DE102011112555A1

DE102011112555A1 - Strömungskörper und Verfahren zum Einsaugen und/oder Ausblasen von Fluid durch eine Mehrzahl von Öffnungen in einen Strömungsoberflächen-Abschnitt eines Strömungskörpers

Info

Publication number: DE102011112555A1
Application number: DE102011112555A
Authority: DE
Inventors: Burkhard Gölling; Erik Wassen; Tobias Hoell; Frank Thiele
Original assignee: Airbus Operations GmbH
Current assignee: Airbus Operations GmbH
Priority date: 2011-09-08
Filing date: 2011-09-08
Publication date: 2013-03-14
Anticipated expiration: 2031-09-09
Also published as: DE102011112555B4; US9725160B2; US20130062473A1

Abstract

Strömungskörper (B) mit einem sich in einer Strömungskörper-Spannweitenrichtung (S-B) und einer Strömungskörper-Tiefenrichtung (T-B) erstreckenden Strömungsoberflächen-Abschnitt (S, S1, S2) und mit einer Mehrzahl von unter Ausbildung jeweils einer Öffnung (30) in den Strömungsoberflächen-Abschnitt (S, S1, S2) ausmündenden Fluidleitungen (50) sowie Verfahren zum Einsaugen und/oder Ausblasen von Fluid durch wenigstens eine unter Ausbildung jeweils einer Öffnung (30) in einen Strömungsoberflächen-Abschnitt (S, S1, S2) eines Strömungskörpers (B) ausmündenden Fluidleitung (50).

Description

Die Erfindung betrifft einen Strömungskörper mit wenigstens einer Öffnung zum Ausblasen eines Fluids und ein Verfahren zum Einsaugen und/oder Ausblasen von Fluid durch eine Mehrzahl von Öffnungen in einen Strömungsoberflächen-Abschnitt eines Strömungskörpers.
Ein derartiger Strömungskörper ist aus der US 5107/0053855 A1 bekannt.
Aufgabe der Erfindung ist, einen Strömungskörper mit wenigstens einer Öffnung zum Ausblasen eines Fluids und ein Verfahren zum Einsaugen und/oder Ausblasen von Fluid durch eine Mehrzahl von Öffnungen in einen Strömungsoberflächen-Abschnitt eines Strömungskörpers bereitzustellen, mit dem jeweils auf fluiddynamisch günstige Weise die Ablösung der Strömung auf der Oberseite eines Flügels verhindert werden kann.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst, Weitere Ausführungsformen sind in den auf diese rückbezogenen Unteransprüchen angegeben.
Durch die erfindungsgemäßen Lösungen wird das Ablösungsverhalten der Strömung auf dem Strömungsoberflächen-Abschnitt positiv beeinflusst werden. Durch die Gestaltung der Endabschnitts der Auslassleitung oder der Auslass-Öffnung wird eine energiereichere Auslass-Strömung erzeugt als bei entsprechenden Lösungen nach dem Sand der Technik, so dass die entlang des Strömungsoberflächen-Abschnitts strömenden Strömung.
Nach einem Aspekt der Erfindung ist ein Strömungskörper mit einem sich in einer Strömungskörper-Spannweitenrichtung und einer Strömungskörper-Tiefenrichtung erstreckenden Strömungsoberflächen-Abschnitt und mit einer Mehrzahl von unter Ausbildung jeweils einer Öffnung in den Strömungsoberflächen-Abschnitt ausmündenden Fluidleitungen vorgesehen. Ein solcher Strömungskörper weist eine Mehrzahl der Öffnungen auf, die in der Strömungskörper-Spannweitenrichtung gesehen in einer Reihe hintereinander angeordnet sind, wobei die sich in der Strömungskörper-Spannweitenrichtung erstreckende maximale Länge jeder der Öffnungen zwischen 25% und 50% der durchschnittlichen Tiefe des Strömungskörpers beträgt. Die durchschnittliche Tiefe des Strömungskörpers kann die durchschnittliche Tiefe des Strömungskörpers über dessen gesamter Spannweite oder die durchschnittliche Tiefe eines in der Strömungskörper-Spannweitenrichtung erstreckenden Bereichs oder Abschnitts sein, in dem sich die jeweilige Öffnung in der Strömungskörper-Spannweitenrichtung erstreckt. Alternativ oder zusätzlich kann nach einer Ausführungsform des erfinderischen Strömungskörpers vorgesehen sein, dass der sich in der Strömungskörper-Spannweitenrichtung ergebende kürzeste Abstand zwischen jeweils zwei in der Strömungskörper-Spannweltenrichtung benachbarten der Öffnungen zwischen 25% und 50% der durchschnittlichen Tiefe des Strömungskörpers beträgt, die sich in dem Bereich in der Strömungskörper-Spannweitenrichtung des Strömungskörpers ergibt, über den sich die jeweilige Öffnung erstreckt.
Nach einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Strömungskörpers ist vorgesehen, dass jede der Öffnungen der Mehrzahl von Öffnungen einem sich von einem der angenommenen Strömungsrichtung zugewandten Vorderkantenabschnitt des Strömungskörpers aus und sich in der Strömungskörper-Tiefenrichtung erstreckenden Bereich zwischen 3% und 12% der durchschnittlichen Tiefe des Strömungskörpers gelegen sind, wobei sich die durchschnittliche Tiefe des Strömungskörpers in demjenigen sich in der Strömungskörper-Spannweitenrichtung erstreckenden Bereich ergibt, über den sich die jewellige Öffnung erstreckt.
Nach einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Strömungskörpers ist vorgesehen, dass die sich in der Strömungskörper-Tiefe erstreckende Breite jeder der Öffnungen der Mehrzahl von Öffnungen wenigstens über 50% ihrer sich in der Strömungskörper-Spannweitenrichtung erstreckenden Länge zwischen 3 mm und 30 mm beträgt.
Nach einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Strömungskörpers ist vorgesehen, dass die Öffnungen derart geformt sind, dass der größte sich in der Strömungskörper-Spannweitenrichtung erstreckende Abstand zwischen zwei einander gegenüber liegenden Seitenrändern der Öffnungen um wenigstens das Zweifache größer als der größte Abstand zwischen zwei in der Strömungskörper-Tiefenrichtung gegenüber liegenden Seitenrändern der Öffnungen.
Nach einem Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Einsaugen und/oder Ausblasen von Fluid durch eine Mehrzahl von unter Ausbildung jeweils einer Öffnung in einen sich in einer Strömungskörper-Spannweitenrichtung und einer Strömungskörper-Tiefenrichtung erstreckenden Strömungsoberflächen-Abschnitt eines Strömungskörpers ausmündenden Fluidleitungen, wobei die Mehrzahl der Öffnungen zumindest eine Reihe von in der Strömungskörper-Spannweitenrichtung hintereinander angeordneten ersten Öffnungen und zweiten Öffnungen aufweist, wobei die ersten und zweiten Öffnungen in der Strömungskörper-Spannweitenrichtung abwechselnd hintereinander angeordnet sind, mit den Schritten:

