzflügels
den Spaltbereich zwischen Hauptflügel und Zusatzflügel an der
Unterseite zumindest teilweise überdeckt,
veränderbar.
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Gemäß einer
Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Tragflügels ist
es vorgesehen, dass das Dichtungselement zumindest teilweise in
Profilsehnenrichtung des Tragflügels
flexibel nachgiebig ausgebildet und damit formanpassbar ist. Vorteilhafterweise
ist hierdurch auch bei einer Fehlfunktion des Dichtungselements
ein zuverlässiges
Ausfahren und Einfahren des Zusatzflügels gewährleistet.
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Gemäß einer
Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Tragflügels ist
das Dichtungselement flexibel in seiner Krümmung veränderbar, so dass es bei ausgefahrenem
Zusatzflügel
in einer gekrümmten
Konfiguration einen Teil von dessen aerodynamischem Profil bildet
und im eingefahrenen Zustand des Zusatzflügels in einer gestreckten Konfiguration
den Spaltbereich zwischen Hauptflügel und Zusatzflügel an der
Unterseite zumindest teilweise überdeckt.
Berechnungen zeigen, dass eine durch das gekrümmte Dichtungselement gebildete
kontinuierliche, knickfreie Rückseite
des Zusatzflügels
die Wirbelbildung reduziert und eine deutliche Lärmreduzierung erzielbar ist.
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Gemäß einer
Ausführungsform
ist das Dichtungselement mit seinem in Profilsehnenrichtung vorderen
Ende am Zusatzflügel
festgelegt.
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Gemäß einer
anderen Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Tragflügels ist
das Dichtungselement an seinem in Profilsehnenrichtung vorderen Ende
gegenüber
dem Zusatzflügel
um die Spannweitenrichtung drehbar gelagert und umfasst einen bei ausgefahrenem
Zusatzflügel
den gekrümmten Übergang
vom Nasenbereich zum Rückseitenbereich
des Zusatzflügels
bildenden gekrümmten
Teil und an seinem in Profilsehnenrichtung hinteren Ende einen im eingefahrenen
Zustand des Zusatzflügels
den Spaltbereich zwischen Hauptflügel und Zusatzflügel an der
Unterseite überdeckenden
gestreckten Teil.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Tragflügel eines Flugzeugs geschaffen, umfassend
einen Hauptflügel,
der eine Oberseite, eine Unterseite und einen aerodynamisch geformten Rückseitenbereich
aufweist, einen Zusatzflügel,
der an der Rückseite
des Hauptflügels
angeordnet und an dem Hauptflügel
angelenkt ist, einen dem Rückseitenbereich
des Hauptflügels
zugewandten aerodynamisch geformten Nasenbereich aufweist und unter
Freigabe eines Spaltbereichs zwischen dem Rückseitenbereich des Hauptflügels und
dem Nasenbereich des Zusatzflügels
zwischen einem eingefahrenen und einem ausgefahrenen Zustand verlagerbar
ist, wobei der Tragflügel
weiterhin ein an der Rückseite
des Hauptflügels
angeordnetes, in seiner Lage veränderbares
Dichtungselement, umfasst welches bei ausgefahrenem Zusatzflügel einen
Teil des aerodynamischen Profils des Hauptflügels bildet und im eingefahrenen
Zustand des Zusatzflügels
den Spaltbereich zwischen Hauptflügel und Zusatzflügel an der
Unterseite zumindest teilweise überdeckt,
wobei das Dichtungselement am Übergang
zwischen Unterseite und Rückseitenbereich
des Hauptflügels angeordnet
und zwischen einer gekrümmtem
Konfiguration, in der es bei ausgefahrenem Zusatzflügel einen
Teil des aerodynamischen Profils des Hauptflügels mit gekrümmtem Übergang
von der Unterseite zum Rückseitenbereich
des Hauptflügels
bildet, und einer gestreckten Konfiguration, in der es im eingefahrenen
Zustand des Zusatzflügels
den Spaltbereich zwischen Hauptflügel und Zusatzflügel an der Unterseite
zumindest teilweise über deckt,
veränderbar
ist. Erfindungsgemäß ist das
Dichtungselement durch eine mit diesem gekoppelte Antriebseinrichtung
zwischen der gekrümmten
Konfiguration und der gestreckten Konfiguration veränderbar,
wobei die Antriebseinrichtung in dem Dichtungselement angeordnet
ist.
