DE102008042362B3

DE102008042362B3 - Verfahren und Messvorrichtung zum Messen eines Overlaps bei einem Flugzeugflügel

Info

Publication number: DE102008042362B3
Application number: DE200810042362
Authority: DE
Inventors: Michael Binder
Original assignee: Airbus Operations GmbH
Current assignee: Airbus Operations GmbH
Priority date: 2008-09-25
Filing date: 2008-09-25
Publication date: 2010-04-15
Anticipated expiration: 2028-09-26

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Messvorrichtung zum Messen und Anzeigen des Overlaps zwischen einer Hinterkante eines Flugzeugflügels und einer Vorderkante einer daran befestigten Landeklappe. Erfindungsgemäß wird lediglich die Differenz der Positionen der Hinterkante des Flugzeugflügels und der Vorderkante der Landeklappe bezogen auf die Längsrichtung des Flugzeugs bestimmt. Hierzu wird gewissermaßen als Referenz ein erster Messfühler an eine der beiden Positionen, z.B. an die Hinterkante des Flugzeugflügels, positioniert und anschließend die Anzeige auf Null oder einen anderen Referenzwert zurückgesetzt. Durch Positionieren des zweiten Messfühlers, der ebenfalls fest mit dem Messschieber verbunden ist, an die jeweils andere Position, z.B. an die Vorderkante der Landeklappe, wird die Differenz zwischen der Vorderkante der Landeklappe bezogen auf die Hinterkante des Flugzeugflügels ermittelt. Dieser Wert, der unmittelbar den Overlap-Wert angibt, kann nun direkt an der Anzeige des Messschiebers abgelesen werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Messvorrichtung zum Messen eines Overlaps zwischen einer Hinterkante eines Flugzeugflügels und einer Vorderkante einer daran befestigten Landeklappe.
Bei der Entwicklung neuer Flugzeugmodelle werden die Eigenschaften eines Flugzeugs zunächst an verkleinerten Flugzeugmodellen überprüft, wobei diese Modelle z. B. in einem Windkanal angeordnet werden und deren aerodynamische Eigenschaften dort optimiert werden sollen. Ein wesentlicher Parameter bei Windkanaltests sind die aerodynamischen Eigenschaften des Flugzeugflügels und hier insbesondere im Bereich der Landeklappe und des Spoilers. Die vorliegende Erfindung sowie die ihr zugrunde liegende Problematik wird nachfolgend mit Bezug auf eine Windkanalmessung erläutert, ohne jedoch die Erfindung dahingehend zu beschränken.
1 der Zeichnung zeigt anhand einer Querschnittsdarstellung einen Ausschnitt eines mit Bezugszeichen 1 bezeichneten Flugzeugflügels. Der Flugzeugflügel 1 weist den eigentlichen Flügelkörper 2 auf, an dessen hinteren Bereich der Spoiler 3 befestigt ist. Ferner ist über eine hier nicht dargestellte Befestigungsvorrichtung eine Landeklappe 4 an dem Flugzeugflügel 1 befestigt. Die Landeklappe 4 ist über ein Schienensystem, dem so genannten Track, in Längsrichtung des Flugszeugs verschiebbar und schwenkbar.
Eine Landeklappe 4 ist eine an der Tragfläche eines Flugzeugs angebrachte Auftriebshilfe, die dazu dient, in bestimmten Flugsituationen, wie z. B. bei dem Start- und Landevorgang, den Auftriebsbeiwert der Tragflächen zu vergrößern, wodurch das Flugzeug bereits bei geringeren Geschwindigkeiten, wie etwa beim Starten oder Landen, durch einen höheren Auftrieb flugfähig ist.
Bei einem Spoiler, der häufig auch als Störklappe bezeichnet wird, handelt es sich um auf der Tragflächenoberseite angebrachte, bewegliche Klappen. werden diese Spoilerklappen während des Fluges ausgefahren, wird die Geschwindigkeit durch den höheren Luftwiderstand abgebaut. Nach dem Aufsetzen des Flugzeugs bei einem Landevorgang werden die Spoiler z. B. voll ausgefahren, um den Auftrieb der Tragflächen stark zu reduzieren und gleichzeitig den Luftwiderstand zu erhöhen.
Bei der Konzeption neuer Flugzeugmodelle ist es wesentlich, die verschiedenen Position der Landeklappen 4 bezogen auf den Spoiler 3 oder den Flugzeugflügel 1 in verschiedenen Flugsituationen zu bestimmen und zu optimieren. Ein wesentlicher Parameter stellt dabei die so genannte Überlappung, meist auch Overlap genannt, von Landeklappe 4 bezogen auf den Spoiler 3 dar. Für die Bestimmung des Overlaps ist einerseits die genaue X-Position X_A der Vorderkante A der Landeklappe 4 und andererseits die entsprechende X-Position X_B der Hinterkante B des Spoilers 3 zu ermitteln. Der Overlap O/L bezeichnet die Differenz dieser beiden X-Positionen X_A, X_B, d. h. O/L = X_B – X_A. Der Overlap kann auch negativ sein, sofern keine eigentliche Überdeckung der Landeklappe 4 durch den Spoiler 3 vorhanden sind, sondern diese Teile in Längsrichtung voneinander beabstandet sind.