– Einsaugen von Fluid durch die ersten Öffnungen während eines ersten Zeitabschnitts,
– Ausblasen von Fluid durch die zweiten Öffnungen wenigstens während eines Abschnitts des ersten Zeitabschnitts,
– Ausblasen von Fluid durch die ersten Öffnungen während eines zweiten Zeitabschnitts,
– Einsaugen von Fluid durch die zweiten Öffnungen wenigstens während eines Abschnitts des zweiten Zeitabschnitts.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann insbesondere vorgesehen sein, dass der erste Zeitabschnitt und der zweite Zeitabschnitt gleich lang sind und sich abwechselnd wiederholen.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Strömungskörper vorzugsweise für ein Flugzeug mit einem sich entlang einer Strömungskörper-Spannweltenrichtung und einer Strömungskörper-Tiefenrichtung des Strömungskörpers erstreckenden Strömungsoberflächen-Abschnitt und mit wenigstens einer unter Ausbildung jeweils einer Öffnung in einen Strömungsoberflächen-Abschnitt ausmündenden Fluidleitung vorgesehen. Ein Endabschnitt der in den Strömungsoberflächen-Abschnitt ausmündenden Fluidleitung des Strömungskörpers ist in der von der Strömungskörper-Tiefenrichtung und der Strömungskörper-Spannweitenrichtung aufgespannten Ebene derart geformt, dass sich der Querschnitt des in die jeweilige Öffnung ausmündenden Endabschnitts der Fluidleitung entlang der Strömungskörper-Dickenrichtung verjüngt oder erweitert.
Nach einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Strömungskörpers ist vorgesehen, dass die Verringerung oder Vergrößerung des Fluidleitungs-Endabschnitts über einen sich in der Strömungskörper-Dickenrichtung S-D erstreckenden Abschnitt vorgesehen ist, der betragsmäßig wenigstens so groß ist wie 40% der sich in der Strömungskörper-Tiefenrichtung erstreckenden größte Querschnittsdicke der Öffnung, in die der jeweilige Endabschnitt ausmündet.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Einsaugen und/oder Ausblasen von Fluid durch wenigstens eine von unter Ausbildung jeweils einer länglichen Öffnung in einen Strömungsoberflächen-Abschnitt eines Strömungskörpers ausmündende Fluidleitung vorgesehen, wobei die Endabschnitte der in den Strömungsoberflächen-Abschnitt ausmündenden Fluidleitung in der von der Strömungskrper-Tiefenrichtung und der Strömungskörper-Spannweitenrichtung aufgespannten Ebene derart geformt ist, dass sich der Endabschnitt der Auslassleitung in der Strömungskörper-Dickenrichtung verjüngt oder erweitert.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Hochauftriebskörper zur Anordnung an einer Hinterkante eines Hauptflügels eines Flugzeugs mit einem sich entlang einer Strömungskörper-Spannweitenrichtung und einer Strömungskörper-Tiefenrichtung des Hochauftriebskörpers erstreckenden Strömungsoberflächen-Abschnitt und mit wenigstens einer unter Ausbildung jeweils einer länglichen Öffnung in den Strömungsoberflächen-Abschnitt ausmündenden Fluidleitung vorgesehen. Dabei ist ein Endabschnitt der in den Strömungsoberflächen-Abschnitt ausmündenden Fluidleitung derart verstellbar, dass die Richtung des Endabschnitts der in den Strömungsoberflächen-Abschnitt ausmündenden Fluidleitung gegenüber der Strömungskörper-Tiefenrichtung des Hochauftriebskörpers in einem vorgegebenen Verstellbereich veränderbar ist. Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, dass an den Endabschnitt der Fluidleitung eine Verstellvorrichtung derart gekoppelt ist, das diese die Richtung des Endabschnitts der Fluidleitung Innerhalb des vorgegebenen Verstellbereichs verstellen kann.
Nach einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hochauftriebskörpers ist vorgesehen, dass zwischen der Richtung der Mittellinie des an der länglichen Öffnung gelegenen Endabschnitts der Fluidleitung und der lokalen Oberflächen-Tiefenrichtung ein Winkel auftritt, der zwischen 0 Grad und 40 Grad beträgt und/oder dass der Verstellbereich derart eingereichtet ist, dass zwischen der Richtung der Mittellinie des an der länglichen Öffnung gelegenen Endabschnitts der Fluidleitung und der lokalen Oberflächen-Tiefenrichtung ein Winkel auftritt, der zwischen 170 Grad und 90 Grad beträgt.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Einsaugen und/oder Ausblasen von Fluid durch wenigstens eine unter Ausbildung jeweils einer länglichen Öffnung in einen Strömungsoberflächen-Abschnitt eines Strömungskörpers ausmündenden Fluidleitung vorgesehen. Bei diesem Verfahren ist vorgesehen, dass ein Endabschnitt der in den Strömungsoberflächen-Abschnitt ausmündenden Fluidleitung mittels einer an den Endabschnitt gekoppelten Fluidleitungendabschnitt-Verstellvorrichtung derart verstellt wird, dass die Richtung des Endabschnitts der in den Strömungsoberflächen-Abschnitt ausmündenden Fluidleitung gegenüber der Strömungskörper-Tiefenrichtung des Strömungskörpers in einem vorgegebenen Verstellbereich verändert wird.
Bei einer erfindungsgemäßen Ausführungsform des Verfahrens zum Einsaugen und/oder Ausblasen von Fluid an einem Strömungskörper is vorgesehen, dass der Strömungskörper ein an der Hinterkante eines Hauptflügels eines Flugzeugs angeordneter Hochauftriebskörper ist und dass die Fluidleitung-Endabschnittverstellvorrichtung mit einer Steuerungsvorrichtung zur Steuerung der Verstellposition des Hochawftriebskörpers funktional gekoppelt ist, dass die Fluidleitung-Endabschnittverstellvorrichtung eine Verstellung des Hochauftriebskörpers in Abhängigkeit einer von der Steuerungsvorrichtung empfangenen kommandierten und/oder erfassten Verstellposition des Hochauftriebskörpers erfolgt.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann vorgesehen sein, dass die Verstellung des Hochauftriebskörpers durch die Fluidleitungendabschnitt-Verstellvorrichtung derart erfolgt, dass der Ausblaswinkel zwischen ±15 Grad gegenüber der Tiefenrichtung des Hauptflügels oder ±15 Grad gegenüber der Strömungsrichtung des den Hauptflügel anströmenden Fluids aufgrund der Verstellposition des Hochauftriebskörpers und eines aktuellen Anstellwinkels verstellt wird.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Strömungskörper zur Anordnung an einer Hinterkante eines Hauptflügels eines Flugzeugs vorgesehen, der einen sich entlang einer Strömungskörper-Spannweitenrichtung und einer Strömungskörper-Tiefenrichtung des Strömungskörpers erstreckenden Strömungsoberflächen-Abschnitt und mit wenigstens eine unter Ausbildung jeweils einer Öffnung in den Strömungsoberflächen-Abschnitt ausmündende Fluidleitung aufweist, wobei die Öffnung derart geformt ist, dass sich die lokale in der Spannweitenrichtung verlaufende Länge der Öffnung wenigstens über einen Bereich von 40% der maximalen Breite in der Strömungskörper-Tiefenrichtung des Strömungskörpers gesehen vergrößert oder verkleinert.
Nach einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Strömungskörpers ist vorgesehen, dass ein Endabschnitt der in den Strömungsoberflächen-Abschnitt ausmündenden Fluidleitung in der Ebene, die von einer lokalen Strömungskörper-Tiefenrichtung und einer lokalen Strömungskörper-Spannweitenrichtung aufgespannt wird, gesehen die Wandung des Endabschnitts der Auslassleitung verjüngt oder erweitert.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Einsaugen und/oder Ausblasen von Fluid durch wenigstens eine unter Ausbildung jeweils einer Öffnung in einen Strömungsoberflächen-Abschnitt eines Strömungskörpers ausmündenden Fluidleitung, wobei die Öffnung derart geformt ist, dass sich die lokale in der Spannweitenrichtung verlaufende Länge der Öffnung wenigstens über einen Bereich von 40% der maximalen Breite in der Strömungskörper-Tiefenrichtung des Strömungskörpers gesehen vergrößert oder verkleinert.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der beigefügte Figuren beschrieben, die zeigen:
1 eine perspektivische Darstellung eines Flugzeugs mit Strömungskörpern und insbesondere einem Tragflügel, Stellklappen und Hochauftriebskörpern, an denen die Erfindung angewendet werden kann,
2 eine perspektivische Darstellung eines Heckleitwerks eines Flugzeugs mit Strömungsflächen, an denen die Erfindung angewendet werden kann,
3 eine perspektivische Darstellung eines Strömungskörpers, der nach einem Aspekt der Erfindung in einer Ausführungsform mit zwei Öffnungen dargestellt ist,
4 eine perspektivische Darstellung eines Strömungskörpers, der nach einem weiteren Aspekt der Erfindung in einer Ausführungsform aus zwei Reihen von jeweils mehreren in der Strömungskörper-Spannweitenrichtung des Strömungskörpers gesehen hintereinander gelegenen länglichen Öffnungen dargestellt ist,
5 eine schematische Darstellung eines Querschnitts eines Strömungskörpers nach der Erfindung, in dem ein Strömungsforderantrieb an einen Verbindungskanal angeschlossen ist, der zwei Öffnungen an der oberen Strömungsoberfläche miteinander verbindet, wobei das Leitungsendstück, das mit einer der Öffnungen an der Strömungsoberfläche ausmündet, in Bezug auf die Strömungskörper-Tiefenrichtung nach hinten ausmündet,
6 eine Querschnittsdarstellung des Strömungskörpers nach der 4 im Bereich des nach hinten ausmündenden Leitungsendstücks, das im Gegensatz zu dem in der 4 dargestellten Leitungsendstück gekrümmt verläuft,
7 einen Querschnitt einer Ausführungsform eines Strömungskörpers mit vier in der Strömungskörper-Spannweitenrichtung gesehen hintereinander gelegenen und unter Ausbildung jeweils einer länglichen Öffnung in den Strömungsoberflächen-Abschnitt ausmündenden Fluidleitungen,
8 eine schematische Darstellung eines Querschnitts eines Strömungskörpers nach der Erfindung gemäß der 5 oder 6, wobei das Leitungsendstück, das mit einer der Öffnungen an der Strömungsoberfläche ausmündet, in Bezug auf die Strömungskörper-Tiefenrichtung nach vorne oder in Richtung zunehmender Tiefenkoordinate ausmündet,
9 eine Draufsicht auf einen Strömungsoberflächen-Abschnitt eines nach einem weiteren erfindungsgemäßen Aspekt gebildeten Strömungskörpers, wobei der Strömungsoberflächen-Abschnitt eine nach einer erfindungsgemäßen Ausführungsform gebildete Öffnung aufweist,
10 eine Draufsicht auf einen Strömungsoberflächen-Abschnitt gemäß der 9 mit einer nach einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform gebildeten Öffnung,
11 eine Draufsicht auf einen Strömungsoberflächen-Abschnitt gemäß der 9 mit einer nach einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform gebildeten Öffnung,
12 eine Draufsicht auf einen Strömungsoberflächen-Abschnitt gemäß der 9 mit einem nach einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform gebildeten Öffnung,
13 eine Draufsicht auf einen Strömungsoberflächen-Abschnitt gemäß der 9 mit einer nach einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform gebildeten Öffnung,
14 eine Draufsicht auf einen Strömungsoberflächen-Abschnitt gemäß der 9 mit einer nach einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform gebildeten Öffnung,
15 eine Draufsicht auf einen Strömungsoberflächen-Abschnitt gemäß der 9 mit einem nach einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform gebildeten länglichen Öffnung,
16 eine perspektivische Darstellung eines Strömungskörpers, der nach einem weiteren Aspekt der Erfindung in einer Ausführungsform aus zwei Reihen von jeweils mehreren in der Strömungskörper-Spannweitenrichtung des Strömungskörpers gesehen hintereinander gelegenen Öffnungen dargestellt ist, wobei die Öffnungen nach der 9 geformt sind,
17 eine perspektivische Darstellung eines Strömungskörpers, der nach einem weiteren Aspekt der Erfindung in einer Ausführungsform aus zwei Reihen von jeweils mehreren in der Strömungskörper-Spannweitenrichtung des Strömungskörpers gesehen hintereinander gelegenen länglichen Öffnungen dargestellt ist, wobei die länglichen Öffnungen nach der 9 geformt, jedoch gegenüber deren Orientierung gemäß der 16 eine andere Orientierung haben,
18 eine Prinzipdarstellung eines nach einem weiteren Aspekt der Erfindung vorgesehenen Strömungskörpers, wobei die Darstellung eine Kombination eines Querschnittsbereichs mit zwei Leitungs-Endstücken einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Strömungskörpers im unteren Teil der Darstellung und eines Bereichs eines Strömungsoberflächen-Abschnitts des Strömungskörpers mit zwei länglichen Öffnungen im oberen Teil der Darstellung zeigt, die als Öffnung jeweils eines der Leitungs-Endstücke an dem Strömungsoberflächen-Abschnitt ausgebildet sind, wobei die Querschnitte der Leitungs-Endstücke und die zugehörigen länglichen Öffnungen nach einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform gestaltet sind,
19 eine weitere Prinzipdarstellung nach der 18, wobei die Querschnitte der Leitungs-Endstücke und die zugehörigen länglichen Öffnungen nach einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform gestaltet sind,
20 eine weitere Prinzipdarstellung nach der 18, wobei die Querschnitte der Leitungs-Endstücke und die zugehörigen länglichen Öffnungen nach einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform gestaltet sind
21 eine weitere Prinzipdarstellung nach der 18, wobei die Querschnitte der Leitungs-Endstücke und die zugehörigen länglichen Öffnungen nach einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform gestaltet sind
22 eine weitere Prinzipdarstellung nach der 18, wobei die Querschnitte der Leitungs-Endstücke und die zugehörigen länglichen Öffnungen nach einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform gestaltet sind
23 eine weitere Prinzipdarstellung nach der 18, wobei die Querschnitte der Leitungs-Endstücke und die zugehörigen länglichen Öffnungen nach einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform gestaltet sind.
Die Erfindung bezieht sich generell auf einen Strömungskörper K, also einen fluiddynamischen Körper, der bestimmungsgemäß von einer Strömung angeströmt und von dieser umströmt wird. Zur Beeinflussung der Strömung, die den Strömungskörper K anströmt und entlang eines Strömungsoberflächen-Abschnitts S zumindest teilweise umströmt, weist der Strömungskörper K wenigstens eine Strömungsleitung oder einen Strömungsleitungs-Endabschnitt 50 auf, der in einem Strömungsoberflächen-Abschnitt S des Strömungskörpers S eine Strömungsoberflächen-Öffnung 51 oder eine längliche Öffnung ausbildet. Die Fluidleitung 50 bzw. der Strömungsleitungs-Endabschnitt 53 kann die Funktion einer Auslassleitung und einer Einlassleitung sowie einer Einlass- und Auslassleitung haben. Bei den Ausführungsformen der Erfindung kann der Strömungskörper einen in diesem integrierten Strömungsförderantrieb 70 aufweisen, der vorzugsweise an einen Verbindungskanal 45 angeschlossen ist, der wenigstens zwei Öffnungen an der oberen Strömungsoberfläche miteinander verbindet, wobei das Leitungsendstück oder der Leitungs-Endabschnitt 53 mit einer der Öffnungen an der Strömungsoberfläche ausmündet. Der Leitungs-Endabschnitt 53 kann über den Verbindungskanal 45 mit wenigstens einem weiteren Leitungs-Endabschnitt verbunden sein, der insbesondere an dem Strömungsoberflächen-Abschnitts S ausmünden kann. Die Fluidleitung 50 kann insbesondere über einen Strömungskanal 45 mit einer Einlassöffnung 40 strömungstechnisch verbunden sein.
Nach der Erfindung ist die Fluidleitung zum Ausströmen oder Ausblasen von durch die Auslassleitung 50 bereitgestelltem Fluid auf die Strömungsoberfläche S und/oder zum Einsaugen von oberhalb der Strömungsoberfläche S aufgrund der Anströmung des Strömungskörpers vorhandenen Fluid vorgesehen. Dabei kann das Ausströmen bzw. Einsaugen derart vorgesehen sein, dass ein gepulstes oder nicht-gepulstes Ausstoßen bzw. Ausblasen und gegebenenfalls auch Einsaugen durch die Strömungsleitung oder Auslass-Öffnung 51 erfolgt. Im Falle, dass an der Öffnung 51 ein gepulstes und miteinander abwechselnd Ausblasen und Einsaugen vorgesehen st, kann die Fluidleitung oder Strömungsleitung 50 als Ausblas- und Einsaugleitung bezeichnet werden. Hierzu ist nach einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass an die Auslassleitung 50 ein Strömungsförderantrieb oder Fluidaktuator angekoppelt oder mit der Auslassleitung 50 ein Strömungsförderantrieb oder Fluidaktuator integriert ist, der das Ausströmen und Einsaugen von Fluid durch die Auslassleitung 50 beeinflusst und somit durch die Auslass-Öffnung 51 periodisch und insbesondere zwischen mehreren Fluidleitungen abwechselnd aktuiert. Das Ausströmen des Fluids an der Strömungsoberfläche des Strömungskörpers K oder des fluiddynamischen Körpers erzeugt einen von dem Fluid beeinflussten Bereich des Strömungsoberflächen-Abschnitts S, der in Bezug auf den Strömungskörper oder fluiddynamischen Körper K im Wesentlichen in der Strömungsrichtung S gesehen hinter der Öffnung gelegen ist, d. h. dass die Strömung nach Passieren der Auslass-Öffnung 51 von dem ausströmenden Fluid beeinflusst wird. Daraus ergibt sich, ein Verhältnis von einem hinteren beeinflussten und einen vorderen, vom Ausströmen des Fluids nicht-beeinflusster Bereich. Die Strömung in diesem hinteren Bereich kann durch die erfindungsgemäßen Lösungen gezielt eingestellt werden, so dass insbesondere erreicht werden kann, dass bei Strömungszuständen, die z. B. bei einem bestimmten Anströmen des Strömungskörpers oder fluiddynamischen Körpers K die Ablösung der Strömung von der Strömungsoberfläche in dem hinteren Bereich bewirken, diese Ablösungstendenz reduzieren oder die Ablösung der Strömung verhindern.
Nach einer erfindungsgemäßen Ausführungsform wird der Strömungskörper oder fluiddynamische Körper K bestimmungsgemäß von Luft angeströmt, so dass es sich bei diesem um einen aerodynamischen Körper handelt. Dabei kann der aerodynamische Körper ein Bauteil eines Fahrzeugs und insbesondere eines Luftfahrzeugs oder eines Landfahrzeugs, also. z. B. eines Autos, oder eines Wasserfahrzeugs oder Schiffes sein. Der aerodynamische Körper oder das aerodynamische Bauteil eines Autos kann insbesondere ein Spoiler sein.
Die 1 zeigt ein zur Anwendung von Ausführungsformen der Erfindung vorgesehenes Flugzeug F mit zwei Tragflügeln 20a, 20b. In der 1 ist ein auf das Flugzeug F bezogenes Flugzeug-Koordinatensystem KS-F mit einer Flugzeug, Längsachse X, einer Flugzeug-Querachse Y und einer Flugzeug-Hochachse Z eingetragen. Die zur Anwendung der Erfindung vorgesehenen Tragflügel 10a, 10b weisen jeweils einen Hauptflügel H und

– zumindest ein in zwei Bewegungsrichtungen bewegbar daran angeordnetes Querruder 11a bzw. 11b,
– optional wenigstens einen daran bewegbar angeordneten Spoiler 12a bzw. 12b,
– optional wenigstens einen zwischen einer eingefahrenen und einer ausgefahrenen Stellung bewegbar am Hauptflügel angeordneten Vorderkanten-Hochauftriebskörper 13a, 13b wie z. B. einen Vorflügel oder eine Vorderkantenklappe und
– optional wenigstens eine Hinterkantenklappe 14a, 14b

1

12a

12b

13a

13b

14a

14b

Weiterhin weist das in der 1 dargestellte Flugzeug F ein Seitenleitwerk 20 mit zumindest einem Seitenruder 21 auf. Optional kann das Flugzeug F auch ein Höhenleitwerk 24 mit jeweils zumindest einem Höhenruder 25 aufweisen, wie es in der 2 dargstellt ist. Das Höhenleitwerk 24 kann auch als T-Leitwerk oder Kreuz-Leitwerk ausgebildet sein. Die Erfindung kann auch auf das Seitenleitwerk 20 und/oder das Höhenleitwerk 24 angewendet werden.
Das erfindungsgemäße, für die Anwendung der Erfindung vorgesehene Flugzeug F kann auch eine andere Form als das in der 1 dargestellte Flugzeug F haben, so dass die Erfindung auch auf im Vergleich zu dem in der 1 dargestellten Flugzeug andersartig ausgebildeten Flugwerken, also Tragflügel und/oder Leitwerken angewendet werden kann, wie beispielsweise auf Tragflügel, Hilfsflügel, Canards oder Leitwerke eines Hochdeckers oder eines Nurflüglers.
Der erfindungsgemäße Strömungskörper oder fluiddynamische Körper K oder das erfindungsgemäße Strömungskörper-Bauteil kann eines der genannten Flugwerk-Bauteile eines Flugzeugs sein, also ein Hochauftriebskörper oder eine Vorderkantenklappe 13a, 13b und/oder eine Hinterkantenklappe 14a, 14b, und/oder eine Stellklappe, also ein Querruder 11a, 11b oder am Spoiler 12a, 12b, und/oder ein Seitenleitwerk 20 und/oder ein Seitenruder 21 und/oder ein Höhenleitwerk 24 und/oder ein Höhenruder 25.
Zur Beschreibung der Erfindung werden demgemäß folgende Koordinatensysteme eingeführt:

– das Koordinatensystem KS-H des Hauptflügels H als ein lokales Koordinatensystem mit einer Hauptflügel-Spannweitenrichtung S-H, einer Hauptflügel-Tiefenrichtung T-H und einer Hauptflügel-Dickenrichtung D-H jeweils des Hauptflügels, wobei der Ursprung des lokalen Koordinatensystems KS-H des Hauptflügels H an der jeweils zu wählenden Stelle der Vorderkante, also der entgegengesetzt zur X-Achse gesehen vordersten Linie des Hauptflügels H gelegen ist und wobei das Koordinatensystem KS-H des Hauptflügels H derart orientiert ist, dass die Hauptflügel-Spannweitenrichtung S-H in der Richtung der Flugzeug-Querachse Y und die Hauptflügel-Dickenrichtung D-H in der Richtung der Flugzeug-Hochachse Z verläuft,
– das Koordinatensystem KS-L des Seitenleitwerks L als ein lokales Koordinatensystem mit einer Seitenleitwerk-Spannweitenrichtung S-L, einer Seitenleitwerk-Tiefenrichtung S-L und einer Seitenleitwerk-Dickenrichtung D-L jeweils des Seitenleitwerks L, wobei der Ursprung des lokalen Koordinatensystems KS-L des Seitenleitwerks L an der jeweils zu wählenden Stelle der Vorderkante, also der entgegengesetzt zur X-Achse gesehen vordersten Linie des Seitenleitwerks L gelegen ist und wobei das Koordinatensystem KS-H des Seitenleitwerks L derart orientiert ist, dass die Seitenleitwerk-Spannweitenrichtung S-H in der Richtung der Flugzeug-Hochachse Z und die Seitenleitwerk-Dickenrichtung D-L in der Richtung der Flugzeug-Querachse Y verläuft,
– das Koordinatensystem KS-HS des Höhenleitwerks HS als ein lokales Koordinatensystem mit einer Höhenleitwerk-Spannweitenrichtung S-HS, einer Höhenleitwerk-Tiefenrichtung T-HS und einer Höhenleitwerk-Dickenrichtung D-HS jeweils des Höhenleitwerks HS, wobei der Ursprung des lokalen Koordinatensystems KS-HS des Höhenleitwerks HS an der jeweils zu wählenden Stelle der Vorderkante, also der entgegengesetzt zur X-Achse gesehen vordersten Linie des Höhenleitwerks HS gelegen ist und wobei das Koordinatensystem S-H des Hauptflügels H derart orientiert ist, dass die Hauptflügel-Spannweitenrichtung S-H in der Richtung der Flugzeug-Querachse Y und die Hauptflügel-Dickenrichtung D-H in der Richtung der Flugzeug-Hochachse Z verläuft, und
– generell das Koordinatensystem KS-B des generellen Strömungskörpers K als ein lokales Koordinatensystem mit einer Strömungskörper-Spannweitenrichtung S-B, einer Strömungskörper-Tiefenrichtung T-B und einer Stromungskörper-Dickenrichtung D-K jeweils des Strömungskörpers B, wobei der Ursprung des lokalen Koordinatensystems KS-B Strömungskörpers B an der der Strömung entgegen gerichteten Vorderkante VK, also der entgegengesetzt zur X-Achse gesehen vordersten Linie des Strömungskörpers K gelegen ist und wobei das Koordinatensystem KS-B des Strömungskörpers K derart orientiert ist, dass die Strömungskörper-Spannweitenrichtung S-K in der Richtung der Flugzeug-Querachse Y und die Strömungskörper-Dickenrichtung D-K in der Richtung der Flugzeug-Hochachse Z verläuft.