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Ein
Vorteil der erfindungsgemäßen Ausgestaltung
des Tragflügels
nach dieser Ausführungsform
ist, dass auch dieser sowohl im ausgefahrenen Zustand des Zusatzflügels ein
optimales Profil im Sinne einer maximalen Auftriebserhöhung als
auch im eingefahrenen Zustand des Zusatzflügels eine optimale Profilform
im Sinne guter Flugeigenschaften und -leistungen aufweist.
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Ein
weiterer Vorteil auch dieses erfindungsgemäßen Tragflügels besteht darin, dass der
ansonsten bei ausgefahrenem Zusatzflügel, insbesondere im Landeanflug
auftretende Lärm
durch das gekrümmte
Dichtungselement deutlich reduziert ist. Durch das gekrümmte Dichtungselement
weist die Rückseite
des Hauptflügels
im ausgefahrenen Zustand eine kontinuierliche, knickfrei Form auf,
was die Wirbelbildung im Spaltbereich und somit die Lärmerzeugung
deutlich reduziert. Gleichzeitig ist bei eingefahrenem Zusatzflügel, d.
h. insbesondere im Reiseflug, durch die Überbrückung des Spaltes zwischen Haupt-
und Zusatzflügel
eine glatte Profilunterseitenkontur hergestellt, was für eine optimale
aerodynamische Güte
sorgt.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform ist
es vorgesehen, dass die Antriebseinrichtung in dem den gekrümmten Übergang
von der Unterseite zum Rückseitenbereich
des Hauptflügels
bildenden gekrümmten
Teil des Dichtungselements angeordnet ist.
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Gemäß einer
Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Tragflügels ist
es vorgesehen, dass die Antriebseinrichtung im Sinne einer Zwangsbewegung
des Dichtungselements beim Aus- und Einfahren des Zusatzflügels kinematisch
mit der Bewegung des Zusatzflügels
gegenüber
dem Hauptflügel
gekoppelt ist.
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Dabei
kann die Antriebseinrichtung kinematisch mit einer Schiene gekoppelt
sein, durch die der Zusatzflügel
am Hauptflügel
angelenkt ist.
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Gemäß einem
alternativen Lösungsvorschlag
der Erfindung ist bei dem erfindungsgemäßen Tragflügel dieses Aspekts der Erfindung
das Dichtungselement durch zwischen Hauptflügel und Zusatzflügel wirksame
aerodynamische Kräfte
zwischen der gekrümmtem
Konfiguration, in der es bei ausgefahrenem Zusatzflügel einen
Teil des aerodynamischen Profils des Hauptflügels mit gekrümmtem Übergang
von der Unterseite zum Rückseitenbereich des
Hauptflügels
bildet, und der gestreckten Konfiguration, in der es im eingefahrenen
Zustand des Zusatzflügels
den Spaltbereich zwischen Hauptflügel und Zusatzflügel an der
Unterseite zumindest teilweise überdeckt,
veränderbar.
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Gemäß einer
Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Tragflügels ist
es vorgesehen, dass das Dichtungselement zumindest teilweise in
Profilsehnenrichtung des Tragflügels
flexibel nachgiebig ausgebildet und damit formanpassbar ist. Vorteilhafterweise
ist hierdurch auch bei einer Fehlfunktion des Dichtungselements
ein zuverlässiges
Ausfahren und Einfahren des Zusatzflügels gewährleistet.
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Gemäß einer
Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Tragflügels ist
es vorgesehen, dass das Dichtungselement flexibel in seiner Krümmung veränderbar
ist, so dass es bei ausgefahrenem Zusatzflügel in einer gekrümmten Konfiguration
einen Teil von dessen aerodynamischem Profil bildet und im eingefahrenen
Zustand des Zusatzflügels
in einer gestreckten Konfiguration den Spaltbereich zwischen Hauptflügel und
Zusatzflügel
an der Unterseite zumindest teilweise überdeckt. Berechnungen zeigen auch
hier, dass eine durch das gekrümmte
Dichtungselement gebildete kontinuierliche, knickfreie Rückseite
des Hauptflügels
die Wirbelbildung reduziert und eine deutliche Lärmreduzierung erzielbar ist.
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Gemäß einer
Ausführungsform
ist das Dichtungselement mit seinem in Profilsehnenrichtung vorderen
Ende am Hauptflügel
festgelegt.