Über eine Messeinrichtung werden die beiden Positionen X_A, X_B manuell getrennt ermittelt und in einer Recheneinrichtung eingeben. Durch Subtraktion der beiden Werte wird dann der Overlap ermittelt. Diese Messungen und die anschließende Berechnung muss für sämtliche möglichen Overlaps und damit für sämtliche Anstellwinkel, Positionen der Landeklappe 4 und Positionen des Spoilers 3 und je Flugzeugflügel 1 in Querrichtung an mehreren Stellen getrennt vorgenommen werden. Dies ist außerordentlich zeit- und damit kostenaufwändig. Insbesondere bei Windkanalmessungen zur Ermittlung eines optimalen Designs des Flugzeugsflügels stellt der Zeitfaktor insbesondere aus Kostengründen einen nicht unwesentlichen Faktor dar. Insofern besteht bei solchen Windkanaltests zur Ermittlung optimaler Designs stets der Bedarf, den erforderlichen Zeitaufwand auf ein Mindestmaß zu reduzieren.
In der GB 2 147 420 A ist ein Prüfgerät für Kraftfahrzeugkarosserien beschrieben, mittels dem Dimensionen der Kraftfahrzeugkarosserie geprüft werden können. Hierzu ist in einem länglichen Griffgehäuse eine längsverschiebbare Prüfstange angeordnet. Über einen Einstellknopf dieser Prüfstange lassen sich Lagen des Prüfgerätes über einen elektromechanischen Umwandler in elektrische Signale für einen Mikroprozessor umsetzen. Das Griffgehäuse weist dabei an einem Ende eine Anlagebasis benachbart einem stabförmigen Prüfende der Prüfstange auf. Ferner weist das Griffgehäuse am jeweils anderen Ende einen sich senkrecht zur Prüfstange erstreckenden Anlagearm mit einem sich parallel hierzu erstreckenden Prüfarm der Prüfstange auf.
Die WO 01/65201 A2 beschreibt einen Erweiterungsbausatz, der bei standardmäßigen Messschiebern dazu verwendet werden kann, deren Einsatz zu erweitern. Der dort beschriebene Messschieber enthält eine verschiebbare Klemmbacke, die entlang eines skalierten Auslegers bezüglich einer festen, daran befestigten Klemmbacke verschiebbar angeordnet ist. Der Erweiterungsbausatz enthält ferner ein erstes Gehäuse, welches an der festen Klemmbacke anbringbar ist, ein zweites Gehäuse, welches an der verschiebbaren Klemmbacke befestigbar ist, und eine Vielzahl von zusätzlichen Accessoires, die eine Kontaktweichenstellstange inkludiert, die wahlweise an dem ersten oder zweiten Gehäuse befestigbar ist.
Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, den Overlap, insbesondere bei Windkanaltests, einfacher und sicherer messen zu können.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und/oder durch eine Messvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 11 gelöst.
Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Erkenntnis besteht darin, dass die beiden Werte zur Bestimmung des Overlaps, d. h. die genaue Positionen der Hinterkante der Landeklappe sowie der entsprechenden Vorderkante des Spoilers bzw. des Flugzeugflügels, nicht notwendigerweise getrennt voneinander ermittelt werden müssen. Der Overlap bezeichnet dabei die Differenz der X-Position der Hinterkante des Flugzeugflügels und der X-Position der Vorderkante der Landeklappe bezogen auf die Längsachse des Flugzeugs. Die Idee der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, ein Verfahren und ein Werkzeug bereitzustellen, mittels denen eine direkte Messung und vor allem eine direkte Anzeige des Overlaps möglich sind. Die gesamte Messung erfolgt dadurch außerordentlich schnell und zuverlässig.
Zu diesem Zwecke wird eine eigens dafür konstruierte Messvorrichtung bereitgestellt, welche an den Flugzeugflügeln befestigt wird. Erfindungsgemäß werden nun nicht die einzelnen Po sitionen, d. h. die exakte Position der Hinterkante des Flugzeugflügels und die exakte Position der Vorderkante der Landeklappe, bestimmt, sondern lediglich deren Differenz bezogen auf die Längsrichtung des Flugzeugs. Hierzu wird gewissermaßen als Referenz ein Messfühler an eine der beiden Positionen, z. B. an die Hinterkante des Flugzeugflügels, positioniert und anschließend die Anzeige auf Null oder einen anderen Referenzwert zurückgesetzt. Durch Positionieren des zweiten Messfühlers, der ebenfalls fest mit dem Messschieber verbunden ist, an die jeweils andere Position, z. B. an die Vorderkante der Landeklappe, wird somit die direkte Differenz zwischen der Vorderkante der Landeklappe bezogen auf die Hinterkante des Flugzeugflügels ermittelt und mittels der Anzeige des Messschiebers angezeigt. Dieser Wert, der unmittelbar den Overlap-Wert angibt, kann nun direkt an der Anzeige des Messschiebers abgelesen werden.
Es sind für die Ermittlung des Overlaps mit diesem Verfahren vorteilhafterweise keine aufwändigen Tabellen und Listen erforderlich. Damit können Variationen im Design eines Flugzeugflügels sehr viel spontaner und unkomplizierter vorgenommen werden, als dies bisher möglich war. Fehler bei einer Umrechnung zur Ermittlung des Overlaps, beispielsweise durch eine fehlerhaft vorgenommene Differenzbildung, werden hier auf einfache, jedoch sehr effektive Weise vermieden.