Die Achsen X, Y, Z können in analoger Weise auch hinsichtlich der Anwendung der Erfindung für andere Fahrzeuge verwendet werden, so dass z. B. die X-Achse die Längsachse des jeweiligen Fahrzeugs ist.
Bei den Ausführungsformen des Strömungskörpers B z. B. als Hauptflügel, Stellklappe, Seitenleitwerk sind die Gesichtspunkte und Definitionen von geometrisches Größen wie insbesondere deren Spannweitenrichtung, Tiefenrichtung und Dickenrichtung analog von den Definitionen des Strömungskörpers hierzu übertragbar.
Zur Definition von Begrifflichkeiten und Belügen bei der Beschreibung der Erfindung und insbesondere des Strömungskörpers K wird auf eine Profilquerschnitts-Referenzlinie RP sowie ein kartesisches Strömungskörper-Koordinatensystem KS-B mit einer Strömungskörper-Spannweitenrichtung S-B, einer Strömungskörper-Dickenrichtung D-B und einer Strömungskörper-Tiefenrichtung T-B Bezug genommen. Dabei verläuft die Spannweitenrichtung generell quer und senkrecht oder in etwa senkrecht zu den Profilquerschnittsflächen des Strömungskörpers, also denjenigen Flächen, die von der Profilkontur der sich entlang der angenommenen Strömungsrichtung erstreckenden Profilquerschnittsfläche verläuft. Die Strömungsrichtung oder Anströmungsrichtung des Fluids ist dabei diejenige Richtung, bei der der Strömungskörper bei seiner gegebenen Gestalt seine bestimmungsgemäß vorgesehene fluiddynamische Wirkung wie z. B. ein angestrebtes Auftriebs-Widerstandsverhältnis, erzeugt. Durch die Strömungskörper-Spannweitenrichtung ergibt sich eine spannweitige Länge des Strömungskörpers K, die Länge zwischen den in der Referenzlinie R gesehen ergebende Länge. Die Profilquerschnitts-Referenzlinie RP kann dabei insbesondere durch die Verbindungslinie der Flächenschwerpunkte von Referenz-Profilquerschnittsflächen des Strömungskörpers B definiert sein sein. Dabei werden jeweils diejenigen ebenen Referenz-Profilquerschnittsflächen betrachtet, deren Flächen sich entlang oder im Wesentlichen in Richtung der bestimmungsgemäß vorgesehenen Anströmungsrichtung des Fluids erstrecken und deren Orientierung sich durch diejenige Ausrichtung der jeweiligen Referenz-Profilquerschnittsflächen ergibt, bei der die jeweilige Referenz-Profilquerschnittsfläche die betragsmäßig kleinste Querschnittsfläche hat. Die Profilquerschnitts-Referenzlinie RP kann, insbesondere wenn der Strömungskörper B in der Längsrichtung verwunden ist, eine gekrümmte Linie sein. Die Spannweitenrichtung des Strömungskörper-Koordinatensystem KS-B kann dabei insbesondere durch die geradlinige Verbindung der beiden äußeren Endpunkte der Profilquerschnitts-Referenzlinie RP definiert sein. Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Strömungskörpers B, bei der der Strömungskörper an einem seiner spannweitigen Enden an einem Fahrzeug wie insbesondere als Flügel oder Flügelteil an einem Flugzeugrumpf angeordnet ist, wird hierin das an dem Fahrzeug liegende Ende als erstes Ende oder inneres Ende des Strömungskörpers B bezeichnet. Dieses erste Ende des Strömungskörpers B liegt dort vor, wo die Referenz-Profilquerschnittsfläche mit der betragsmäßig kleinsten Querschnittsfläche des Strömungskörpers B die sich aus der Anschlussverbindung des Strömungskörpers B mit dem Fahrzeugteil ergebende Verschneidungsfläche berührt oder mit dieser abschnittsweise identisch ist. Bei einer alternativen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Strömungskörpers B, bei der dieser – wie z. B. bei einem Fahrzeug-Spoiler – nicht mit einem seiner Enden an einem Fahrzeugteil angeordnet ist und bei dem der Strömungskörper B zwei frelliegende Enden hat, kann die Verbindungslinie der zwei äußersten Enden in Spannweitenrichtung des Strömungskörpers B als die Profilquerschnitts-Referenzlinie RP angesehen werden. Bei einer alternativen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Strömungskörpers B könnte die sich dabei ergebende Profilquerschnitts-Referenzlinie RP bei diesem Strömungskörper B auf beiden um 10% ihrer Gesamtlänge reduziert sein und dann die Spannweitenrichtung als diejenige Richtung und Achse definiert sein, die die Flächenschwerpunkte der an den dann entstehenden Enden liegenden Referenz-Profilquerschnittsfläche mit den betragsmäßig kleinsten Querschnittsflächen verbindet.
Die Tiefenrichtung eines generell lokalen Strömungskörper-Koordinatensystems KS-B kann derart definiert sein, dass diese ausgehend von der jeweils zutreffenden voranstehend beschriebenen Definition der Strömungskörper-Spannweitenrichtung S-B an jeder Stelle in Richtung der längsten Sehne des derjenigen Referenz-Profilquerschnittsfläche mit der betragsmäßig kleinsten Querschnittsfläche gerichtet ist.
Die Dickenrichtung ergibt sich dann als dritte Richtung eines kartesischen Koordinaten-Systems KS-B.
Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Strömungskörpers B, bei der der Strömungskörper K an einem seiner spannweitigen Enden an einem Fahrzeug wie insbesondere als Flügel oder Flügelteil an einem Flugzeugrumpf angeordnet ist, kann die Tiefenrichtung T-B für ein körperfestes Strömungskörper-Koordinatensystem KS-B so definiert sein, dass die Tiefenrichtung T-B in Richtung der längsten Sehne derjenigen Referenz-Profilquerschnittsfläche mit der betragsmäßig kleinsten Querschnittsfläche verläuft, die am ersten Ende des Strömungskörpers K gelegen ist. Die Dickenrichtung ergibt sich denn als dritte Richtung eines kartesischen Koordinaten-Systems KS-B. Nach einer alternativen Definition der Tiefenrichtung T-B für ein körperfestes Strömungskörper-Koordinatensystem KS-B kann diese so definiert sein, dass diese in Richtung derjenigen Referenz-Profilquerschnittsfläche mit der betragsmäßig kleinsten Querschnittsfläche des Strömungskörpers K verläuft, die von den derartigen Referenz-Profilquerschnittsflächen des Strömungskörpers K die betragsmäßig größte Fläche hat.
Sofern bei der Beschreibung nicht anderes festgestellt ist, sind die Definition von geometrischen Größen so zu verstehen, dass bei alternativen jeweils zutreffenden Definition von solchen Größen diejenige Definition maßgebend ist, bei der sich der größere Bereich ergibt.
Dabei ist unter „oben” ausgehend vom Tragflügel T diejenige Richtung zu verstehen, die von der Oberseite S-T des Tragflügels T. also z. B. von der bestimmungsgemäßen Saugseite, weg gerichtet ist oder in die positive Z-Richtung des Flugzeug-Koordinatensystems KS-F oder die positive Flügeldickenrichtung des Tragflügel-Koordinatensystems KS-T gerichtet ist. Bei einem Hauptflügel eines Flugzeug ist die Oberseite an der Saugseite des Strömungskörpers in seinem eingebauten Zustand gelegen und ist bei einem Normal-Flugzustand des Flugzeugs oder wenn dieses am Boden steht entgegen gesetzt zur Schwerkraft-Richtung gerichtet. Analog ist die Orientierungsangabe „oben” auch für andere Fahrzeuge zu definieren, auf die die Erfindung anwendbar ist.
Zur Beschreibung der Erfindung werden weiterhin in Bezug auf den Strömungsoberflächen-Abschnitt S des Strömungskörpers K und zumindest einen bestimmungsgemäß umströmten Bereich des Strömungskörpers K Koordinatensysteme definiert. Ausgehend von einer angenommenen und bestimmungsgemäßen idealen Anströmung des Strömungsköpers K in einer Strömungsrichtung SR ist somit ein lokales Strömungsoberflächen-Koordinatensystem KS-S mit einer lokale Oberflächen-Tiefenrichtung X-S, einer lokale Oberflächen-Spannweitenrichtung Y-S und einer lokale Oberflächen-Normalenrichtung Z-S definiert, die jeweils orthogonal zueinander verlaufen. Die lokale Oberflächen-Tiefenrichtung T-S hat die Richtung des den Strömungskärper K idealerweise anströmenden Fluids und somit die Richtung der Fahrzeug- bzw. Flugzeug-Längsachse X, wenn der Strömungskörper K bestimmungsgemäß verwendet und angeströmt wird und insbesondere bestimmungsgemäß in das jeweilige Fahrzeug unter Ausbildung des Strömungsoberflächen-Abschnitts S eingebaut ist.
Der Strömungskörper weist erfindungsgemäß einen Profilplatten- oder Profilschalenabschnitt auf. Dabei ist der Profilplatten- oder Profilschalenabschnitt insbesondere Bestandteil der Außenwandung des jeweiligen Strömungskörpers oder Strömungskörper-Bauteils des jeweiligen Fahrzeugs nach der Erfindung. In den schematischen Figuren-Darstellungen und insbesondere in den Darstellungen der 5 und 6 sind die Profilplatten- oder Profilschalenabschnitte des jeweiligen Strömungskörper-Bauteils sowie die diese tragenden Strukturbauteile, wie z. B. Stützträger oder Rippen des Strömungskörper-Bauteils, nicht dargestellt. Die dargestellten Profil-Linien von Querschnitten des Strömungskörper-Bauteils bezeichnen schematisch die Außenkonturen des jeweiligen Profilplatten- oder Profilschalenabschnitts.
Die Tiefenrichtung des lokalen Strömungskörper-Koordinatensystems des jeweilige Strömungskörper-Bauteils K verläuft entlang der Längsachse oder der idealen bzw. nominalen Anströmrichtung oder der X-Achse des jeweiligen Wasser- oder Landfahrzeugs. Die Spannweitenrichtung oder Querrichtung verläuft in der Richtung der Hochachse des Fahrzeugs.
In Bezug auf den erfindungsgemäß vorgesehenen Profilplattenabschnitt weist dieser eine Außenseite oder Strömungsseite A, an der im Betrieb, also dem bestimmungsgemäßen Einsatz des Strömungskörpers K das Fluid strömt, und eine Innenseite B auf. die entgegen gesetzt zu der Strömungsseite A gelegen und dem Inneren des Strömungskörper-Bauteils zugewandt ist. Der Strömungsköper weist also en seiner Außenseite oder Strömungsseite A den Strömungsoberflächen-Abschnitt S auf.
Der Hauptflügel H weist in Bezug auf dessen bestimmungsgemäße Verwendung als Strömungskörper eine an der Saugseite desselben verlaufende Oberseite, eine an der Druckseite desselben verlaufende Unterseite auf und kann eine rückseitige, an der Hinterkante des Hauptflügels und gegebenenfalls eine der Hochauftriebsklappe K zugewandte Oberfläche aufweisen. Ausgehend von der Definition der Oberseite und Unterseite des Hauptflügels H werden hierin auch den Seiten bzw. Oberflächen der Leitwerk-Bauteile der Begriff Oberseite oder Unterseite zugeordnet, je nachdem, ob sich deren Oberfläche beim bestimmungsgemäßen Einbau in das Fahrzeug oder eine Teilstruktur desselben zur Saugseite bzw. zur Druckseite des Hauptflügels hin zugewandt ist. Alternativ kann die jeweilige Oberseite und Unterseite so definiert werden, dass die Oberflächen-Normalen der Unterseite in Richtung der Schwerkraft gerichtet sein, warm das Fahrzeug in bestimmungsgemäßer Weise am Boden steht.
Diese Gesichtspunkte oder Merkmale eines Strömungskörpers sind in analoger Weise auf Land- und Wasserfahrzeug anwendbar. Bei letzteren ist dabei die bestimmungsgemäße Orientierung des Wasserfahrzeugs auf dem Wasser maßgebend. Bei Stellklappen oder bewegbaren Strömungskörper-Bauteilen ist der Eindeutigkeit halber die Zuordnung der Oberseite oder Unterseite in Bezug auf die Neutralstellung oder Ausgangsstellung derselben vorzunehmen.
Die Erfindung wird im Folgenden an Hand einer Hochauftriebsklappe HAK beschrieben. Erfindungsgemäß können die für eine Stellklappe oder eine Hochauftriebsklappe vorgesehenen Merkmale generell für einen fluiddynamischen Körper vorgesehen sein, auf den die an Hand der hierin für eine Hochauftriebsklappe beschriebenen Merkmale direkt oder analog zu übertragen sind. Der fluiddynamische Körper kann beim Flugzeug ein Flügel und insbesondere ein Hauptflügel, ein Vorflügel oder eine Vorderkanten-Klappe, ein Seitenleitwerk oder ein Seitenruder oder eine Höhenflosse oder ein Höhenruder sein. Die Stellklappe kann mittels einer Gelenkanordnung an dem Hauptflügel angelenkt sein. Die Gelenkanordnung kann insbesondere eine Dropped-Hinge-Kinematik oder eine Track-Kinematik aufweisen.
Generell ist nach der Erfindung wenigstens eine längliche Öffnung 51 in einem Strömungsoberflächen-Abschnitt S einer Oberseite oder einer Unterseite des Strömungskörpers K vorgesehen. Nach der Erfindung mündet eine Auslassleitung 50 in einen Strömungsoberflächen-Abschnitt S unter Ausbildung einer länglichen Öffnung S. Die Randlinien und somit die Größe oder die Form und/oder die Abmessungen einer jeweiligen länglichen Öffnung wird durch einen Randverlauf derselben definiert. Für den Fall, dass abschnittsweise oder bei einer jeweiligen Auslassöffnung der Übergang zwischen dieser und dem Strömungsoberflächen-Abschnitt S über eine Kantenlinie realisiert ist, ergibt sich der Randverlauf aus einer solchen Kantenlinie. In einem anderen Fall, in dem abschnittsweise oder bei einer jeweiligen Auslassöffnung der Übergang zwischen dieser und dem Strömungsoberflächen-Abschnitt S über eine gekrümmte Übergangs-Konturlinie oder Übergangs-Fläche realisiert ist, ergibt sich der Randverlauf einer länglichen Öffnung oder Auslass-Öffnung aus einer Abweichung des Konturlinienverlaufs im Strömungsoberflächen-Abschnitt S, der den Öffnungsbereich einschließt und sich um diesen herum erstreckt. Der Verlauf der Randlinie der Öffnung im Bereich einer solchen gekrümmten Übergangs-Konturlinie oder Übergangs-Fläche ergibt sich an der Stelle, an der eine Konturlinie des Strömungskörpers K, die abschnittsweise durch die längliche Öffnung und insbesondere in Strömungskörper-Spannweltenrichtung S-K oder in Strömungskörper-Tiefenrichtung T-K verläuft, von der Konturlinie eines idealisierten, d. h. ohne längliche Öffnung versehenen Strömungskörpers K, in der Strömungskörper-Dickenrichtung D-S an dieser Stelle abweicht. Dabei ergeben sich Abmessungen einer länglichen Öffnung insbesondere aus wenigstens abschnittsweise definierten Randlinien-Abschnitten, die in der Strömungskörper-Spannweitenrichtung S-K oder in der Strömungskörper-Tiefenrichtung T-K einander gegenüber liegen und die sich aus in Strömungskörper-Spannweitenrichtung S-K bzw. in Strömungskörper-Tiefenrichtung T-K und jeweils nebeneinander verlaufenden Konturlinien in beschriebener Weise ergeben.
In den 9 bis 15 sind verschiedene Formen von Öffnungen nach der Erfindung gezeigt. Zwei mögliche Anordnungen von mehreren länglichen Öffnung sind in der 15 und 16 gezeigt.
In den 3 und 4 sind schematisch Hochauftriebsklappen HAK als Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Strömungskörpers B mit verschiedenartig vorgesehenen Öffnungen von Fluidleitungen in einen jeweiligen Strömungsoberflächen-Abschnitts S dargestellt. Die in der 3 dargestellte Hochauftriebsklappe HAK weist eine Anordnung 31 aus zwei, in der lokalen Oberflächen-Tiefenrichtung X-S oder Strömungskörper-Tiefenrichtung T-B gesehen hintereinander auf dem Strömungskörper K angeordneten länglichen Öffnungen 32, 33 auf, deren Längen sich jeweils in der Strömungskörper-Spannweitenrichtung S-B oder lokalen Oberflächen-Spannweitenrichtung Y-S jeweils über mehr als 50% der Spannweite SW des Strömungskörpers K erstrecken. Dabei ist die entgegen der Tiefenrichtung T-B gesehen vordere Öffnung oder die näher an der Vorderkante des Strömungskörpers gelegene Öffnung 32 entsprechend einer generellen Ausführungsform der Erfindung in Strömungskörper-Tiefenrichtung T-K gesehen in einem Bereich zwischen 3% und 12% der durchschnittlichen Flügeltiefe gelegen, Nach einer generellen Ausführungsform der erfinderischen Strömungskörpers B ist vorgesehen, dass zumindest eine längliche Öffnung oder eine Reihe von sich in erstreckenden Öffnungen in Strömungskörper-Tiefenrichtung T-B gesehen in einem Bereich zwischen 3% und 12% der durchschnittlichen Flügeltiefe gelegen sind. Weiterhin sind die Öffnungen 32, 33 nach einem weiteren generellen Aspekt der Erfindung gestaltet, nach dem sich die Linie der maximalen Breite oder Länge der länglichen Öffnung 32 mit einer Abweichung von maximal 15 Grad in einer Spannweitenrichtung S-K indem Bereich der länglichen Öffnung 31 des Strömungskörpers oder fluiddynamischen Körpers K erstreckt. Beispielartig ist in der 3 die maximale Länge L32 der länglichen Öffnung 32 dargestellt. Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass bei den erfindungsgemäß vorgesehenen Öffnungen – wie an den Öffnungen 32, 33 gesehen werden kann – generell die größte Querschnittslinie zwischen zwei Punkten von zwei gegenüber liegenden Seitenrändern der Öffnung entlang der Strömungskörper-Spannweitenrichtung S-B größer als die größte Querschnittslinie zwischen zwei Punkten von zwei gegenüber liegenden Seitenrändern der Öffnung entlang der Strömungskörper-Tiefenrichtung T-B, Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung haben die Öffnungen, insbesondere wenn diese sich in einer sich in der Strömungskörper-Spannweitenrichtung S-B erstreckenden Reihe angeordnet sind, eine sich in der Strömungskörper-Spannweitenrichtung S-B erstreckende Länge, die wenigstens um das Zweifache größer ist als deren Breite. In dem Strömungsoberflächen-Abschnitt S auf der Oberseite S1 des Strömungskörpers B ist wenigstens ein Strömungszustandssensor und sind in der Ausführungsform nach der 3 zwei Strömungszustandssensoren FS zur Erfassung des Strömungszustands auf der Oberfläche S1 angeordnet. Diese sind im in der Tiefenrichtung S-B gesehen hinteren Drittel und insbesondere hinteren Viertel der Oberseite S1 des Strömungskörpers B angeordnet. Nach der Erfindung kann generell vorgesehen sein, dass wenigstens ein Strömungssensor FS oder eine Reihe von sich in der Strömungskörper-Spannweitenrichtung S-B hintereinander gelegenen Strömungssensoren FS jeweils zur Erfassung des Strömungszustands auf der Oberfläche S1 im hinteren Drittel und insbesondere hinteren Viertel des Strömungskörpers B derjenigen Seite, also der Oberseite S1 oder der Unterseite S2 des Strömungskörpers B, angeordnet ist, auf der die Öffnungen gelegen sind, Alternativ oder zusätzlich kann an der Oberfläche S1 ein Strömungssensor FS oder eine Reihe von sich in der Strömungskörper-Spannweitenrichtung S-B hintereinander gelegenen Strömungssensoren FS zwischen jeweils zwei in der Strömungskörper-Tiefenrichtung T-B hintereinander gelegenen Öffnungen 32, 33 angeordnet sein.