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Gemäß einer
Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Tragflügels ist
es vorgesehen, dass das Dichtungselement an seinem in Profilsehnenrichtung
vorderen Ende gegenüber
dem Hauptflügel um
die Spannweitenrichtung drehbar gelagert ist, und einen bei ausgefahrenem
Zusatzflügel
den gekrümmten Übergang
von der Unterseite zum Rückseitenbereich
des Hauptflügels
bildenden gekrümmten
Teil, und an seinem in Profilsehnenrichtung hinteren Ende einen
im eingefahrenen Zustand des Zusatzflügels den Spaltbereich zwischen
Hauptflügel und
Zusatzflügel
an der Unterseite überdeckenden gestreckten
Teil umfasst.
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Im
Folgenden werden Ausführungsbeispiele der
Erfindung anhand der Zeichnung erläutert.
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Es
zeigt:
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1 eine
schematische Querschnittsansicht eines Tragflügels eines Flugzeugs mit einem Hauptflügel und
einem Zusatzflügel,
der an dem Hauptflügel
angelenkt ist, gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
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2 eine
schematische Querschnittsansicht eines Tragflügels eines Flugzeugs mit einem Hauptflügel und
einem Zusatzflügel,
der an dem Hauptflügel
angelenkt ist, gemäß einer
ersten Variante des ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
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3 eine
schematische Querschnittsansicht eines Tragflügels eines Flugzeugs mit einem Hauptflügel und
einem Zusatzflügel,
der an dem Hauptflügel
angelenkt ist, gemäß einer
zweiten Variante des ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
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4 eine
schematische Querschnittsansicht eines Tragflügels eines Flugzeugs mit einem Hauptflügel und
einem Zusatzflügel,
der an dem Hauptflügel
angelenkt ist, gemäß einer
ersten und einer zweiten Variante eines zweiten Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
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5 eine
schematische Querschnittsansicht eines Tragflügels eines Flugzeugs mit einem Hauptflügel und
einem Zusatzflügel,
der an dem Hauptflügel
angelenkt ist, gemäß der zweiten
Variante des zweiten Ausführungsbeispiel
der Erfindung mit verschiedenen Profilformen des Zusatzflügels;
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6 eine
schematische Querschnittsansicht eines Tragflügels eines Flugzeugs mit einem Hauptflügel und
einem Zusatzflügel,
der an dem Hauptflügel
angelenkt ist, gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
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7 eine
schematische Querschnittsansicht eines Tragflügels eines Flugzeugs mit einem Hauptflügel und
einem Zusatzflügel,
der an dem Hauptflügel
angelenkt ist, gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel
der Erfindung zur Erläuterung
einer Schadenstoleranz bei einer Fehlfunktion;
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8 eine
schematische Querschnittsansicht eines Tragflügels eines Flugzeugs mit einem Hauptflügel und
einem Zusatzflügel,
der an dem Hauptflügel
angelenkt ist, gemäß einem
vierten Ausführungsbeispiel
der Erfindung, bei dem eine Antriebseinrichtung im Sinne einer Zwangsbewegung des
Dichtungselements beim Aus- und Einfahren des Zusatzflügels kinematisch
mit der Bewegung des Zusatzflügels
gegenüber
dem Hauptflügel
gekoppelt ist; und
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9 eine
schematische Querschnittsansicht eines Tragflügels eines Flugzeugs mit einem Hauptflügel und
einem Zusatzflügel,
der an dem Hauptflügel
angelenkt ist, gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
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Die 1 bis 8 zeigen
gemäß verschiedenen
Ausführungsbeispielen
einen Tragflügel
eines Flugzeugs, mit einem Hauptflügel 20, der eine Oberseite 22 (Saugseite),
eine Unterseite 23 (Druckseite) und einen aerodynamisch
geformten Nasenbereich 21 aufweist. An dem Hauptflügel 20 ist
ein Vorflügel oder
Zusatzflügel 10 angelenkt,
der einen in Strömungsrichtung
vorne befindlichen, aerodynamisch geformten Nasenbereich 11 und
einen dem Nasenbereich 21 des Hauptflügels 20 zugewandten,
aerodynamisch geformten Rückseitenbereich 12 aufweist.