Durch den sehr schnellen und einfachen Aufbau der Messvorrichtung zur Ermittlung des Overlaps gestaltet sich das erfindungsgemäße Messverfahren auch sehr schnell und aufgrund dessen, insbesondere bei Verwendung im Windkanal, sehr kosteneffektiv.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung in Zusammenschau mit den Figuren der Zeichnung.
Bisher wurden Overlap-Messungen an der Unterseite des Flug zeugflügels vorgenommen. In einer bevorzugten Ausgestaltung wird der Messschieber nun an der Oberseite direkt auf den Flugzeugflügel befestigt, so dass die Overlap-Messung nun von der Oberseite des Flugzeugflügels her vorgenommen wird. Besonders bevorzugt ist es, die Messungen des Overlaps an definierten Punkten des Flugzeugflügels vorzunehmen. Hier eignen sich insbesondere die an der Unterseite eines Flugzeugflügels vorgesehenen Schienen, die so genannten Trackstationen, als Referenzpositionen, über welche eine Längsverstellung der Landeklappen erfolgt. An der Unterseite gestaltet sich eine Overlap-Messung an diesen Trackstationen aber verständlicherweise schwierig, da diese Trackstationen das Anbringen des Messschiebers erschweren. Vorzugsweise wird nun der Messschieber auf die Oberseite des Flugzeugflügels im Bereich dieser Trackstationen befestigt, um damit an diesen exakt definierten Positionen die Overlap-Messung durchzuführen.
Der Messschieber ist derart an dem Flugzeugflügel befestigt, dass die am Messschieber befestigten ersten und zweiten Messfühler vor allem in Richtung einer Längsachse – also der X-Richtung – des Flugzeugs verschiebbar sind. Besonders vorteilhaft ist es zudem, wenn diese Messfühler auch in der Hochachse – also der Z-Richtung – des Flugzeugs verschiebbar sind, da die Landeklappe bezogen auf den Flugzeugflügel typischerweise auch in der Hochachse verschiebbar ist. Auf diese Weise lässt sich der Overlap bei verschiedenen Positionen der Landeklappe bezogen auf den Flugzeugflügel ermitteln.
Für die Ermittlung des Overlaps wird typischerweise bezogen auf die Längsrichtung der Abstand zwischen der Landeklappe und dem Spoiler eines Flugzeugflügels ermittelt. In vielen Fällen, bei denen der Flugzeugflügel mit einem Spoiler ausgestattet ist, wird die Hinterkante des Flugzeugflügels durch die Hinterkante des daran befestigten Spoilers gebildet. Es wäre natürlich auch denkbar, insbesondere für Flugzeugflügel ohne solche Spoiler, die Hinterkante des Flügelkörpers eines Flugzeugflügels für die Ermittlung des Overlaps heranzuzie hen.
In einer typischen Ausgestaltung wird vor dem Positionieren des ersten Messfühlers der zweite Messfühler aus dem Messbereich geklappt. Auf diese Weise wird verhindert, dass bei der Positionierung des ersten Messfühlers und damit bei der Messung der Position der Hinterkante des Flugzeugflügels bzw. des daran befestigten Spoilers der zweite Messfühler diese Messung beeinflusst, verfälscht oder sogar verhindert. In gleicher Weise wird typischerweise vor dem Positionieren des zweiten Messfühlers der erste Messfühler aus dem Messbereich geklappt und der zweite Messfühler wird wieder zurück in den Messbereich geklappt. Hier kann in gleicher Weise ohne Beeinträchtigung durch den ersten Messfühler eine Messung der Position der Vorderkante der Landeklappe durch den zweiten Messfühler vorgenommen werden.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist dem ersten und/oder dem zweiten Messfühler eine erste bzw. zweite Einrastvorrichtung zugeordnet. Über diese erste bzw. zweite Einrastvorrichtung kann definiert werden, wann der erste Messfühler an der Hinterkante des Flugzeugflügels anliegt bzw. wann der zweite Messfühler an der Vorderkante der Landeklappe anliegt. Diese Messpositionen sind dann erreicht, wenn der erste bzw. zweite Messfühler in der ihm zugeordneten ersten bzw. zweiten Einrastvorrichtung eingerastet ist. Auf diese Weise wird eine hochgenaue Messung und damit Positionsbestimmung gewährleistet, was noch genauere Overlap-Messungen ermöglicht.
Zusätzlich können auch dritte und vierte Einrastvorrichtungen vorgesehen sein, die anzeigen, wenn der erste bzw. zweite Messfühler sich in der jeweiligen, für die Messung vorgesehenen Messposition befindet. Auf diese Weise wird eine ordnungsgemäße Messung gewährleistet, da stets sichergestellt ist, dass im eingerasteten Zustand die Messfühler exakt an der ihnen zugewiesenen Messposition befindlich sind und damit nicht, auch nicht geringfügig, von dieser Messposition abste hen. Auch dies reduziert Messfehler bei der Overlap-Ermittlung durch einen fehlerhaften Messaufbau.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung wird der Overlap im Rahmen eines Windkanaltests gemessen und ermittelt. Bei diesem Windkanaltest ist ein bereits entwickeltes Flugzeug, ein Prototyp davon oder vorzugsweise ein Modell eines solches zu entwickelnden Flugzeugs im Windkanal angeordnet. Da solche Windkanaltests typischerweise relativ kostenintensiv sind, eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren schon deshalb, da es sehr einfache und schnelle Messungen und damit kostengünstigere Windkanaltests ermöglicht.