Die 4 zeigt eine Hochauftriebsklappe HAK mit zwei in der lokalen Oberflächen-Tiefenrichtung X-S oder in Strömungskörper-Tiefenrichtung T-B gesehen hintereinander gelegenen Anordnungen oder Reihen 35, 36 aus jeweils vier Fluidleitungen mit länglichen Öffnungen 37a, 37b, 37c, 37d bzw. 38a, 38b, 38c, 38d in den Strömungsoberflächen-Abschnitt S, die in der lokalen Oberflächen-Spannweitenrichtung Y-S oder Strömungskörper-Tiefenrichtung T-B der nebeneinander angeordnet sind. Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Strömungskörper B auch nur eine sich in der Strömungskörper-Spannweitenrichtung S-B erstreckende Reihe von mehreren Auslass-Öffnungen vorgesehen sein, also z. B. an der Oberseite oder Unterseite des Strömungskörpers B nur die Reihe 35 oder 36. Vorzugsweise ist die eine Reihe von Öffnungen oder eine erste Reihe 35 von Öffnungen in Strömungskörper-Tiefenrichtung T-B gesehen in einem Bereich zwischen 3% und 12% der durchschnittlichen Flügeltiefe gelegen.
Nach der Erfindung kann generell und so auch in der Ausführungsform nach der 4 vorgesehen sein, dass wenigstens ein Strömungssensor FS oder eine Reihe von sich in der Strömungskörper-Spannweitenrichtung S-B hintereinander gelegenen Strömungssensoren FS jeweils zur Erfassung des Strömungszustands auf der Oberfläche S1 im hinteren Drittel und insbesondere hinteren Viertel des Strömungskörpers B derjenigen Seite, also der Oberseite S1 oder der Unterseite S2 des Strömungskörpers B, angeordnet ist, auf der die Öffnungen gelegen sind. Dabei kann vorgesehen sein, dass ein Strömungssensor FS oder eine Mehrzahl von Strömungssensoren FS die in der Strömungskörper-Tiefenrichtung T-B gesehen hinter der hintersten Reihe von Öffnungen angeordnet ist bzw. sind. Alternativ oder zusätzlich kann an der Oberfläche S1 ein Strömungssensor FS oder eine Reihe von sich in der Strömungskörper-Spannweitenrichtung S-B hintereinander gelegenen Strömungssensoren FS zwischen jeweils zwei in der Strömungskörper-Tiefenrichtung T-B hintereinander gelegenen Öffnungen 32, 33 angeordnet sein.
Mögliche Formen, die die in den 3 und 4 gezeigten Öffnungen haben können, sind in den 9 bis 15 gezeigt.
Durch eine derartige Segmentierung wird beim Ausblasen von Fluid durch die jeweiligen Öffnungen der Oberfläche S1 eine flächige Anregung des über der Oberfläche S1 strömenden Fluids und dadurch auch dessen Energetisierung gereicht. Durch die Erzeugung von durch die erfindungsgemäß vorgesehenen Öffnungen und über einen Großteil der Spannweite des Strömungskörpers K ausströmenden Fluids wird die Strömung über der Oberfläche S1, S2 stabilisiert, selbst wenn sich der Anstellwinkel des Strömungskörpers K bezüglich des den Strömungskörper B anströmenden Fluids sehr stark vergrößert wird. Die erfindungsgemäße Wirkung tritt bei einem an der Hinterkante eines Hauptflügels angeordneten Hochauftriebskörper HAK insbesondere in einem Verstellbereich des Hochauftriebskörpers zwischen 4 Grad und 90 Grad auf, wobei diese Maßzahlen insbesondere als Winkel zwischen der Hauptflügel-Sehne und der Sehne des Hochauftriebskörpers definiert sein können. Stattdessen oder zusätzlich wird durch dieses Ein- und/oder Ausblasen von Fluid nach der Erfindung erreicht, dass der mit dem Einsaugen und/oder Ausblasen von Fluid durch die erfindungsgemäß vorgesehenen Öffnungen der Auftrieb des erfindungsgemäßen Strömungskörpers K erhöht werden kann.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist zumindest eine Reihe von in der Strömungskörper-Spannweitenrichtung S-K gesehen hintereinander gelegenen Segment-Öffnungen 37a, 37b, 37c, 37d bzw. 38a, 38b, 38c, 38d in einem Strömungsoberflächen-Abschnitt S einer Oberseite oder einer Unterseite des Strömungskörpers B vorgesehen. Bei einer gegebenen insbesondere durchschnittlichen Klappentiefe des Strömungskörpers B beträgt die durchschnittliche Öffnungslänge in der Strömungskörper-Spannweltenrichtung S-K gesehen jeder der länglichen Öffnungen zwischen 25% und 50% der durchschnittlichen Klappentiefe des Strömungskörpers B. Unter der durchschnittlichen Öffnungslänge wird hierbei die über die sich entlang der Tiefenrichtung des Strömungskörpers ergebende durchschnittliche Öffnungslänge verstanden. Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass der Abstand zwischen den Öffnungen, also der Abstand zwischen den jeweils einander am nächsten gelegenen Punkten zweier benachbarten länglichen Öffnungen zwischen 25% und 50% der durchschnittlichen Klappentiefe des Strömungskörpers B beträgt. Insbesondere kann dabei der Abstand zwischen den länglichen Öffnungen zwischen 28% und 38% der durchschnittlichen Klappentiefe des Strömungskörpers B betragen.
Die Segment-Öffnungen können dabei insbesondere in einem Bereich zwischen 3 und 10% der mittleren Strömungskörper-Tiefe hinter der Vorderkante des Strömungskörpers B gelegen sein.
Die Form der in einem Strömungsoberflächen-Abschnitt S ausgebildeten länglichen Öffnungen kann dabei auf verschiedene Weise definiert sein, wie an Hand der 9 bis 15 und an Hand der 18 bis 23 zusätzlich mit einer Darstellung der Gestalt der Endabschnitte der Fluidleitungen beschrieben wird.
Beispielsweise kann die Form der länglichen Öffnungen rechteckig sein. Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass wenigstens einer der Ecken der länglichen Öffnungen durch einen abgerundeten Randabschnitt ersetzt ist.
Bei diesen Ausführungsformen eines Strömungskörpers K können die länglichen Öffnungen 37a, 37b, 37c, 37d bzw. 38a, 38b, 38c, 38d insbesondere durch die Gestaltung der zwischen den Längsrändern verlaufenden Seitenrändern derart gebildet sein, dass sich die längliche Öffnung in der Strömungskörper-Tiefenrichtung T-B gesehen abschnittsweise verjüngt. Insbesondere können die länglichen Öffnungen nach einer Ausführungsform gestaltet sein, die hierin beschrieben ist.
Bei einem erfindungsgemäßen Strömungskörper B mit zumindest einer Reihe von in der Strömungskörper-Spannweitenrichtung S-B gesehen hintereinander gelegenen längliche Öffnungen 37a, 37b, 37c, 37d; 38a, 38b, 38c, 38d wird eine Durchmischung des entlang dem jeweiligen Strömungsoberflächen-Abschnitt S strömenden Fluids mit dem durch die länglichen Öffnungen strömenden Fluid erreicht. Es wurde überraschend festgestellt, dass durch das erfindungsgemäße Vorsehen eines Größenbereichs der Segmente und insbesondere der durchschnittlichen Segmentlänge der längliche Öffnunge in der Strömungskörper-Spannweitenrichtung S-B jeder der länglichen Öffnungen in Abhängigkeit der durchschnittlichen Tiefe des Strömungskörpers B ein gepulstes Ausblasen oder ein Ausblasen von Fluid mit einem über einen Betriebszeitraum konstanten Durchsatz besonders vorteilhaft ist. Dabei wird in dem an dem jeweiligen Strömungsoberflächen-Abschnitt S strömenden Fluid ein Durchmischen desselben mit dem durch die länglichen Öffnungen ausgeblasenen Fluid in einem vorbestimmten Maße erreicht, durch das entsprechend der Größe und insbesondere Tiefe des Strömungskörpers das an dem jeweiligen Strömungsoberflächen-Abschnitt S strömende Fluid energetisiert und aufgrund der Durchmischung verwirbelt wird, dass die Auftriebseigenschaften und insbesondere der Auftriebsbeiwert des Strömungskörpers bei einem gegebenen Anstellwinkel desselben gegenüber der Strömung verbessert werden.
Insbesondere werden durch eine solche Reihe von länglichen Öffnungen Längswirbel einer der Klappentiefe entsprechenden Größe in dem an dem jeweiligen Strömungsoberflächen-Abschnitt S strömenden Fluid erzeugt, die den Strömungszustand an dieser Stelle und entlang der weiteren Strömungsverlaufs nachfolgend stabilisiert. Die gilt insbesondere bei größeren Anstellwinkeln des Strömungskörpers K.
Dieser Effekt kann insbesondere dadurch verstärkt, dass das Ausblasen von Fluid durch jeweils benachbarte längliche Öffnungen zeitversetzt erfolgt. Vorzugsweise erfolgt bei jeweils zwei benachbarten länglichen Öffnungen wechselweise ein Ausblasen an einer ersten länglichen Öffnung und ein Einsaugen am jeweils zweiten längliche Öffnung und umgekehrt. Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass an jeweils zwei in der Strömungskörper-Spannweitenrichtung S-B gesehen einander benachbarten länglichen Öffnungen 37a, 37b, 37c, 37d; 38a, 38b, 38c, 38d der Reihe von länglichen Öffnungen 37a, 37b, 37c, 37d; 38a, 38b, 38c, 38d in je einem Zeitabschnitt abwechselnd ein Einsaugen und Ausblasen erfolgt, wobei in jedem Zeitabschnitt gleichzeitig ein Einsaugen an jeweils einer ersten länglichen Öffnung 37a, 37b, 37c, 37d; 38a, 38b, 38c, 38d und ein Ausblasen an einer zweiten länglichen Öffnung 37a, 37b, 37c, 37d; 38a, 38b, 38c, 38d – also z. B. en den Öffnungen 37a und 37b – der jeweils einander benachbarten länglichen Öffnungen 37a, 37b, 37c, 37d; 38a, 38b, 38c, 38d und umgekehrt erfolgt.
Dabei kann bei einer Reihe von vier und insbesondere mehr als zwei länglichen Öffnungen vorgesehen sein, dass in der Spannweitenrichtung gesehen eine jeweils erste längliche Öffnung mit einer jeweils zweiten länglichen Öffnung abwechseln. In diesem Fall erfolgt das Ausblasen und Einsaugen von Fluid bei jeweils benachbarten länglichen Öffnungen einer Reihe von in der Strömungskörper-Spannweitenrichtung S-B gesehen hintereinander gelegenen länglichen Öffnungen 37a, 37b, 37c; 38a, 38b, 38c abwechselnd zwischen Einsaugen und Ausblasen an jeweils derselben länglichen Öffnung und gegenphasig bezüglich jeweils benachbarten länglichen Öffnungen. Das Einsaugen und Ausblasen von Fluid kann insbesondere nach einer Sinus-Funktion erfolgen, wobei der Funktionswert insbesondere den Massendurchsatz an Fluid und/oder die Geschwindigkeit der die jeweilige längliche Öffnung durchströmende Fluid bezeichnet. Dabei kann auch eine zeitliche Überlappung des Ausblasens oder Einsaugen von Fluid durch jeweils benachbarte länglichen Öffnungen 37a, 37b, 37c oder 38a, 38b, 38c einer Reihe von länglichen Öffnungen 37a, 37b, 37c, 38a, 38b, 38c vorgesehen sein. Die zeitliche Überlappung kann insbesondere derart vorgesehen sein, dass bis zu einem Viertel der Ausblas-Zeit des jeweiligen Ausblasvorgangs durch jeweils eine längliche Öffnung ein Ausblasen auch durch eine jeweils benachbarte längliche Öffnung erfolgen kann. Der Zeitraum für ein jeweiligen kontinuierliches Ausblasen von Fluid kann bei einem Strömungskörper mit einer Flügeltiefe zwischen 0,5 m und 3 m beispielsweise zwischen 0,1 Sekunden und 3 Sekunden betragen. Nach einer Ausführungsform der Erfindung sind dabei insbesondere über die Zeit gleich große Ausstoß-Zeiträume vorgesehen.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung weist der Strömungskörper B, der insbesondere eine Stellklappe oder eine Hochauftriebsklappe HAK sein kann, zur Beeinflussung der Strömung, die den Strömungskörper B anströmt und diesen entlang eines Strömungsoberflächen-Abschnitts S zumindest teilweise umströmt, eine Fluidleitung oder Strömungsleitung 50 und eine Öffnung 51 an jeweils einer länglichen Öffnung auf, in die die Strömungsleitung 50 mit einem an der Strömungsleitung 50 gelegenen Endabschnitt 53 mündet. Die Strömungsleitung 50 kann en einen Verbindungskanal oder Strömungskanal 45 angeschlossen sein. Nach der in der 5 dargestellten Ausführungsform kann der Verbindungskanal oder Strömungskanal 45 mit einem Strömungskanal 40 verbunden sein, der über eine Öffnung 41 zum Einsaugen und/oder Ausblasen von Fluid an dem einen Strömungsoberflächen-Abschnitt S strömungstechnisch verbunden ist und insbesondere in der Strömungskörper-Tiefenrichtung T-B gesehen vor der Öffnung 51 gelegen sein kann. In der Fluidleitung 50 und vor dem Endabschnitt 53 ist ein Strömungsförderantrieb 70 mit einer ersten Einlass-Auslass-Seite 70a und einer zweiten Einlass-Auslass-Seite 70b integriert, um das Einsaugen und Ausblasen von Fluid durch die Öffnungen 41 und 51 insbesondere wie beschrieben periodisch wechselweise zu steuern. Der Strömungsförderantrieb 70 kann auch in der Verbindungsleitung 45 oder in der Leitung 40 angeordnet sein.
Nach einer weiteren in der 6 dargestellten Ausführungsform sind zwei in der Strömungskörper-Spannweitenrichtung S-B nebeneinander gelegene Öffnungen (in der 6 ist nur die Öffnung 51 gezeigt) über eine Verbindungsleitung 46, in der ein Strömungsantriebsvorrichtung integriert ist, miteinander verbunden, so dass des Einsaugen und Ausblasen von Fluid durch diese Öffnungen insbesondere wie beschrieben periodisch wechselweise erfolgen kann. Die Ausführungsform der 5 kann auch mit der Ausführungsform der 6 kombiniert sein, so dass sowohl wenigstens eine in der Strömungskörper-Tieffenrichtung T-B beabstandete und wenigstens eine in der Strömungskörper-Spannweitenrichtung S-B beabstandete Öffnung mit einer Öffnung 51 über einen Verbindungsleitung 45 bzw. 46 verbunden sind und insbesondere ein periodisches und wechselweises Einsaugen und Ausblasen von Fluid möglich ist.
Die jeweilige Einlassöffnung 41 kann in der Strömungskörper-Tiefenrichtung T-K gesehen vor der oder neben der an dieser über eine Strömungsleitung angeschlossenen Öffnungen 51 gelegen sein, so dass vor der Reihe von in der Strömungskörper-Spannweitenrichtung S-K gesehen hintereinander und/oder nebeneinander (7) gelegenen Einlassöffnungen 51 in Form von länglichen Öffnungen eine Reihe von Einlassöffnungen 41 in dem Strömungsoberflächen-Abschnitt S angeordnet sind, Alternativ dazu können die Einlassöffnungen 51 auch entgegen der Strömungskörper-Tiefenrichtung T-K gesehen hinter einer Reihe von Einlassöffnungen 51 gelegen sein.
Bei der Ausführungsform nach der 7 sind vier und generell mehrere in der Strömungskörper-Spannweitenrichtung S-B nebeneinander liegende Öffnungen 37a, 37b, 37c, 37d, die insbesondere die mit denselben Bezugszeichen in der 4 versehenen Öffnungen sein können, über Fluidleitungen miteinander verbunden, an die ein Strömungsförderantrieb oder eine Pumpe angekoppelt ist. Generell sind jeweils zwei Öffnungen über Verbindungsleitungen 46-1, 46-2 miteinander verbunden, von denen mehrere an einen Strömungsförderantrieb integriert ist (7), um mit dem Strömungsforderantrieb 70 die Strömungsrichtung und den Fluiddruck in den mehreren Verbindungsleitungen 46-1, 46-2 vorsehen zu können und insbesondere ein periodisches und wechselweises Einsaugen und Ausblasen von Fluid an jeweils zwei benachbarten Öffnungen 37a, 37 bzw. 37c, 37d zu realisieren.
Der Strömungsförderantrieb 70 ist vorgesehen, dass bei Aktuierung des Strömungsförderantriebs 70 das in dem jeweiligen Kanal befindliche Fluid zeitweise in einer vorbestimmten Richtung angetrieben wird, um dadurch in dem Kanal eine Fluidströmung in vorbestimmter Weise nach Richtung und Größe einzustellen. Der Strömungsförderantrieb 70 ist dazu in einer Verbindungsleitung oder einer Leitung die mit einer solchen Verbindungsleitung verbunden, integriert oder installiert. Auf diese Weise kann auch ein gegenphasiges und wechselweises Ausblasen und Einsaugen von Fluid an jeweils einander benachbarten Strömungsleitungen 50 erfolgen.
Dabei können auch mehrere Strömungsförderantriebe in eine oder mehrere Leitungen des fluid-dynamischen Körpers integriert sein. Die Leitung, in die der Strömungsförderantrieb oder der Pumpe weist eine Einlass 70a und einen Auslass 70b auf. Der Strömungsförderantrieb kann mit einer fest eingestellten Leistung arbeiten oder dieser kann derart ausgeführt sein, dass mit diesem aufgrund einer entsprechenden Ansteuerung durch eine Ansteuerungsfunktion der Einlassdruck und/oder der Ausblasdruck und/oder der Differenzdruck verändert oder gesteuert wird.
Erfindungsgemäß ist also auch eine Anordnung einer Stellklappe wie einer Hochauftriebsklappe HAK oder eines Seitenruders mit einer Vorrichtung zur Strömungsbeeinflussung en derselben vorgesehen. Die Stallklappe ist mit einem Strömungsfärderentrieb 70 nach einer der erfindungsgemäßen Ausführungsformen gebildet. Die Vorrichtung zur Strömungsbeeinflussung weist auf:

– eine mit der Stellklappen-Verstellvorrichtung funktional in Verbindung stehende Ansteuerungsvorrichtung zur Steuerung des Strömungsförderantriebs 70, wobei die Ansteuerungsvorrichtung von einer Stellklappen-Verstellvorrichtung als Eingangsgröße den Verstellzustand der Stellklappe K empfängt, und
– eine mit dem Strömungsförderantrieb 70 funktional in Verbindung stehende Ansteuerfunktion zur Erzeugung eines Kommandosignals zur Steuerung des Strömungsförderantriebs 70, die aus dem Verstellzustand der Stellklappe K ein entsprechendes Steuerungssignal zur Ansteuerung der Strömungsförderantrieb 70 erzeugt.

Bei der Ausführungsform des erfindungsgemäßen Strömungskörpers B als eine Stellklappe und insbesondere Hochauftriebsklappe HAK mit über eine Segment-Verbindungsleitung 55 miteinander strömungstechnisch verbundenen länglichen Öffnungen zum wechselweisen und gegenphasigen Ausblasen und Einsaugen von Fluid an jeweils zwei benachbarten Öffnungen 51, 37a und 37b, 37c und 37d kann die Ansteuerungsvorrichtung derart ausgeführt sein, dass diese die Frequenz, mit der an jeder Öffnung 51 ein Einsaugen und Ausblasen eines Fluid miteinander abwechseln, in Abhängigkeit des Verstellzustands der Stellklappe einstellt und den Strömungsförderantrieb 70 entsprechend kommandiert, um ein abwechselndes Einsaugen und Ausblasen an jedem längliche Öffnung zu erreichen. So kann in der Ansteuerungsvorrichtung eine Funktion vorgesehen sein, dass diese die Ausfahrstellung der Stellklappe als Eingangsignal erhält und Stellkommandos in Abhängigkeit der Ausfahrstellung der Stellklappe an die zumindest einen Strömungsförderantrieb erzeugt und an diesen sendet, wobei die Stellkommandos derart vorgesehen sind, dass mit denen mit zunehmenden Ausfahren der Stellklappe aus Ihrer Normalstellung oder eingefahrenen Stellung die Frequenz zunimmt, mit der an jeweils einer Öffnung 51 bzw. einem längliche Öffnung ein Ausblasen und Einblasen miteinander abwechseln.
Weiterhin kann bei der Ausführungsform des erfindungsgemäßen Strömungskörpers B Insbesondere als eine Stellklappe und insbesondere Hochauftriebsklappe HAK vorgesehen sein, dass der Endabschnitt 53 oder wenigstens ein Wandungsabschnitt 53a und/oder 53b desselben mittels eines Stellantriebs gegenüber den anderen Abschnitten oder Bestandteilen der Strömungsleitung 50 bzw. des Endabschnitts 53 und insbesondere relativ zum Strömungsoberflächen-Abschnitt S derart zwischen zwei Endstellungen bewegbar oder beweglich ausgeführt ist, dass bei einer entsprechenden Betätigung des Stellantriebs aufgrund der Veränderung der Neigung des Endabschnitts 53 bzw. eines Wandungsabschnitts 53a und/oder 53b relativ zum Strömungsoberflächen-Abschnitt S die Strömungsrichtung des aus der Öffnung 51 strömenden Fluids relativ zum Strömungsoberflächen-Abschnitt S verändert werden kann. Dabei wird insbesondere eine Veränderung des Ausströmwinkels „phi”, für den in der 8 das Bezugzeichen φ verwendet wird, der Strömung verändert. Als Ausströmwinkel kann insbesondere der Winkel zwischen der Ausströmrichtung des Fluids und der lokalen Oberflächen-Tiefenrichtung X-S oder der Tangente an den Strömungsoberflächen-Abschnitt im Flächenschwerpunkt M der Öffnung definiert sein. Die Ansteuerungsfunktion kann insbesondere derart ausgeführt sein, dass diese die Ausfahrstellung der Stellklappe als Eingangsignal erhält und Stellkommandos an die zumindest einen Strömungsförderantrieb erzeugt und an diesen sendet, mit denen mit zunehmenden Ausfahren der Stellklappe aus ihrer Normalstellung oder eingefahrenen Stellung der Ausströmwinkel phi des Fluids derart eingestellt wird, dass die Ausströmrichtung des Fluids in der Hauptflügel-Tiefenrichtung T-H des Hauptflügels gerichtet ist, an dem die Stellklappe angeordnet ist. Vorzugsweise kann auch vorgesehen sein, dass die Ausströmrichtung des Fluids in einem Bereich zwischen ±20 Grad Abweichung von der Hauptflügel-Tiefenrichtung T-H des Hauptflügels gerichtet ist.
Wie in der 6 gezeigt ist, kann der Endabschnitt 53 derart verstellbar sein, dass das durch diesen strömende Fluid eine Strömungskomponente hat, die entgegen der Strömungsrichtung des am Strömungsoberflächen-Abschnitt S den Strömungskörper B umströmenden Fluids hat.
Zur Veranschaulichung dieses Lösungsansatzes ist In der 8 der Endabschnitt 53 mit einer Länge L₅₃ und die Strömungsleitung 50 mit einer Mittellinie M₅₀ gezeigt, die insbesondere als die Linie durch die Flächenschwerpunke der an der jewelligen Stelle kleinsten Querschnittsflächen des Strömungsleitung 50 definiert sein kann. Weiterhin ist in der 7 die Tangente T₅₇ an die Mittellinie M₅₀ an einen Referenzpunkt R₅₇ derselben innerhalb des Endabschnitts 53 dargestellt. Durch die Verstellung oder Einstellung des Endabschnitt 53 bzw. des wenigstens einen Wandungsabschnitts 53a und/oder 53b desselben wird generell die Richtung der Tangente an die Mittellinie M₅₀ an einem Referenzpunkt gegenüber der Richtung der Tagente T₅₁ an den Flächenmittelpunkt der Öffnung 51 wie z. B. die Tangente T₅₇ an die Mittellinie M₅₀ an dem Referenzpunkt R₅₇ verstellt. Erfindungsgemäß kann dabei der Referenzpunkt R₅₇ den doppelten größtmöglichen Durchmesser von der Strömungsoberfläche S entfernt liegen. Erfindungsgemäß kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Änderung des Winkels der Tangente um wenigstens 10 Grad möglich ist.
Nach der Erfindung kann zur Einstellung des Austrittswinkels des durch den jewelligen Endabschnitt 53 austretenden Fluids die Ausrichtung des Endabschnitts 53 insgesamt, also insbesondere die Wandungen des Endabschnitts 53 als Ganzes oder in ihrer unveränderten Form, gegenüber der Stellung des von der Oberfläche S aus gesehen unter dem Endabschnitt 53 gelegenen Abschnitts 54 der Leitung 50 mittels eines Drehgelenks wie z. B. eines Scharniergelenks, oder eines elastischen Strukturgelenks, bei denen die Wandungen der Leitung in einen Gelenkbereich elastisch ausgebildet sind, veränderbar ausgeführt sein. Hierzu kann zur Verstellung der Ausrichtung des Endabschnitts ein funktional mit der Ansteuerungsvorrichtung verbundener Stellantrieb zur Verstellung des Endabschnitts 53 an diesem angekoppelt sein.
Alternativ kann zur Einstellung des Austrittwinkels phi die Ausrichtung eines ein am Strömungsköper B in der Tiefenrichtung T-B vorne liegenden Wandabschnitts 53a und/oder eines am Strömungsköper B in der Tiefenrichtung T-B hinten liegenden Wandabschnitts 53b (8) des Endabschnitts 54 verstellbar gegenüber wenigstens dem Abschnitt 54 und insbesondere auch gegenüber den anderen Wandungsabschnitten des Endabschnitts 43 ausgeführt sein. Hierzu kann der Endabschnitt mit elastischen Wandungen ausgeführt sein und ein funktional mit der Ansteuerungsvorrichtung verbundener Stellantrieb zur Verstellung des vorne liegenden Wandabschnitts 53a und/oder des am Strömungsköper B in der Tiefenrichtung T-B hinten liegenden Wandabschnitts 53b an dem jeweiligen Wandabschnitt 53 bzw. 53b angekoppelt sein.
Die sich in der Strömungsrichtung ergebende Länge des Endabschnitts 53 kann insbesondere derart definiert sein, dass diese den dreifachen kleinsten Durchmesser der Öffnung, mit der der Endabschnitt an der Oberfläche S austritt beträgt.
Alternativ oder zusätzlich zu den voranstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen kann nach der Erfindung auch vorgesehen sein, dass die Frequenz zum Abwechseln von Absaugen und Ausblasen an den längliche Öffnungen bzw. Öffnungen 51 und/oder der Pumpen-Auslassdruck und/oder der Pumpen-Einlassdruck und/oder der Pumpen-Differenzdruck und/oder die Ausrichtung des Endabschnitt 53 oder einer Wandung desselben der jeweils im Hauptflügel 1 und/oder in der Stellklappe K oder der Hochauftriebsklappe angeordneten Pumpe durch eine Regelungsvorrichtung und eine Vorrichtung zur Strömungsbeeinflussung mit einem mit der Regelungsvorrichtung funktional verbundenem Stellantrieb, der an den Endabschnitt 53 bzw. den wenigstens einem Wandungsabschnitt 53a und/oder 53b desselben eingestellt wird. Dabei ist mit der Regelungsvorrichtung auch wenigstens eine Sensorvorrichtung FS mit einem en dem Strömungsoberflächen-Abschnitt S der Stellklappe K oder der Hochauftriebsklappe angeordneten Sensor zur Erfassung von aktuellen Strömungszustandswerten der en dem Strömungsoberflächen-Abschnitt S der Stellklappe K oder der Hochauftriebsklappe anliegenden Strömung funktional derart verbunden, dass die Regelungsvorrichtung von der wenigstens einen Sensorvorrichtung FS Sensorsignale als Eingangssignale empfangen kann. Die Sensorvorrichtung FS kann insbesondere im in der Tiefenrichtung T-B gesehen hinteren Viertel oder auch hinteren Drittel des Stromungskörpers B auf der Oberfläche S angeordnet sein (3 und 4). Alternativ oder zusätzlich kann zur Erfassung von Strömungszustandswerten zur Einstellung oder Regelung der Einsaug-Ausblas-Frequenz und/oder des Fluiddrucks und/oder der Ausrichtung des Endabschnitt 53 oder einer Wandung desselben der an dem Strömungsoberflächen Abschnitt S der Stellklappe K auch andere Sensoren zur Erfassung des Strömungszustands verwendet werden, z. B. die aus dem Stand der Technik bekannten Luftdatensensoren des Flugzeugs, wie z. B. im vordern Rumpfbereich angeordneten externen Luftdrucksonden wobei mit den dabei ermittelten Luftdaten eine Abschätzung des Strömungszustands auf der Oberfläche S erfolgt. Weiterhin weist die Regelungsvorrichtung eine Regelungsfunktion zur Regelung eines vorgegebenen Strömungszustandswertes auf dem Strömungsoberflächen-Abschnitt S der Stellklappe K oder der Hochauftriebsklappe auf. Die Regelungsfunktion steht funktional in Verbindung mit der jeweiligen Sensorvorrichtung zum Empfang von aktuellen Strömungszustandswerten und optional mit der Klappen-Verstellvorrichtung zum Empfang eines Wertes für den Verstellzustand der Stellklappe K oder der Hochauftriebsklappe. Weiterhin steht die Regelungsfunktion mit zumindest einer Pumpe funktional in Verbindung und erzeugt ein Steuersignal, das die Regelungsfunktion an die zumindest eine Pumpe zur Einstellung des Pumpen-Auslassdruckes und/oder des Pumpen-Einlassdruckes und/oder des Pumpen-Differenzdruckes und/oder der Einsang-Ausblas-Frequenz und/oder des Fluiddrucks und/oder der Ausrichtung des Endabschnitt 53 oder einer Wandung desselben an dem Strömungsoberflächen-Abschnitt S sendet, um die Strömung an den jeweils zugeordneten Strömungsleitungen und somit an der Saugseite A der Hochauftriebsklappe zu beeinflussen.
Die Regelungsvorrichtung kann bei diesem Ausführungsbeispiel mit einem in einer in der Stellklappe vorgesehenen Leitungen integrierten Strömungsförderantrieb in Verbindung stehen.
Bei den erfindungsgemäßen Ausführungsformen mit einer Regelungsfunktion kann die Sensorvorrichtung einen Sensor zur Erfassung des Strömungszustands auf dem Strömungsoberflächen-Abschnitt S der Stellklappe K anliegenden oder abgelösten Strömung aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann ein Sensor zur Erfassung der Strömungsgeschwindigkeit vorgesehen sein und/oder kann der Sensor ein Piezo-Wandschubspanungssensor zur Erfassung der Wandschubspannung sein.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung kann der Strömungskörper B – in Verbindung mit oder unabhängig von den voranstehend bezeichneten Ausführungsformen eines Strömungskörpers K mit zumindest einer Reihe von In der Strömungskörper-Spannweitenrichtung S-K gesehen hintereinander gelegenen Öffnungen – eine Form haben, bei der zumindest eine Segment-Öffnung an der Oberseite S1 und/oder Unterseite S2 des Strömungskörpers B angeordnet ist, die mit Längsrändern und zwischen diesen entlang und/oder schräg zur angenommenen Strömungsrichtung verlaufenden Seitenrändern derart gebildet ist, dass sich die in der Spannweitenrichtung S-K verlaufende Länge (beispielartig in der 9 mit dem Bezugszeichen LS110 dargestellt) der Öffnung (im Beispiel die Öffnung 110 der 9) wenigstens über einen Bereich von 50% der maximalen Breite (beispielartig in der 9 mit dem Bezugszeichen LT110 dargestellt) in der Strömungskörper-Tiefenrichtung T-B des Strömungskörpers B und insbesondere des Hochauftriebskörpers HAK gesehen vergrößert oder verkleinert.
Nach einer Ausführungsform des Strömungskörpers B ist die Öffnung in der Oberfläche S insbesondere als längliche Öffnung gestaltet, deren Gestalt insbesondere derart vorgesehen sein kann, dass die größte Querschnittslinie zwischen zwei Punkten des von zwei gegenüber liegenden Seitenrändern in der Strömungskörper-Spannweitenrichtung S-B größer und vorzugsweise wenigstens das Zweifache größer als in der Strömungskörper-Tiefenrichtung T-B ist. Auch könnten die Öffnungen, bei denen sich die in der Spannweitenrichtung S-B verlaufende Länge der jeweiligen Öffnung in der Strömungskörper-Tiefenrichtung T-B gesehen vergrößert oder verkleinert, wie beschrieben als Reihe von in der Strömungskörper-Spannweitenrichtung S-B gesehen hintereinander gelegenen länglichen Öffnungen 37a, 37b, 37c, 37d oder 38a, 38b, 38c, 38d in Strömungskörper-Tiefenrichtung T-B gesehen in einem Bereich zwischen 3% und 12% der durchschnittlichen Flügeltiefe gelegen ist. Auch kann insbesondere vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Öffnung in Strömungskörper-Tiefenrichtung T-B gesehen in einem Bereich zwischen 3% und 12% der durchschnittlichen Flügeltiefe gelegen ist.
Eine Ausführungsform dieser erfindungsgemäßen Lösung, bei der Öffnungen, bei denen sich die in der Spannweitenrichtung S-B verlaufende Länge der jeweiligen Öffnung in der Strömungskörper-Tiefenrichtung T-B gesehen vergrößert oder verkleinert, wird im Detail an Hand der 9 beschrieben, in der eine mit dem Bezugszeichen 110 bezeichnete Ausführungsform einer länglichen Öffnung in einem Strömungsoberflächen-Abschnitt S eines Strömungskörpers B nach der Erfindung zusammen mit dem Koordinatensystem KS-K des generellen Strömungskörpers B dargestellt. Die Öffnung 110 weist in der Strömungskörper-Spannweitenrichtung S-B und quer zur Strömungsrichtung SR verlaufende und einander zugewandte Längsränder 111 und 112 und die Enden jeweils verschiedener Längsränder 111 bzw. 112 miteinander verbindende und einander zugewandte Seitenränder 113 und 114 auf, von denen ein erster Längsrand 113 im Wesentlichen entlang der Strömungskörper-Tiefenrichtung T-K verläuft und ein zweiter Längsrand 114, der bei der dargestellten Ausführungsform der Öffnung 110 abschnittsweise in einem Winkel ungleich 90 Grad zu dem ersten Längsrand 113 verläuft.
Die Form der in der 9 dargestellten Öffnung 110 hat im Wesentlichen die Form eines Trapezes, wenngleich die Seitenränder nicht spitz über Ecken miteinander verbunden sind, sondern die Seitenränder über Kurven-Randabschnitte ineinander übergehen. Die Längsränder 111 und 112 sind in der dargestellten Ausführungsform mit dem Abschnitt 111g bzw. 112g geradlinig gestaltet und haben die Länge L_111g bzw. L_112g. Die an den jeweiligen Enden der Längsränder 111 bzw. 112 anschließenden Seitenränder 113 und 114 schließen daran an mit einem kurvenförmigen Abschnitt 113a und 113b bzw. 114a und 114b zwischen denen ein geradliniger Abschnitt 113g bzw. 114g mit der Länge L_113g bzw. L_114g miteinander verbunden sind. Die Kurvenabschnitte sind derart gestaltet, dass diese einen stetigen Übergang zwischen der Richtung der geradlinigen Abschnitte 111g und 112g der Längsränder 111 bzw. 112 und der jeweiligen Richtung der geradlinigen Abschnitte 113g bzw. 114g der Seitenränder 113 und 114 bilden. Die an der Ausführungsform nach der 9 sich im Wesentlichen erkennbare Trapezform der Öffnung 110 ergibt sich insbesondere daraus, dass die sich in der Strömungskörper-Spannweitenrichtung S-B erstreckenden Längsränder 111 bzw. 112 bzw. deren geradlinige Abschnitte 111g bzw. 112g parallel zueinander oder mit einer relativen geringen Abweichung ihrer Längsrichtungen voneinander, insbesondere maximal 20 Grad, verlaufen und die sich in der Strömungskörper-Tiefenrichtung T-B erstreckenden Seitenränder 113 und 114 bzw. deren geradlinige Abschnitte 113g bzw. 114g als Trapez-Schenkel ausgebildet sind, die in der Strömungskörper-Tiefenrichtung T-K gesehen und in Bezug auf die Strömungskörper-Tiefenrichtung T-K in unterschiedlichen Richtungen verlaufen. Bei der dargestellten Ausführungsform der Öffnung 110 ist der längere Längsrand 112 in der Strömungskörper-Tiefenrichtung T-K gesehen hinter dem kürzeren Längsrand 111 d. h. an einer Steile mit einer größeren Strömungskörper-Tiefenrichtungskoordinate gelegen. Die Trapezform ergibt sich bei der in der 9 dargestellten Öffnung 110 anschaulich insbesondere aus der idealisierten Form derselben, bei der die Verlängerungen der geradlinig verlaufenden Abschnitte 113g und 111g, 113g und 112g, 114g und 111g, 11g und 112g sich jeweils in einem fiktiven Trapez-Eckpunkt treffen. Die Längsränder 111, 112 sind dabei die Grundseiten des Trapezes.
Nach einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäß verwendbaren Öffnung kann die Randform desselben, wie dies in der 10 dargestellt ist, mit Ecken 123a, 123b, 124a, 124b und geradlinigen Längsrändern 121 und 122 als sich in der Strömungskörper-Spannweitenrichtung S-B erstreckenden Grundseiten eines Trapezes sowie sich in der Strömungskörper-Tiefenrichtung T-B erstreckenden geradlinigen Seitenrändern 123 und 124 ausgeführt sein, in denen jeweils zwei Randabschnitte 121 und 123, 121 und 124, 122 und 123, 122 und 124 in jeweils eine Ecke 123a bzw. 124a bzw. 123b bzw. 124b zusammenlaufen und enden. Dabei haben die Längsränder oder Randabschnitte 121 und 122 die Randlängen L121 bzw. L122 und die Seitenränder 123 und 124 die Randlängen L121 bzw. L122.