Der Zusatzflügel 10 ist
unter Freigabe eines im Sinne einer Auftriebserhöhung Luft von der Unterseite
des Vorflügels
zur Oberseite des Hauptflügels
führenden
Spaltes oder Spaltbereichs 9 zwischen dem Nasenbereich 21 des
Hauptflügels 20 und
dem Rückseitenbereich 12 des
Zusatzflügels 10 von
einem eingefahrenen Zustand ausfahrbar bzw. zwischen einem eingefahrenen
Zustand und einem oder mehreren ausgefahrenen Zuständen verlagerbar.
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An
der Unterseite des Zusatzflügels 10 ist
ein in seiner Lage veränderbares
bzw. bewegliches Dichtungselement 16; 26; 36; 46 angeordnet,
welches bei ausgefahrenem Zusatzflügel 10 einen Teil von
dessen aerodynamischem Profil bildet und im eingefahrenen Zustand
des Zusatzflügels 10 den
bei eingefahrenem Zusatzflügel 10 verbleibenden
Spalt 9 zwischen Hauptflügel 20 und Zusatzflügel 10 an
der Unterseite überdeckt.
Das Dichtungselement 16; 26; 36; 46 ist
am Übergang
zwischen Nasenbereich 11 und Rückseitenbereich 12 des
Zusatzflügels 10 angeordnet.
Das Dichtungselement 16; 26; 36; 46 ist zwischen
einer gekrümmten
Konfiguration, in der es bei ausgefahrenem Zusatzflügel 10 einen
Teil von dessen aerodynamischem Profil mit gekrümmtem Übergang vom Nasenbereich 11 zum
Rückseitenbereich 12 des
Zusatzflügels 10 bildet,
und einer gestreckten Konfiguration, in der es im eingefahrenen Zustand
des Zusatzflügels 10 den
Spaltbereich 9 zwischen Hauptflügel 20 und Zusatzflügel 10 an
der Unterseite überdeckt,
veränderbar
bzw. verstellbar. Das Dichtungselement 16; 26; 36; 46 kann
zumindest teilweise in Profilsehnenrichtung des Tragflügels flexibel nachgiebig
ausgebildet sein (siehe 7a), um im Versagens-
oder Notfall ein Einfahren des Zusatzflügels 10 nicht zu behindern
bzw. eine Beschädigung des
Nasenbereichs 21 des Hauptflü gels 20 beim Einfahren
des Zusatzflügels 10 zu
verhindern. Zu diesem Zweck besteht das Dichtungselement aus einem
weichen Material, zum Beispiel aus glasfaserverstärktem Silicon.
Zudem gewährleistet
ein derartiges Dichtungselement eine ausreichende Flexibilität, um die
gewünschte
Formanpassung des Dichtungselements an das Profil sicherzustellen.
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Bei
dem in den 1 bis 3 in verschiedenen
Varianten dargestellten ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung
ist das Dichtungselement 16 in Profilsehnenrichtung des
Tragflügels
flexibel und in seiner Krümmung
veränderbar,
so dass es bei ausgefahrenem Zusatzflügel 10 in einer gekrümmten Konfiguration,
die in den 1a), 2a)
und 3a) gezeigt ist, einen Teil von
dessen aerodynamischem Profil mit gekrümmtem, knickfreiem Übergang
vom Nasenbereich 11 zum Rückseitenbereich 12 des
Zusatzflügels 10 bildet.
Ist der Übergang
nicht nur knickfrei, d. h. mit stetiger Steigung, sondern hat er
zudem auch noch eine stetige Krümmung,
ist dies besonders dienlich, um eine Ablösung der Grenzschicht zu verhindern.
Im eingefahrenen Zustand des Zusatzflügels 10 überdeckt
das Dichtungselement 16 in einer gestreckten Konfiguration,
die in den 1b), 2b) und 3b) gezeigt ist, den bei eingefahrenem
Zusatzflügel 10 verbleibenden
Spalt 9 zwischen Hauptflügel 20 und Zusatzflügel 10 an
der Unterseite bzw. Druckseite des Tragflügels ganz oder zumindest teilweise. Das
Dichtungselement 16 ist bei diesen Ausführungsbeispielen mit seinem
in Profilsehnenrichtung vorderen Ende am Zusatzflügel 10 befestigt.