Der zweite Messfühler ist in einer bevorzugten Ausgestaltung als ein doppel-L-förmig abgewinkelter Messdraht ausgebildet, der seitlich wegschwenkbar oder wegklappbar ist. Durch diese sehr einfache Konstruktion des zweiten Messfühlers ist es möglich, die Positionen zweier lateral von einander beabstandeter, gegenüberliegender Positionen in X-Richtung von Landeklappe und Spoiler durch eine einzige Messvorrichtung mit zwei Messfühlern zu ermitteln. Diese Messfühler tasten dabei die beiden X-Positionen in und entgegen der Längsrichtung des Flugzeugs ab.
Vorzugsweise ist der Messschieber als einfache Schieblehre ausgebildet Diese Schieblehre kann analog oder digital ausgebildet sein. Besonders bevorzugt ist es, wenn die Schieblehre und damit der Messschieber digital ausgebildet sind und damit eine digitale Anzeigevorrichtung aufweist, welche die gemessenen Werte in digitaler Form, z. B. mittels eines LCD-Displays, anzeigt. Auf diese Weise kann nach der Ermittlung des ersten Messwertes durch z. B. den ersten Messfühler und ein anschließendes Zurücksetzen beispielsweise auf Null bei einer Messung des zweiten Wertes und den zweiten Messfühler der Overlap direkt an der digitalen Anzeige abgelesen werden. Fehler bei der Auswertung und Berechnung werden hier verhindert. Die digitale Anzeige ermöglicht zudem vor allem ein sehr einfaches Zurücksetzen der Anzeige auf Null bzw. einen vorgegebenen Wert.
Die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung lassen sich auch auf beliebige und geeignete Art und Weise miteinander kombinieren.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen dabei:
1 eine Querschnittsdarstellung eines Flugzeugflügels mit daran befestigten Spoiler und Landeklappe zur Erläuterung der Messung des Overlaps;
2 eine perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen Messvorrichtung;
2A–2C perspektivische Darstellungen der erfindungsgemäßen Messvorrichtung zur Erläuterung der Funktion der beiden Messfühler;
3A–3D Querschnittsdarstellungen zur Erläuterung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Ermitteln des Overlaps mittels einer an einem Flugzeugflügel befestigbaren Messvorrichtung entsprechend 2;
4 eine perspektivische Darstellung eines Messfühlers zur Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Messvorrichtung.
In den Figuren der Zeichnung sind gleiche und funktionsgleiche Elemente und Merkmale – sofern nichts Anderes ausgeführt ist – mit denselben Bezugszeichen versehen.
2 zeigt eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Messvorrichtung und die 2A–2C zeigen diese Messvorrichtung mit verschiedenen Stellungen der beiden Messfühler zur Erläuterung der Funktion der Messvorrichtung.
Die erfindungsgemäße Messvorrichtung ist hier mit Bezugszeichen 10 bezeichnet. Die Messvorrichtung 10 weist einen Messschieber 11 sowie eine Befestigungsvorrichtung 12 auf. Der Messchieber 11 ist z. B. über Schrauben an der Befestigungsvorrichtung 12 befestigt. Die Befestigungsvorrichtung 12 weist in einem Befestigungsbereich einen abstehenden Befestigungsgins 13 auf, über welchen die Befestigungsvorrichtung 12 beispielsweise an einer eigens dafür vorgesehenen Ausnehmung eines Flugzeugflügels aufgesteckt und befestigt werden kann.
Der Messschieber 11 weist ein ortsfestes Messschiebergehäuse 14 auf, welches direkt an der Befestigungsvorrichtung 12 befestigt ist. In diesem Messschiebergehäuse 14 ist eine Anzeigevorrichtung 15 zur Anzeige der aufgenommen Messwerte vorgesehen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sei angenommen, dass der Messschieber 11 als digitaler Messschieber 11 ausgebildet ist und somit eine digitale Anzeigevorrichtung 15 zur numerischen Ausgabe der gemessenen Messwerte aufweist. Auf die genaue Funktion dieser digitalen (oder etwa auch analogen) Anzeigevorrichtung 15 wird hier nicht näher eingegangen. Der Messschieber 11 weist ferner einen in dessen Längsausrichtung X vollständig durchgehenden Schlitz 16 mit konstantem Querschnitt auf. Der Querschnitt dieses Schlitzes 16 ist in etwa rechteckförmig ausgebildet und entspricht in etwa dem Querschnitt einer darin beweglich angeordneten Schiene 17, die an einer Seite einen L-förmig abgewinkelten Schenkel 18 aufweist. Diese Schiene 17 und somit der am Ende der Schiene 17 vorgesehene Schenkel 18 sind damit in einer Längsrichtung 19 beweglich angeordnet. Über eine, in 2 nicht dargestellte Arretiervorrichtung lässt sich die Schiene 17 an dem Messschiebergehäuse 14 arretieren, sodass im arretierten Zustand keine Bewegung der Schiene 17 in Längsrichtung X mög lich ist.