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Bei
den in den 4 bis 8 gezeigten Ausführungsbeispielen
umfasst das Dichtungselement 26; 36; 46 an
seinem in Profilsehnenrichtung hinteren Ende einen im eingefahrenen
Zustand des Zusatzflügels 10 (5d), 6b)
und 8c)) den Spaltbereich 9 zwischen
Hauptflügel 20 und
Zusatzflügel 10 an
der Unterseite überdeckenden
gestreckten Teil 29; 39; 49 und einen
bei ausgefahrenem Zusatzflügel 10 (4a), b), 5a),
b), c), 6b), 7b)
und 8a)) den gekrümmten Übergang vom Nasenbereich 11 zum Rückseitenbereich 12 des
Zusatzflügels 10 bildenden
gekrümmten
Teil 28; 38; 48. Das Dichtungselement 26; 36; 46 ist
an seinem in Profilsehnenrichtung vorderen Ende gegenüber dem
Zusatzflügel 10 um die Spannweitenrichtung
drehbar gelagert. Der den gekrümmten Übergang
vom Nasenbereich 11 zum Rückseitenbereich 12 des
Zusatzflügels 10 bildende gekrümmte Teil 28; 38; 48 kann
beispielsweise einen rohrförmigen
Querschnitt haben, wie in den 4, 5, 7 und 8 gezeigt,
oder den Querschnitt eines Rohrsegments, wie in 6 gezeigt.
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Das
Dichtungselement 16; 26; 36; 46 kann gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung durch zwischen Hauptflügel 20 und Zusatzflügel 10 wirksame
aerodynamische Kräfte
zwischen der gekrümmten
Konfiguration, in der es bei ausgefahrenem Zusatzflügel 10 einen
Teil von dessen aerodynamischem Profil mit gekrümmtem Übergang vom Nasenbereich 11 zum
Rückseitenbereich 12 des
Zusatzflügels 10 bildet,
und der gestreckten Konfiguration, in der es im eingefahrenen Zustand
des Zusatzflügels 10 den
verbleibenden Spaltbereich 9 zwischen Hauptflügel 20 und
Zusatzflügel 10 an
der Unterseite überdeckt,
veränderbar
sein, wie es in 3a) und b) dargestellt
ist.
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Bei
den Ausführungsbeispielen
von 2, 4, 5 und 8 ist
das Dichtungselement 16; 26; 36; 46 durch
eine mit dem Dichtungselement 16; 26; 36; 46 gekoppelte
Antriebseinrichtung 17; 27; 37; 47 zwischen
der gekrümmten
Konfiguration, in der es bei ausgefahrenem Zusatzflügel 10 einen
Teil von dessen aerodynamischem Profil mit gekrümmtem Übergang vom Nasenbereich 11 zum
Rückseitenbereich 12 des
Zusatzflügels 10 bildet,
und der gestreckten Konfiguration, in der es im eingefahrenen Zustand
des Zusatzflügels 10 den
Spaltbereich 9 zwischen Hauptflügel 20 und Zusatzflügel 10 an
der Unterseite überdeckt,
veränderbar.
Bei den Ausführungen
nach 2, 4a) und 8 ist
die Antriebseinrichtung 17; 27; 47 getrennt
ausgebildet. Bei den Ausführungen
nach 4b) und 5 ist die
Antriebseinrichtung 37 in dem den gekrümmten Übergang vom Nasenbereich 11 zum
Rückseitenbereich 12 des
Zusatzflügels 10 bildenden
gekrümmten
Teil 28 des Dichtungselements 26 angeordnet.
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Bei
dem Ausführungsbeispiel
von 8 ist die Antriebseinrichtung 47 im Sinne
einer Zwangsbewegung des Dichtungselements 46 beim Aus-
und Einfahren des Zusatzflügels 10 kinematisch
mit der Bewegung des Zusatzflügels 10 gegenüber dem Hauptflügel 20 gekoppelt.
Die Kopplung ist über
einen Taster 60 hergestellt, welcher beim Schließen des
Spaltes 9 durch den Nasenbereich 21 des Hauptflügels 20 betätigt wird.
In 8a) ist der Tragflügel mit
vollständig
ausgefahrenem Zusatzflügel 10,
in 8b) mit teilweise ausgefahrenem
Zusatzflügel 10 und
in 8c) mit vollständig eingefahrenem Zusatzflügel 10 dargestellt.
-
Die
Stärke
der Krümmung
des gekrümmten Bereichs 28; 38; 48 wird
vorzugsweise so optimiert, wie es in Hinblick auf die aerodynamischen
Eigenschaften des Vorflügels 10 und
die Integration des Antriebs 27; 37; 47 zweckdienlich
ist, dies ist in den 5a), b) und c)
exemplarisch dargestellt.
-
Gemäß Ausführungsformen
des erfindungsgemäßen Tragflügels ist
es vorgesehen, dass das Dichtungselement 16; 26; 36; 46 zumindest
teilweise in Profilsehnenrichtung des Tragflügels flexibel nachgiebig ausgebildet
ist. Hierdurch ist auch bei einer Fehlfunktion des Dichtungselements
ein zuverlässiges
Ausfahren und Einfahren des Zusatzflügels gewährleistet. Dies ist in 7a) exemplarisch für das Ausführungsbeispiel der 4 und 5 gezeigt. Wie
in 7b) dargestellt, kann in dem Zusatzflügel 10 eine
abgedichtete Aussparung 50 vorgesehen sein, in welchem
das Dichtungselement 26 drehbar angeordnet ist. Dessen
gekrümmter
Bereich 28 kann durch eine Zusatzdichtung 30 gegen
den Nasenbereich 21 des Zusatzflügels 10 abgedichtet
sein. Das Dichtungselement 16; 26; 36; 46 stellt
somit einen allmählichen Übergang
vom Nasenbereich zum gekrümmten
Bereich sicher.
-
9 zeigt
eine schematische Querschnittsansicht eines Tragflügels eines
Flugzeugs mit einem Hauptflügel
und einem Zusatzflügel,
der an dem Hauptflügel
angelenkt ist, gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel
der Erfindung. Der Tragflügel umfasst
einen Hauptflügel 20,
der eine Oberseite 22, eine Unterseite 23 und
eine aerodynamisch geformte Rückseite,
oder allgemeiner, einen Rückseitenbereich 25 aufweist.
An der Rückseite
des Hauptflügels 20 ist
ein Zusatzflügel 70 in
Form einer Hochauftriebsklappe (Flap), beispielsweise einer im Stande der
Tech nik als solche wohlbekannten Fowler-Klappe angeordnet und an
dem Hauptflügel 20 angelenkt. Diese
hat eine dem Rückseitenbereich 25 des
Hauptflügels 20 zugewandte
aerodynamisch geformte Nase, oder allgemeiner, einen Nasenbereich 71 und
ist unter Freigabe eines Spaltbereichs 79 zwischen dem Rückseitenbereich 25 des
Hauptflügels 20 und
dem Nasenbereich 71 des Zusatzflügels 70 zwischen einem
eingefahrenen und einem ausgefahrenen Zustand verlagerbar.
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An
der Rückseite
des Hauptflügels 20 ist
ein in seiner Lage veränderbares
Dichtungselement 76 angeordnet, welches bei ausgefahrenem
Zusatzflügel 70 einen
Teil des aerodynamischen Profils des Hauptflügels 20 bildet und
im eingefahrenen Zustand des Zusatzflügels 70 den Spaltbereich 79 zwischen Hauptflügel 20 und
Zusatzflügel 70 an
der Unterseite zumindest teilweise überdeckt. Das Dichtungselement 76 ist
am Übergang
zwischen Unterseite 23 und Rückseite bzw. Rückseitenbereich 25 des
Hauptflügels 20 angeordnet
und zwischen einer gekrümmtem Konfiguration,
in der es bei ausgefahrenem Zusatzflügel 70 einen Teil
des aerodynamischen Profils des Hauptflügels 20 mit gekrümmtem Übergang
von der Unterseite 23 zum Rückseitenbereich 25 des
Hauptflügels 20 bildet,
und einer gestreckten Konfiguration, in der es im eingefahrenen
Zustand des Zusatzflügels 70 den
Spaltbereich 79 zwischen Hauptflügel 20 und Zusatzflügel 70 an
der Unterseite zumindest teilweise überdeckt, veränderbar.
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Die
Erläuterungen
in Bezug auf die in den 1 bis 8 dargestellten
Ausführungsbeispiele treffen
sinngemäß auch hier
zu.
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Das
Dichtungselement 76 ist mit seinem in Profilsehnenrichtung
vorderen Ende am Hauptflügel 20 festgelegt. Ähnlich wie
bei den Ausführungsbeispielen
der 1 bis 3 kann das Dichtungselement 76 zumindest
teilweise in Profilsehnenrichtung des Tragflügels flexibel nachgiebig ausgebildet
und flexibel in seiner Krümmung
veränderbar
sein.