An dem Schenkel 18 des Messschiebers 11 ist ferner eine Verstell- und Haltevorrichtung 20 angebracht. Am unteren Ende der Verstell- und Haltevorrichtung 20 sind ein erster 21 Messfühler und ein zweiter Messfühler 22 vorgesehen. Der erste Messfühler 21 liegt dabei auf dem zweiten Messfühler 22 auf. Diese Verstell- und Haltevorrichtung 20 weist einerseits die Funktion auf, die Messfühler 21, 22 definiert zu halten und damit einen exakten Messvorgang zu ermöglichen. Darüber hinaus dient die Verstell- und Haltevorrichtung 20 auch dem Zweck, eine Verstellung dieser Messfühler 21, 22 in einer Höhenrichtung Z, d. h. einer Richtung Z senkrecht zu der Längsrichtung X, zu ermöglichen. zu diesem Zwecke weist die Verstell- und Haltevorrichtung 20 eine am Schenkel 18 befestigte ortsfeste Schiene 23 auf, in der eine in der Höhenrichtung Z verschiebbare, bewegliche Schiene 24 gelagert ist. An dieser verschiebbaren Schiene 24 sind die beiden Messfühler 21, 22 befestigt. Mittels einer als Rändelschraube 25 ausgebildeten Arretiervorrichtung 25 kann die Verstell- und Haltevorrichtung 20 arretiert werden, sodass bei fest angezogener Rändelschraube 25 eine Verstellung in Z-Richtung verhindert wird.
Die verschiebbare Schiene 24 weist im unteren Bereich, also im Bereich der beiden Messfühler 21, 22 eine abstehende Nase 26 auf, die eine darin vorgesehene durchgehende Bohrung aufweist. Der erste Messfühler 21 ist als im Wesentlichen Rechteck-förmiges Blechteil ausgebildet und weist an einer Seite ebenfalls eine durchgehende Bohrung auf, über welche der erste Messfühler 21 an der Nase 26 beispielsweise über einen Befestigungsstift 31 befestigt werden kann. Der erste Messfühler 21 ist damit an der Nase 26 drehbar gelagert und lässt sich um die durch den Befestigungsstift 31 definierte Achse nach oben klappen (siehe 2B, 2C). An seiner gegenüberliegenden Seite weist der erste Messfühler 21 einen flächigen Anschlag 29 auf.
Der zweite Messfühler 22 ist im gezeigten Beispiel als doppel-L-förmig ausgebildeter Messdraht 22 ausgebildet. Auf dem mittleren Bereich 32 dieses Messdrahts 22 liegt der erste Messfühler 21 mit seiner Unterseite auf. Der erste, vordere L-förmig abgewinkelte Bereich 33 ist mit seiner Innenseite 27 des L-förmigen Winkels bündig zu einer Ebene angeordnet, die durch die Fläche des Anschlags 29 gebildet wird. Der Messdraht 22 ist über eine an der verschiebbaren Schiene 24 angebrachte Befestigungsklemme 30 an der Schiene 24 befestigt. Die Befestigungsklemme 30 ist an der Unterseite der Verstell- und Haltevorrichtung 20 und damit an der Unterseite der verschiebbaren Schiene 24 an dieser befestigt. Der Messdraht 22 wird dabei mit dessen mittleren Bereich 32 durch diese Befestigungsklemme 30 gehalten. Zusätzlich definiert dieser mittlere Bereich 32 des Messdrahtes 22 eine Drehachse, die im Wesentlichen in der Richtung der Längsrichtung X ausgerichtet ist. Der Messdraht 22 ist dabei um diese durch den mittleren Bereich des Messdrahtes 22 definierte Drehachse drehbar gelagert und lässt sich damit seitlich um diese Drehachse wegklappen (siehe 2A, 2B). Der zweite L-förmig abgewinkelte Bereich 34 des Messdrahtes 22 ist in einer eigens dafür vorgesehenen rillenförmigen Ausnehmung 35 (siehe 2A, 2B) der verschiebbaren Schiene 24 einklemmbar. Im eingeklemmten Zustand (siehe 2, 2C) des zweiten L-förmig abgewinkelten Bereiches 34 innerhalb der rillenförmigen Ausnehmung 35 befindet sich der Messdraht 22 im eingeklappten Zustand, anderenfalls im ausgeklappten Zustand. Im eingeklappten Zustand wird ein innerhalb der verschiebbaren Schiene 24 vorgesehenes, Federkraft-beaufschlagtes Druckteil (in 2 nicht sichtbar) eingerastet.
Nachfolgend wird die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Messvorrichtung anhand der 3A bis 3D näher erläutert:
Zunächst wird ein Flugzeugflügel 40 bereitgestellt (3A), der einen analog zu dem Flugzeugflügel in 1 dargestellten Aufbau aufweist. Der Flugzeugflügel 40 weist in analoger Weise einen Flügelkörper 41 mit daran befestigtem Spoiler 42 und eine Landeklappe 43 auf.
Ferner wird eine erfindungsgemäße Messvorrichtung 10 bereitgestellt (3B). Die erfindungsgemäße Messvorrichtung 10 entspricht z. B. der anhand der 2 bis 2C beschriebenen Messvorrichtung 10.