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Ähnlich wie
bei den Ausführunsbeispielen der 4 bis 8 kann
das Dichtungselement 76 an seinem in Profilsehnenrichtung
vorderen Ende gegenüber
dem Hauptflügel 20 um
die Spannweitenrichtung drehbar gelagert sein und einen bei ausgefahrenem
Zusatzflügel 70 den
gekrümmten Übergang
von der Unterseite 23 zum Rückseitenbereich 23 des
Hauptflügels 20 bildenden
gekrümmten
Teil 78a und an seinem in Profilsehnenrichtung hinteren Ende
einen im eingefahrenen Zustand des Zusatzflügels 70 den Spaltbereich 79 zwischen
Hauptflügel 20 und
Zusatzflügel 70 an
der Unterseite überdeckenden
gestreckten Teil 78b umfassen, wie in 9 angedeutet.
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Das
Dichtungselement 76 kann durch zwischen Hauptflügel 20 und
Zusatzflügel 70 wirksame aerodynamische
Kräfte
zwischen der gekrümmten Konfiguration
und der gestreckten Konfiguration veränderbar sein. Andererseits
kann, ähnlich
den Ausführungsbeispielen
der 2, 4, 5 und 7,
das Dichtungselement 76 durch eine mit diesem gekoppelte
Antriebseinrichtung zwischen der gekrümmten Konfiguration und der
gestreckten Konfiguration veränderbar
sein. Die Antriebseinrichtung kann in dem Dichtungselement 76 angeordnet
sein, beispielsweise in dem den gekrümmten Übergang von der Unterseite 23 zum
Rückseitenbereich 25 des Hauptflügels 20 bildenden
gekrümmten
Teil 78b des Dichtungselements 76, ähnlich wie
bei den Ausführungsbeispielen
von 4b) und 5.
-
Gemäß einer
anderen Ausführung
kann die Antriebseinrichtung im Sinne einer Zwangsbewegung des Dichtungselements 76 beim
Aus- und Einfahren des Zusatzflügels 70 kinematisch
mit der Bewegung des Zusatzflügels 70 gegenüber dem
Hauptflügel 20 gekoppelt
sein, beispielsweise indem sie kinematisch mit einer Schiene (Flap
Track) gekoppelt ist, durch die der Zusatzflügel 70 am Hauptflügel 20 angelenkt
ist.
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Bei
allen voranstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen weist der
Rückseitenbereich
12 des
Zusatzflügels
10 bzw.
der Rückseitenbereich
25 des
Hauptflügels
20 durch
das im ausgefahrenen Zustand des Zusatzflügels
10 bzw.
70 gekrümmt ausgebildete
Dichtungselement
16;
26;
36;
46;
76 eine knickfreie,
kontinuierliche Kontur auf, was die Bildung von Lärm generierenden
Wirbeln im Vergleich zu herkömmlichen,
hohlkehlartigen (nicht knickfreien) Rückseitenkonturen, wie sie beispielsweise
aus
DE 10 2004
056 537 A1 bekannt sind und üblicherweise als „slat hook” bezeichnet
werden, deutlich reduziert.
-
- 9
- Spaltbereich
- 10
- Zusatzflügel
- 11
- Nasenbereich
- 12
- Rückseitenbereich
- 20
- Hauptflügel
- 21
- Nasenbereich
- 71
- Nasenbereich
- 22
- Oberseite
- 23
- Unterseite
- 25
- Rückseitenbereich
- 16
- Dichtungselement
- 26
- Dichtungselement
- 36
- Dichtungselement
- 46
- Dichtungselement
- 76
- Dichtungselement
- 17
- Antriebseinrichtung
- 27
- Antriebseinrichtung
- 37
- Antriebseinrichtung
- 47
- Antriebseinrichtung
- 18
- gekrümmter Bereich
- 28
- gekrümmter Bereich
- 38
- gekrümmter Bereich
- 48
- gekrümmter Bereich
- 19
- gestreckter
Teil
- 29
- gestreckter
Teil
- 39
- gestreckter
Teil
- 49
- gestreckter
Teil
- 30
- Zusatzdichtung
- 50
- Aussparung
- 60
- Taster
- 70
- Zusatzflügel
- 78a
- gekrümmter Teil
- 78b
- gestreckter
Teil
- 79
- Spaltbereich