Die Messvorrichtung 10 wird anschließend an dem Flugzeugflügel 40 befestigt (3C), indem die Messvorrichtung 10 auf der Oberseite 44 des Flugzeugflügels 40 auf diesem befestigt wird. Die Befestigung erfolgt, indem die Befestigungsvorrichtung 12 über deren Befestigungspin 13 in eine eigens dafür vorgesehene Ausnehmung, welche an der Oberseite des Flugzeugflügels 10 vorgesehen ist, aufgesteckt und beispielsweise über eine Befestigungsschraube dort befestigt wird. Anschließend wird in einem weiteren Schritt zunächst der zweite Messfühler 22, d. h. der Messdraht 22 seitlich weggeklappt, um ein weitgehend ungehindertes Verschieben der Schiene 17 sowie dem daran angekoppelten ersten Messfühler 21 zu ermöglichen. In diesem Zustand liegt der durch ein im Wesentlichen rechteckförmiges Teil ausgebildete erste Messfühler 21 mit seiner geraden Unterseite direkt auf der Oberseite des mittleren Bereiches 32 des Messdrahts 22 auf, sodass dieser Messdraht 22 im mittleren Bereich 32 einen Drehanschlag bildet, der ein Nachuntenkippen des ersten Messfühlers 21 verhindert. Über eine geeignete Längs- und Höhenverschiebung, deren Funktion und Aufbau bereits oben mit Bezug auf die 2 bis 2C erläutert wurde, lässt sich dann der erste Messfühler 21 derart an die Hinterkante 45 des Spoilers 42 positionieren, dass der Anschlag 29 des ersten Messfühlers 21 an der hinteren Kante 45 des Spoilers 42 anliegt. In diesem Zustand wird die Anzeigevorrichtung 15, die im Messschiebergehäuse 14 vorgesehen ist, über eine ebenfalls im Messschiebergehäuse 14 vorgesehene Rücksetzeinrichtung 46 auf Null zurückgesetzt.
Anschließend wird in einem weiteren Schritt (3D) zu nächst der erste Messfühler 21 um seine Drehachse, welche durch den Befestigungsstift 31 gebildet wird, nach oben geklappt und dort durch geeignete Mittel oder durch Reibung gehalten. Über die Schiene 17 wird der noch seitlich weggeklappte zweite Messfühler 22 nun durch geeignete Längs- und Höhenverstellung des Schiebers 17 bzw. der Verstell- und Haltevorrichtung 20 zwischen einen Spalt 47 zwischen Spoiler 42 und Landeklappe 43 geführt. Anschließend wird der zweite Messfühler 22 wieder seitlich zurück in die Ausgangslage geklappt, sodass der zweite, hintere L-förmig abstehende Bereich 34 des Messdrahts 22 in der rillenförmigen Ausnehmung 35 angeordnet ist und dort einrastet. Der erste, vordere Bereich 33 des Messdrahts 22 wird dann an die vordere Kante 48 der Landeklappe 43 gedrückt und damit dort positioniert. Schließlich kann in einem letzten Schritt der Overlap-Wert 40 direkt an der Anzeigevorrichtung 15 abgelesen werden.
Anschließend kann dieser Vorgang für weitere Positionen des Spoilers 42 und der Landeklappe 43 und hier insbesondere für unterschiedliche Anstellwinkel dieser Elemente 42, 43 wiederholt werden.
4 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Messfühlers zur Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Messvorrichtung.
In 4 ist ein einziger Messfühler 50 dargestellt, der die Funktionalität der beiden Messfühler 21, 22 in der 2 aufweist. Dieser Messfühler 50 ist als blechförmiges Teil in Form eines L-Winkels ausgebildet. Im hinteren Bereich des Messfühlers 50, an dem der Messfühler 50 an der beweglichen Schiene 24 angekoppelt ist, ist eine Befestigungs- und Koppeleinrichtung 51 vorgesehen. Diese Befestigungs- und Koppeleinrichtung weist eine drehbare und klappbare Funktionalität auf. Insbesondere lässt sich über diese Befestigungs- und Koppeleinrichtung 51 der Messfühler 50 um eine in Querrichtung Y im hinteren Bereich des Messfühlers vorgesehene Quer achse nach oben klappen, um damit die nach oben klappbare Funktion des ersten Messfühlers 21 gemäß 2 zu ermöglichen. Darüber hinaus ist der Messfühler 50 auch um eine zur Längsrichtung X verlaufende Drehachse drehbar gelagert, um dadurch die zur Seite drehbare Funktion des Messdrahtes 22 aus dem Beispiel in 2 zu realisieren.
Der Messfühler 50 weist ferner auf der der Befestigungs- und Koppeleinrichtung gegenüberliegenden Seite, also im Bereich des L-Winkels 54 eine vordere Anschlagsfläche 52 auf, die funktional dem Anschlag 29 aus dem Ausführungsbeispiel 2 entspricht. An der Innenseite des L-Winkels 54 ist eine hintere Anschlagsfläche 53 vorgesehen, deren Funktion der Innenseite 27 im Ausführungsbeispiel der 2 entspricht.
Der L-Winkel 54 weist im vorderen Bereich eine Breite A1 auf, die dem Abstand der Anschlagsfläche 52 von der Anschlagsfläche 53 entspricht. Bei der Ermittlung des Overlaps muss nun dieser Abstand A1 berücksichtigt werden, d. h. der Abstand A1 muss von dem angezeigten Overlap abgezogen werden. Bei Verwendung einer digitalen Anzeigevorrichtung ist dies auf einfache Weise möglich, indem bei einem Rücksetzen diese Anzeigvorrichtung nicht auf Null zurückgesetzt wird, sondern auf den dem Abstand A1 entsprechenden Wert. In diesem Falle kann am Ende der Overlap-Ermittlung dieser Overlap exakt an der Anzeigevorrichtung abgelesen werden. Alternativ wäre natürlich auch denkbar, die Anzeigeeinrichtung zunächst auf Null zurückzusetzen und diesen Abstandswert A1 nach Beendigung der Overlap-Ermittlung durch Bestimmung der beiden Posltionen der Vorderkante der Landeklappe und der Hinterkante des Spoilers von dem Overlap abzuziehen.
Die vorliegende Erfindung sei nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, die lediglich beispielhaft zu verstehen sind, sondern lässt sich auf beliebige Art und Weise modifizieren, ohne vom Gegenstand der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
So sei die Erfindung nicht ausschließlich auf die Messung des Overlaps im Windkanal und bei Flugzeugmodellen beschränkt. Vielmehr kann die Overlap-Messung auch außerhalb des Windkanals und hier insbesondere auch an Flugzeugprototypen oder bereits hergestellten Flugzeugen vorgenommen werden.
Die vorliegende Erfindung ist insbesondere nicht notwendigerweise auf die im Patentanspruch 1 vorgegebene Reihenfolge der verschiedenen Schritte beschränkt, wenngleich diese vorteilhaft ist. Insbesondere wäre es auch denkbar, zunächst den zweiten Messfühler gegen die Vorderkante der Landeklappe zu drücken und anschließend die Anzeige des Messschiebers auf einen vorgegebenen Wert zurückzusetzen, um dann wiederum anschließend den ersten Messfühler gegen die Hinterkante des Flugzeugflügels bzw. des daran befestigten Spoilers zu drücken. In diesem Falle müsste dann für die Ermittlung des Overlaps lediglich das Vorzeichen an der Anzeige entsprechend umgekehrt werden.
Die Erfindung wurde ferner anhand eines digitalen Messschiebers mit einer digitalen Anzeige erläutert. Denkbar wäre natürlich auch eine analoge Anzeige, wenngleich eine digitale Anzeige insbesondere aufgrund der Einfachheit des Ablesens bevorzugt ist.
Auch die konstruktive Ausgestaltung der Messvorrichtung insbesondere in Bezug auf die konstruktive Ausgestaltung der beiden Messfühler sei lediglich beispielhaft zu verstehen. Diese können natürlich hinsichtlich ihrer Konstruktion, deren Material, deren Dimensionierung, deren Befestigung, der Bewegungsrichtung und dergleichen auch verändert oder modifiziert werden.
Wenngleich die Erfindung anhand einer Anwendung mit einer längs- und höhenverstellbaren Funktion der beiden Messfühler erläutert wurde, bei der die beiden Messfühler sowohl bezogen auf die Längsachse als auch bezogen auf die Hochachse des Flugzeugs verstellbar sind, ist dies nicht zwingend notwendig. Beispielsweise wäre es bei geeigneter Ausgestaltung des vorderen Bereichs des Messdrahtes auch denkbar, auf die höhenverstellbare Funktion zu verzichten, z. B. wenn dieser vordere Bereich des Messfühlers ausreichend lang ausgebildet ist.
Darüber hinaus muss der zweite Messfühler auch nicht notwendigerweise als Messdraht ausgebildet sein. Vielmehr wäre hier auch ein anderes, funktionsgleiches Element, welches auch nicht notwendigerweise einteilig ausgebildet ist, sondern z. B. über Gelenke die verschwenkbare Funktion bereitstellt, denkbar.

1: Flugzeugflügel
2: Flügelkörper
3: Spoiler
4: Landeklappen
10: Messvorrichtung
11: Messschieber
12: Befestigungsvorrichtung
13: Befestigungsgin
14: Messschiebergehäuse
15: (digitale) Anzeigevorrichtung
16: Schlitz
17: Schiene
18: Schenkel
20: Verstell- und Haltevorrichtung
21: erster Messfühler
22: zweiter Messfühler, Messdraht
23: ortsfeste Schiene
24: verschiebbare Schiene
25: Rändelschraube, Arretiervorrichtung
26: Nase
27: Innenseite
29: Anschlag
30: Befestigungsklemme
31: Befestigungsstift
32: mittlerer Bereich des Messdrahtes
33: vorderer L-förmig abgewinkelter Bereich des Messdrahts
34: hinterer L-förmig abgewinkelter Bereich des Messdrahts
35: rillenförmige Ausnehmung
40: Flugzeugflügel
41: Flugzeugkörper
42: Spoiler
43: Landeklappen
44: Oberseite des Flugzeugflügels
45: Hinterkante des Spoilers
46: Rücksetzvorrichtung
47: Spalt
48: Vorderkante der Landeklappe
50: Messfühler
51: Befestigungs- und Koppeleinrichtung
52: Vordere Anschlagsfläche
53: Hintere Anschlagsfläche
54: L-Winkel
A: Vorderkante der Landeklappe
A1: Breite des L-Winkels
B: Hinterkante des Spoilers
X: Längsrichtung, Richtung der Längsachse des Flugzeugs
Y: Querrichtung, Richtung der Querachse des Flugzeugs
Z: Höhenrichtung, Richtung der Hochachse des Flugzeugs

Claims

Verfahren zum Messen eines Overlaps zwischen einer Hinterkante (45) eines Flugzeugflügels (40) und einer Vorderkante (48) einer daran befestigten Landeklappe (43), mit den Schritten: Bereitstellen eines Flugzeugflügels (40), an dem eine in Längsrichtung (X) ausfahrbare Landeklappe (43) befestigt ist, und eines in der Länge verschiebbaren Messschiebers (11), der zumindest einen am Messschieber (11) befestigten ersten und zweiten Messfühler (21, 22) aufweist; Befestigen des Messschiebers (11) an dem Flugzeugflügel (40); Positionieren und Andrücken des ersten Messfühlers (21) gegen die Hinterkante (45) des Flugzeugflügels (40); Zurücksetzen einer Anzeige (15) des Messschiebers (11) auf einen vorgegebenen Wert; Positionieren und Andrücken des zweiten Messfühlers (22) gegen die Vorderkante (48) der Landeklappe (43); Ablesen des Overlap-Wertes direkt an der Anzeige (15) des Messschiebers (11).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Zurücksetzen der Anzeige (15) des Messschiebers (11) ein Zurücksetzen auf 0 vorgesehen ist.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Messchieber (11) an einer Oberseite (44) des Flugzeugflügels (40) insbesondere direkt oberhalb der im Bereich der für die Längsverstellung der Landeklappen (43) vorgesehenen Schienen befestigt wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der Messschieber (11) derart an dem Flugzeugflügel (40) befestigt wird, dass die am Messschieber (11) befestigten ersten und zweiten Messfühler (21, 22) in Richtung (X) einer Längsachse des Flugzeugs verschiebbar sind.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Messschieber (11) derart an dem Flugzeugflügel (40) befestigt wird, dass die am Messschieber (11) befestigten ersten und zweiten Messfühler (21, 22) zusätzlich auch in Richtung (Z) der Hochachse des Flugzeugs verschiebbar sind.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Hinterkante (45) des Flugzeugflügels (40) durch die Hinterkante (45) eines Spoilers (42), der im hinteren Bereich des Flugzeugflügels (40) an diesem befestigt ist, gebildet wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Positionieren des ersten Messfühlers (21) der zweite Messfühler (22) aus dem Messbereich (32) geklappt wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Positionieren des zweiten Messfühlers (22) der erste Messfühler (21) aus dem Messbereich (32) geklappt wird und der zweite Messfühler (22) in den Messbereich (32) geklappt wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und/oder zweite Messfühler (21, 22) eine Messposition, bei der der erste bzw. zweite Messfühler (21, 22) definiert an der Hinterkante (45) des Flugzeugflügels (40) bzw. der Vorderkante (48) der Landeklappe (43) anliegt, dann erreicht hat, wenn der erste und/oder zweite Messfühler (21, 22) in der ihr zugeordneten Einrastvorrichtung eingerastet ist.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der Overlap im Rahmen eines Windkanaltests ermittelt wird, bei dem das Flugzeug, ein Prototyp davon oder Modell davon im Windkanal befindlich ist.
Messvorrichtung (10) zum Messen eines Overlaps zwischen einer Hinterkante (45) eines Flugzeugflügels (40) und einer Vorderkante (48) einer daran befestigten Landeklappe (43), mit einem in der Länge verschiebbaren Messschieber (11), der aufweist: – zumindest einen am Messschieber (11) befestigten ersten Messfühler (21) zur Messung einer ersten Position der Hinterkante (45) des Flugzeugflügels (40), – zumindest einen am Messschieber (11) befestigten zweiten Messfühler (22) zur Messung einer zweiten Position der Vorderkante (48) der Landeklappe (43), – eine Anzeigevorrichtung (15) zur Anzeige der jeweiligen gemessenen ersten und zweiten Positionen, die eine Rücksetzvorrichtung (46) zum Rücksetzen der Anzeigevorrichtung (15) aufweist, mit einer Befestigungsvorrichtung (12) zur Befestigung des Messschiebers (11) an dem Flugzeugflügel (40).
Messvorrichtung nach dem vorherigen vorrichtungsbezogenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass eine Höhenverstelleinrichtung (20) vorgesehen ist, die an dem Messschieber (11) befestigt ist und über welche der erste und/oder zweite Messfühler (21, 22) in der Höhe verstellbar ist.
Messvorrichtung nach einem der vorherigen vorrichtungsbezogenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Messfühler (21) einen Anschlag (29) ausbildet und dass der zweite Messfühler (22) als ein Doppel-L-förmig abgewinkelter Messdraht (22) ausgebildet ist.
Messvorrichtung nach einem der vorherigen vorrichtungsbezogenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Messfühler (21) nach oben, in Richtung (Z) der Hochachse klappbar ist und dass der zweite Messfühler (22) zur Seite, in Richtung (y) der Querachse klappbar ist.
Messvorrichtung nach einem der vorherigen vorrichtungsbezogenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem ersten und/oder zweiten Messfühler (21, 22) eine erste bzw. zweite Einrastvorrichtung (20) zugeordnet ist, die im eingerasteten Zustand eine Messposition, bei der der erste bzw. zweite Messfühler (21, 22) definiert an der Hinterkante (45) des Flugzeugflügels (40) bzw. der Vorderkante (48) der Landeklappe (43) anliegt, anzeigt.
Messvorrichtung nach einem der vorherigen vorrichtungsbezogenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem ersten und/oder zweiten Messfühler (21, 22) eine dritte bzw. vierte Einrastvorrichtung (20) zugeordnet ist, die im eingerasteten Zustand anzeigt, dass der erste Messfühler (21) bzw. der zweite Messfühler (22) sich in der für die Messung vorgesehenen Position befindet.
Messvorrichtung nach einem der vorherigen vorrichtungsbezogenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigevorrichtung (15) eine digitale Anzeige aufweist.