Bei den in den 9 und 10 dargestellten Ausführungsformen der erfindungsgemäß verwendbaren Öffnungen verläuft ein erster Seitenrand zumindest abschnittsweise (9) oder insgesamt (10) entlang und insbesondere in Richtung der Strömungskörper-Tiefenrichtung T-K und der andere Seitenrand zumindest abschnittsweise (9) oder insgesamt (10) in einem Winkel von zumindest 20 Grad zur Strömungskörper-Tiefenrichtung T-K. Dieser Winkel ist bei der Ausführungsform der 9 mit dem Bezugszeichen W114a und bei der Ausführungsform der 10 mit dem Bezugszeichen W124a bezeichnet. Weiterhin ist bei den in den 9 und 10 dargestellten Ausführungsformen der Winkel zwischen dem geradlinigen Abschnitt 113g, 123g des Seitenrands 113 bzw. 123 und jeweils der Strömungskörper-Tiefenrichtung T-K mit dem Bezugszeichen W113a bzw. W123a bezeichnet. Bei den Ausführungsformen der 9 und 10 sind die Winkel W113a und W123a jeweils 0 Grad, Generell kann nach der Erfindung der Winkel W113a oder W123a auch ungleich 0 Grad betragen. Dabei kann der geradlinige Abschnitt 113g, 123g des Seitenrands 113 oder der Seitenrand 123 gegenüber der in den 9 und 10 angegebenen Orientierungen derart ausgerichtet sein, dass die Winkel W113a oder W123a einen positiven Winkelbetrag haben oder einen negativen Winkelbetrag haben. Auf diese Weise vergrößert oder verkleinert sich die in der Spannweitenrichtung S-B verlaufende Länge (z. B. LS110) entlang der Strömungskörper-Tiefenrichtung T-B.
Nach einem Aspekt der Erfindung verlaufen wenigstens Abschnitte von einander gegenüber liegenden und sich entlang der Tiefenrichtung T-B erstreckenden Seitenrändern z. B. 113g, 114g einer Öffnung in zueinander unterschiedlichen Richtungen, wobei der sich dabei ergebende Winkelunterschied zwischen Abschnitten derselben in Bezug auf die Tiefenrichtung wenigstens 10 Grad und insbesondere auch zur Verbesserung der erreichten fluid-dynamischen Wirkung wenigstens 15 Grad beträgt. Dadurch ergibt sich, dass sich die in der Spannweitenrichtung S-K verlaufende Länge (beispielartig ist in der 9 die Länge LS110 eingetragen) der länglichen Öffnung wenigstens abschnittsweise und insbesondere wenigstens über einen Bereich von 50% der in der Tiefenrichtung T-B verlaufenden Breite (beispielartig ist in der 9 die Breite LT110 eingetragen) in der Strömungskörper-Tiefenrichtung T-B des Hochauftriebskörpers B gesehen in der Strömungskörper-Tiefenrichtung T-B vergrößert oder verkleinert.
Wenigstens einer beiden gegebenenfalls zumindest abschnittsweise geradlinigen Seitenrandabschnitte (9 bis 14) oder die krummlinigen Seitenränder (15) verlaufen derart, dass deren lokale Richtung über einen Bereich von 50% der maximalen Breite (z. B. Bezugszeichen LT110) in der Strömungskörper-Tiefenrichtung T-B des Strömungskörpers B einen positiven Orientierungswinkel vorzugsweise zwischen 0 Grad und +45 Grad oder beide einen negativen Orientierungswinkel vorzugsweise zwischen 0 Grad und –45 Grad haben, wobei vorzugsweise die lokalen Orientierungswinkel der Längsränder über einen Bereich von 50% der maximalen Breite sich um wenigstens 10 Grad und insbesondere um 15 Grad voneinander verschieden sind. Ein positiver Orientierungswinkel für einen Seitenrand (z. B. 113, 114) ist hierin gegeben, warm sich die Richtung des Seitenrands oder einer lokalen Stelle desselben ausgehend von der Strömungskörper-Tiefenrichtung T-B entgegen dem Uhrzeigersinn ergibt. Auch können die Orientierungswinkel der Längsränder abschnittsweise oder insgesamt unterschiedlich orientiert sein bezüglich Strömungskörper-Spannweitenrichtung S-B und liegen vorzugsweise zwischen ±20 Grad. Ein positiver Orientierungswinkel für einen Längsrand (z. B. 111, 112) ist hierin gegeben, wenn sich die Richtung des Längsrands oder einer lokalen Stelle desselben ausgehend von der Strömungskörper-Spannweitenrichtung S-B entgegen dem Uhrzeigersinn ergibt.
Die in den 9, 10 und 13 dargestellten Öffnungen 110 bzw. 120 sind, wie aus dem in diesen Figuren dargestellten Koordinatensystem KS-K des Strömungskörpers K hervorgeht, derart auf dem Strömungskörper K angeordnet, dass die kürzere Trapez-Längsseite 111, 121, 131 entgegen der Strömungsrichtung SR oder Strömungskörper-Tiefenrichtung T-B gesehen vor der längeren Trapez-Längsseite 112 bzw. 122 bzw. 132 liegt. d. h. die kürzere Trapez-Längsseite 191, 121, 131 liegt in der Strömungskörper-Tiefenrichtung T-K gesehen vor der längeren Trapez-Längsseite 112 bzw. 122 bzw. 132. Bei der Öffnung nach den 14 und 15 ist dies umgekehrt: die kürzere Trapez-Längsseite 141, 151 entgegen der Strömungsrichtung SR oder Strömungskörper-Tiefenrichtung T-B gesehen vor der längeren Trapez-Längsseite 142 bzw. 152 liegt, d. h. die kürzere Trapez-Längsseite 141, 151 liegt in der Strömungskörper-Tiefenrichtung T-K gesehen vor der längeren Trapez-Längsseite 142 bzw. 152.
Die Form der Öffnung kann jeweils auch symmetrisch gegenüber einer Mittelachse MA oder der Strömungskörper-Tiefenrichtung T-B gestaltet sein, also die Seitenränder symmetrisch zur Mittelachse MA oder der Strömungskörper-Tiefenrichtung T-B verlaufen.
Nach weiteren in den 11 und 12 dargestellten Ausführungsformen der erfindungsgemäß verwendbaren Öffnung kann die Randform desselben so geformt sein, dass die beiden Seitenränder 133, 134 bzw. 143, 144 beide in „positiver” oder „negativer” Richtung verlaufen, so dass die Öffnung In etwa eine parallelogrammartige Form hat. Zwischen den geradlinigen Längsrändern 131, 132 bzw. 141, 141 mit den Längen L131, L132 bzw. L141, L141 und den Seitenrändern 133, 134 bzw. 143, 144 mit den Längen L133, L134 bzw. L143,L144 sind somit Ecken 123a, 123b, 124a, 124b bzw. 123a, 123b, 124a, 124b gelegen, Bei diesen Ausführungsformen wie generell nach der Erfindung kann wenigstens ein Teil der Übergänge zwischen einem Längsrand zu einem Seitenrand durch gekrümmte Randabschnitte, wie dies an hand der Ausführungsformen nach den 9 oder 15 zu sehen ist, statt Ecken realisiert sein.
Weitere Ausführungsformen der erfindungsgemäß verwendbaren Öffnung sind in den 13 und 14 dargestellt, bei denen die beiden Seitenränder 153, 154 bzw. 163, 164 beide in „positiver” oder „negativer” Richtung verlaufen, so dass die Öffnung in etwa eine parallelogrammartige Form hat. Zwischen den geradlinigen Längsrändern 151, 152 bzw. 161, 161 mit den Längen L151, L1352 bzw. L161, L161 und den Seitenrändern 153, 154 bzw. 163, 164 mit den Längen L153, L154 bzw. L163, L164 sind somit Ecken 153a, 153b, 154a, 154b bzw. 163a, 163b, 164a, 164b gelegen.
Bei diesen Ausführungsformen wie generell nach der Erfindung kann wenigstens ein Teil der Übergänge zwischen einem Längsrand zu einem Seitenrand durch gekrümmte Randabschnitte, wie dies an hand der Ausführungsformen nach den 9 oder 15 zu sehen ist, statt Ecken realisiert sein.
Bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform nach der 15, sind sowohl die Längsränder 171, 172 also auch die Seitenränder 173, 1742 gekrümmt geformt, wobei der Seitenrand 174 im wesentlichen In „negativer” Richtung verläuft und der andere Seitenrand 173 derart geformt ist, sich die in der Spannweitenrichtung S-B verlaufende lokale Länge LS117 wenigstens über einen Bereich von 50% der maximalen Breite LT170 max in der Strömungskörper-Tiefenrichtung T-B des Strömungskörpers B gesehen vergrößert.
Im Folgenden werden erfindungsgemäße Anordnungen von Öffnungen beschrieben, bei denen sich die in der Spannweitenrichtung S-B verlaufende Länge der jeweiligen Öffnung in der Strömungskörper-Tiefenrichtung T-B gesehen vergrößert oder verkleinert, sind beispielartig in den 16 und 17 dargestellt, In beiden Figuren sind ein Strömungskörper B in Form eines Hauptflügels oder einer Hochauftriebsklappe HAK mit jeweils zwei Anordnungen 235, 236 bzw. 335, 336 von Öffnungen, in die jeweils eine in der Strömungskörper B verlaufende Fluidleitung mit einem Endabschnitt insbesondere gemäß der 5, 6, 7 ausmündet. Jede der Anordnungen von Öffnungen ist aus vier in der Strömungskörper-Spannweitenrichtung S-B hintereinander angeordneten Öffnungen gebildet. Nach einem Aspekt der Erfindung, bei dem einem Strömungskörper mit wenigstens einer Öffnung, bei der sich die in der Strömungskörper-Spannweitenrichtung S-B verlaufende Länge der Öffnung in der Strömungskörper-Tiefenrichtung T-B gesehen vergrößert oder verkleinert, kann wenigstens eine Seite S1, S2 des Strömungskörpers B generell wenigstens eine Öffnung, mehrere in der Strömungskörper-Tiefenrichtung T-B gesehen hintereinander angeordnete Öffnungen, wobei aber in der Strömungskörper-Spannweitenrichtung S-B gesehen keine weiteren Öffnung neben diesen angeordnet sind (3), wenigstens eine Anordnung von Öffnungen aufweisen, wobei die Reihe von Öffnungen in der Strömungskörper-Spannweitenrichtung S-B hintereinander gelegen sind. Die Öffnungen können eine erfindungsgemäße Form habe, wie es insbesondere an Hand der 9 bis 15 beschrieben worden ist.
Die 16 zeigt einen Strömungskörper B, der auf einem Strömungsoberflächen-Abschnitt S seiner Oberseite S1 eine erste Anordnung 235 von vier in der Strömungskörper-Spannweitenrichtung S-B gesehen nebeneinander angeordnete Öffnungen 237a, 237b, 237c, 237d und eine zweite Anordnung 336 von vier in der Strömungskörper-Spannweitenrichtung S-B gesehen nebeneinander angeordnete Öffnungen 238a, 238b, 238c, 238d aufweist. Wie den Figuren entnommen werden kann, sind die Öffnungen beider Anordnungen 235, 236 derart in auf dem Strömungsoberflächen-Abschnitt S des Strömungskörpers B orientiert, dass deren kürzere Trapez-Längsseite in der Strömungskörper-Tiefenrichtung T-K gesehen vor der längeren Trapez-Längsseite liegt, wie dies im Prinzip in den 9, 10, 13 und 15 gezeigt ist. Dabei sind die Öffnungen jeder Anordnung 235, 236 von Öffnungen derart im Strömungsoberflächen-Abschnitt S angeordnet, dass von zwei nebeneinander gelegenen Öffnungen, also jeweils bei einem Paar von Öffnungen 237a, 237b und 237c, 237d bzw. 238a, 238b und 238c, 238d die Seitenränder, die in der Strömungskörper-Spannweitenrichtung S-B gesehen nebeneinander liegen (beispielartig sind die Seitenränder von zwei derart nebeneinander in der Strömungskörper-Tiefenrichtung T-B gelegenen Öffnungen 237a, 237b mit den Bezugszeichen 237a-2 und 237b-1 bezeichnet) aufeinander zulaufen, d. h. das sich der Abstand zwischen den jeweils nebeneinander gelegenen Öffnungen mit zunehmender Koordinate der Strömungskörper-Tiefenrichtung T-B gesehen verringert.
Generell ist nach der Erfindung gesehen, dass die entlang der Strömungskörper-Tiefenrichtung S-B auftretende Verringerung oder Vergrößerung dieses in der Strömungskörper-Spannweitenrichtung S-B auftretenden Abstands zwischen einander benachbarten Seitenrändern von jeweils zwei einander benachbarten Öffnungen wenigstens über einen in der Strömungskörper-Tiefenrichtung T-B erstreckenden Öffnungs-Bereich von wenigstens 30%, aber vorzugsweise von wenigstens 50% der maximalen Breite (vgl. Bezugszeichen „LT110” in der 9) der jeweiligen Öffnungen mit zunehmender Koordinate der Strömungskörper-Tiefenrichtung T-B des Strömungskörpers B verringert (16) oder erweitert (17). Dabei können die Öffnungen nach der Erfindung derart gestaltet sein, wie es an Hand der 9 bis 15 beschrieben worden ist.
Die 17 zeigt ebenfalls einen Strömungskörper B, der auf einem Strömungsoberflächen-Abschnitt S seiner Oberseite S1 eine erste Anordnung 335 von vier in der Strömungskorper-Spannweitenrichtung S-B gesehen nebeneinander angeordnete Öffnungen 337a, 337b, 337c, 337d und eine erste Anordnung 336 von vier in der Strömungskörper-Spannweitenrichtung S-B gesehen nebeneinander angeordnete Öffnungen 338a, 338b, 338c, 338d aufweist. Die Öffnungen beider Anordnungen 335, 336 sind derart in auf dem Strömungsoberflächen-Abschnitt S des Strömungskörpers B orientiert, dass deren kürzere Trapez-Längsseite in der Strömungskörper-Tiefenrichtung T-K gesehen vor der längeren Trapez-Längsseite liegt, wie dies im Prinzip in der 14 gezeigt ist. Weiterhin sind die Öffnungen jeder der Anordnungen 335, 336 derart auf dem Strömungsoberflächen-Abschnitt S angeordnet und jeweils geformt, dass die entlang der Strömungskörper-Tiefenrichtung S-B auftretende Verringerung oder Vergrößerung dieses in der Strömungskörper-Spannweitenrichtung S-B auftretenden Abstands zwischen einander benachbarten Seitenrändern von jeweils zwei einander benachbarten Öffnungen wenigstens über einen in der Strömungskörper-Tiefenrichtung T-B erstreckenden Öffnungs-Bereich von wenigstens 30%, aber vorzugsweise von wenigstens 50% der maximalen Breite (vgl. Bezugszeichen „LT110” In der 9) der jeweiligen Öffnungen mit zunehmender Koordinate der Strömungskörper-Tiefenrichtung T-B des Strömungskörpers B erweitert (17).
Bei diesen Ausführungen weist jede Anordnung eine geradzahlige Anzahl von Öffnungen, also z. B. zwei, vier, sechs Öffnungen auf.
Bei diesen Ausführungsformen nach der Erfindung kann insbesondere vorgesehen sein, dass an zwei in der Strömungskörper-Spannweitenrichtung S-B gesehen einander benachbarten länglichen Öffnungen 237a und 237b, 237c und 237d, 238a und 238b, 238c und 238d, 337a und 337b, 337c und 337d, 3383 und 338b, 338c und 338d der Reihe von Öffnungen mittels wenigstens eines Strömungsförderantriebs 70 und eines mit den jeweiligen Öffnungen in Verbindung stehenden und an den Strömungsforderantriebs 70 z. B. gemäß der 7 angekoppelten Fluidleitungen in je einem Zeitabschnitt abwechselnd ein Einsaugen und Ausblasen erfolgt, wobei in jedem Zeitabschnitt gleichzeitig ein Einsaugen an jeweils einer ersten länglichen Öffnung (z. B. zeitweise an den Öffnungen 237a und 237c, 238a und 238c, 337a und 337c, 338a und 338c) und ein Ausblasen an einer zweiten länglichen Öffnung (z. B. in dem selben Zeitabschnitt an den Öffnungen 237b und 237d, 238b und 238d, 337b und 337d, 338b und 338d) der jeweils einander benachbarten länglichen Öffnungen und umgekehrt erfolgt.
Bei einem erfindungsgemäßen Strömungskörper B mit zumindest einer Reihe von in der Strömungskörper-Spannweitenrichtung S-B gesehen hintereinander gelegenen Öffnungen bilden sich bei einem wie beschrieben periodischen und wechselweisen Ausblasen und Einsaugen von Fluid an jeweils zwei benachbart zueinander angeordneten Öffnungen 237a und 237b, 237c und 237d, 238a und 238b, 238c und 238d, 337a und 337b, 337c und 337d, 338a und 338b, 338c und 338d der jeweiligen Anordnung 235, 236, 335, 336 von Öffnungen wird eine Durchmischung des aufgrund eines bestimmungsgemäßen Anströmens des Strömungskörpers in der Strömungsrichtung SR entlang dem jeweiligen Strömungsoberflächen-Abschnitt S strömenden Fluids mit dem durch die jeweiligen Öffnungen strömenden Fluids erreicht. Durch das wechselweise Einsaugen und Ausblasen von Fluid durch zwei einander benachbarten Öffnungen wird bewirkt, dass sich aufgrund der Wechselwirkung zwischen dem entlang dem Strömungsoberflächen-Abschnitt S strömenden Fluid mit dem aus den jeweiligen Öffnungen austretenden Fluid ein entlang der Tiefenrichtung T-B hinter Jeweils zwei benachbarten Öffnungen verlaufender Wirbel ausbildet, durch den entlang dem Strömungsoberflächen-Abschnitt S flächige stabile Strömungsverhältnisse größerer Energie erzeugt werden, die ein Ablösung von Strömung an der Oberfläche des Strömungskörpers vermeiden oder verhindern oder reduzieren. Durch das erfindungsgemäße Vorsehen beschriebener Formen und/oder von Größenbereichen der Segmente in der Strömungskörper-Spannweitenrichtung S- wird bei einem gepulsten Ausblasen oder einem Ausblasen von Fluid insbesondere mit einem über einen Betriebszeitraum konstanten Durchsatz (also nicht gepulst) insbesondere ein flächiger Ausstoß von Fluid durch die Öffnungen erreicht, das flächig entlang des Strömungsoberflächen-Abschnitt S des Strömungskörpers B strömt. Dadurch wird eine Stabilisierung der an dem Strömungsoberflächen-Abschnitts S anliegenden Strömung erreicht, so dass die Neigung der Strömung gegen seine Ablösung von der Strömungsoberfläche S insbesondere bei bestimmten Anströmrichtungen SR, mit denen das Fluid den Strömungskörper B anströmt. Dieser Effekt wird durch die erfindungsgemäßen Lösungen wie insbesondere durch das wechselweise und periodische Einsaugen und Ausblasen von Fluid mittels oder an jeweils benachbarten erfindungsgemäß geformten Öffnungen (vgl. 16 und 17) verbessert, so dass mit der erfindungsgemäßen Lösung die Neigung zur Strömungsablösung verringert und kompensiert oder gar eliminiert wird.
Bei Strömungskörpern B können je nach deren Formgebung bei deren bestimmungsgemäßer Anströmung und insbesondere dann, wenn die Anströmung schräg zur Tiefenrichtung T-B erfolgt, sich entlang der Spannweitenrichtung S-B ausbreitende Querwirbel auf der Oberfläche S1 des Strömungskörpers B generiert werden. Dies kann insbesondere bei gepfeilten Flügeln an den Hauptflügeln und/oder an diesen angeordneten Stellklappen oder Hochauftriebsklappen auftreten. Die Richtung der Querwirbel ist in der 16 beispielartig mit dem Pfeil WQ dargestellt. Dieser Effekt wird durch die erfindungsgemäßen Lösungen wie insbesondere durch das wechselweise und periodische Einsaugen und Ausblasen von Fluid mittels jeweils benachbarten erfindungsgemäß geformten Öffnungen verringert und kompensiert oder gar eliminiert.
Diese Effekte können alternativ oder zusätzlich zu den vorgenommenen erfindungsgemäßen Lösungen durch die folgenden en Hand der 18 bis 23 beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung erreicht werden, die jeweils einen Strömungsoberflächen-Abschnitt S eines Strömungskörpers B wie insbesondere eines Hauptflügels oder einer Stellklappe oder Hinterkantenklappe eines Flugzeugs zeigen.
Die Darstellungen der 18 bis 23 zeigen jeweils eine Kombination eines Querschnittsbereichs Q mit einer Außenschale 410 bzw. 420 bzw. 430 bzw. 440 bzw. 450 bzw. 460 des Strömungskörpers B und zwei Fluidleitungen 415 und 416 bzw. 425 und 426 bzw. 435 und 436 bzw. 445 und 446 bzw. 455 und 455 bzw. 465 und 466 jeweils mit einem Endabschnitt 417 und 418 bzw. 427 und 428 bzw. 437 und 438 bzw. 447 und 448 bzw. 457 und 458 bzw. 467 und 468 im unteren Teil der Darstellung und eines Bereichs eines Strömungsoberflächen-Abschnitts S des Strömungskörpers B mit zwei Öffnungen 411 und 412 bzw. 421 und 422 bzw. 431 und 432 bzw. 441 und 442 bzw. 451 und 452 bzw. 461 und 462 im oberen Teil der Darstellung, in die jeweils eine der Fluidleitungen mit einem Endabschnitt 411 und 412 bzw. 421 und 422 bzw. 431 und 432 bzw. 441 und 442 bzw. 451 und 452 bzw. 461 und 462 derselben in den Strömungsoberflächen-Abschnitt S ausmündet. In den 18 bis 23 sind die Fluidleitungen mit an ihren jeweiligen Endabschnitten ausgebildeten Seitenwandungsabschnitten dargestellt, die sich in Bezug auf die Strömungskörper-Spannweitenrichtung S-B einer gegenüber liegen, wodurch sich in dieser Hinsicht für die jeweilige Fluidleitung jeweils die folgenden Seitenwandungsabschnitte ergeben:

– für die Fluidleitung 415 die Seitenwandungsabschnitte 415a, 415b,
– für die Fluidleitung 416 die Seitenwandungsabschnitte 416a, 416b,
– für die Fluidleitung 425 die Seitenwandungsabschnitte 425a, 425b,
– für die Fluidleitung 426 die Seitenwandungsabschnitte 426a, 426b,
– für die Fluidleitung 435 die Seitenwandungsabschnitte 435a, 435b,
– für die Fluidleitung 436 die Seitenwandungsabschnitte 436a, 436b,
– für die Fluidleitung 445 die Seitenwandungsabschnitte 4455, 445b,
– für die Fluidleitung 446 die Seitenwandungsabschnitte 446a, 446b,
– für die Fluidleitung 455 die Seitenwandungsabschnitte 455a, 455b,
– für die Fluidleitung 456 die Seitenwandungsabschnitte 456a, 456b,
– für die Fluidleitung 465 die Seitenwandungsabschnitte 465a, 465b,
– für die Fluidleitung 466 die Seitenwandungsabschnitte 466s, 466b.

Die Querschnittsformen der Fluidleitungen können verschiedenartig und z. B. rund sein. Die in Bezug auf die Strömungskörper-Spannweitenrichtung S-B einander gegenüber liegenden Seitenwandungsabschnitte müssen nicht durch Kantenlinien auf der Innenseite der Fluidleitungen getrennt sein, sondern können auch Flächenabschnitte innerhalb des im Umfangsrichtung umlaufenden kantenfreien Innenfläche der jeweiligen Fluidleitung sein. Nach der Erfindung verläuft ein Abschnitt (z. B. der in der 18 mit dem Bezugszeichen „415c” bezeichnete Abschnitt) wenigstens eines Seitenwandungsabschnitts (in dem Beispiel der in der 18 mit dem Bezugszeichen „415b” bezeichnete Abschnitt) in der durch die Dickenrichtung D-S und die Spannweitenrichtung S-B aufgespannten Ebene derart winklig zu dem in Bezug auf die Dickenrichtung D-B unterhalb gelegenen Abschnitts (in dem Beispiel der in der 18 mit dem Bezugszeichen „415d” bezeichnete Abschnitt) des Seitenwandungsabschnitts. Dieser gegenüber einem „unteren” Abschnitt winklig verlaufende Abschnitt erstreckt sich nach einer Ausführungsform der Erfindung in Umfangsrichtung wenigstens 15% des gesamten Innenumfangs an dieser Stelle. Im einzelnen sind vorgesehen:

– an den Fluidleitungen 415 und 416 die einander benachbart angeordneten winkligen Abschnitte 415c bzw. 416c,
– an den Fluidleitungen 425 und 426 die einander benachbart angeordneten winkligen Abschnitte 425c bzw. 426c,
– an den Fluidleitungen 435 und 436 die einander benachbart angeordneten winkligen Abschnitte 435c bzw. 436c,
– an den Fluidleitungen 445 und 446 die einander benachbart angeordneten winkligen Abschnitte 445c bzw. 446c,
– an den Fluidleitungen 455 und 456 die einander benachbart angeordneten winkligen Abschnitte 455c bzw. 456c,
– an den Fluidleitungen 465 und 466 die einander benachbart angeordneten winkligen Abschnitte 45c bzw. 466c.

Nach dem hier behandelten Aspekt der Erfindung ist somit ein Strömungskörper B mit wenigstens einer unter Ausbildung jeweils einer Öffnung mit einem Endabschnitt in einen Strömungsoberflächen-Abschnitt ausmündenden Fluidleitung vorgesehen, die in der von der Strömungskörper-Tiefenrichtung T-B und der Strömungskörper-Spannweitenrichtung S-K aufgespannten Ebene derart geformt ist, dass sich der Querschnitt des in die jeweilige Öffnung ausmündenden Endabschnitts der Fluidleitung in der Strömungskörper-Dickenrichtung S-D verringert oder vergrößert. Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist die Verringerung oder Vergrößerung des Fluidleitungs-Endabschnitts über einen sich in der Strömungskörper-Dickenrichtung S-D erstreckenden Abschnitt vorgesehen, der betragsmäßig wenigstens so groß ist wie 40% der sich in der Strömungskörper-Tiefenrichtung T-B erstreckenden grölte Querschnittsdicke (beispielartig in der 15 mit dem Bezugszeichen „LT170 max” kenntlich gemacht) der Öffnung, in die der jeweilige Endabschnitt ausmündet.
Die Vergrößerung oder Verringerung des jeweiligen Fluidleitungs-Endabschnitts in der von der Strömungskörper-Tiefenrichtung T-B und der Strömungskörper-Spannweitenrichtung S-K aufgespannten Ebene kann, wie es schematisch Im jeweiligen Oberflächenabschnitt S der 18 bis 23 dargestellt ist, nach der Erfindung in Kombination mit verschiedenartigen Formen der jeweiligen Öffnung realisiert sein, die en Hand der 9 bis 13 als erfindungsgemäß beschrieben worden sind. Dabei können auch mehr als zwei Fluidleitungen mit Öffnungen in der Spannweitenrichtung S-B nebeneinander angeordnet sein.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist insbesondere ein Strömungskörper B insbesondere zur Anordnung an einer Hinterkante eines Hauptflügels eines Flugzeugs als Hochauftriebsklappe HAK vorgesehen, die einen sich entlang einer Strömungskörper-Spannweitenrichtung S-K und einer Strömungskörper-Tiefenrichtung T-B des Strömungskörpers B erstreckenden Strömungsoberflächen-Abschnitt S, S1, S2 und wenigstens eine unter Ausbildung jeweils einer Öffnung in den Strömungsoberflächen-Abschnitt ausmündende Fluidleitung aufweist, die derart geformt ist, dass sich der Querschnitt des in die jeweilige Öffnung ausmündenden Endabschnitts der Fluidleitung in der Strömungskörper-Dickenrichtung verjüngt oder erweitert. Mit diesem Aspekt können alle Ausführungsformen der Erfindung, die an Hand der 1 bis 23 beschrieben worden sind, kombiniert werden. Insbesondere kann die wenigstens eine Öffnung derart geformt sein, dass sich die lokale in der Spannweitenrichtung S-K verlaufende Länge (vgl. Bezugszeichen „LS110” in der 9) der Öffnung wenigstens über einen Bereich von 40% der maximalen Breite (vgl. Bezugszeichen LT110) in der Strömungskörper-Tiefenrichtung T-B des Strömungskörpers B gesehen vergrößert oder verkleinert. Bei den Öffnungen der 20 und 23 vergrößert sich die lokale in der Spannweitenrichtung SK verlaufende Länge der Öffnung, während sich bei den Öffnungen der 18 und 21 die lokale in der Spannweitenrichtung S-K verlaufende Länge der Öffnung verkleinert.
Die Vergrößerung oder Verringerung des jeweiligen Fluidleitungs-Endabschnitts in der von der Strömungskörper-Tiefenrichtung T-B und der Strömungskörper-Spannweltenrichtung S-K aufgespannten Ebene kann insbesondere mit Anordnungen von in der Spannweitenrichtung S-B gesehen hintereinander angeordneten Öffnungen des Strömungskörpers B vorgesehen sein. Dabei sind vorzugsweise Anordnungen von Öffnungen vorgesehen, die an Hand der 16 und 17 beschrieben worden sind. In den 18 bis 23 sind jeweils zwei Öffnungen einer Reihe von vorzugsweise mehr als zwei in der Strömungskörper-Spannweitenrichtung S-B gesehen hintereinander gelegenen Öffnungen dargestellt. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass die winkligen Abschnitte 415c, 416c etc. jeweils an den beiden benachbarten Seitenabschnitten von Fluid-Endabschnitten benachbarter Fluidleitungen vorgesehen sind (18 bis 23). In Kombination mit zumindest einer Reihe von in der Strömungskörper-Spannweitenrichtung S-B gesehen hintereinander gelegenen Öffnungen, deren an diese jeweils angeordnete Fluidleitungs-Endabschnittsquerschnitte sich in der von der Strömungskörper-Tiefenrichtung T-B und der Strömungskörper-Spannweitenrichtung S-K aufgespannten Ebene vergrößern oder verringern gemäß der 18, 21 sowie 20 und 23 und bei einem wie beschrieben periodischen und wechselweisen Ausblasen und Einsaugen von Fluid an jeweils zwei benachbart zueinander angeordneten Öffnungen 411 und 412 bzw. 421 und 422 bzw. 431 und 432 bzw. 441 und 442 bzw. 451 und 452 bzw. 461 und 462 der jeweiligen Anordnung von Öffnungen wird in besonders vorteilhafter Weise eine Durchmischung des aufgrund eines bestimmungsgemäßen Anströmens des Strömungskörpers in der Strömungsrichtung SR entlang dem jeweiligen Strömungsoberflächen-Abschnitt S strömenden Fluids mit dem durch die jeweiligen Öffnungen strömenden Fluids erreicht. Durch das wechselweise Einsaugen und Ausblasen von Fluid durch zwei einander benachbarten Öffnungen wird bewirkt, dass sich aufgrund der Wechselwirkung zwischen dem entlang dem Strömungsoberflächen-Abschnitt S strömenden Fluid mit dem aus den jeweiligen Öffnungen austretenden Fluid ein entlang der Tiefenrichtung T-B hinter jeweils zwei benachbarten Öffnungen verlaufender Wirbel ausbildet, durch den entlang dem Strömungsoberflächen-Abschnitt S flächige stabile Strömungsverhältnisse größerer Energie erzeugt werden, die ein Ablösung von Strömung an der Oberfläche des Strömungskörpers vermeiden oder verhindern oder reduzieren. Durch das erfindungsgemäße Vorsehen beschriebener Formen und/oder von Größenbereichen der Segmente in der Strömungskörper-Spannweitenrichtung S-K wird bei einem gepulsten Ausblasen oder einem Ausblasen von Fluid insbesondere mit einem über einen Betriebszeitraum konstanten Durchsatz (also nicht gepulst) insbesondere ein flächiger Ausstoß von Fluid durch die Öffnungen erreicht, das flächig entlang des Strömungsoberflächen-Abschnitt S des Strömungskörpers B strömt. Dadurch wird eine Stabilisierung der an dem Strömungsoberflächen-Abschnitts S anliegenden Strömung erreicht, so dass die Neigung der Strömung gegen seine Ablösung von der Strömungsoberfläche S insbesondere bei bestimmten Anströmrichtungen SR, mit denen das Fluid den Strömungskörper B anströmt. Dieser Effekt wird durch die erfindungsgemäßen Lösungen wie insbesondere durch das wechselweise und periodische Einsaugen und Ausblasen von Fluid mittels oder an jeweils benachbarten erfindungsgemäß geformten Öffnungen (vgl. 16 und 17) verbessert, so dass mit der erfindungsgemäßen Lösung die Neigung zur Strömungsablösung verringert und kompensiert oder gar eliminiert wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 5107/0053855 A1 [0002]

Claims

Strömungskörper (B) mit einem sich in einer Strömungskörper-Spannweitenrichtung (S-B) und einer Strömungskörper-Tiefenrichtung (T-B) erstreckenden Strömungsoberflächen-Abschnitt (S, S1, S2) und mit einer Mehrzahl von unter Ausbildung jeweils einer Öffnung (30; 37a, 37b, 37c, 37d; 38a, 38b, 38c, 37d) in den Strömungsoberflächen-Abschnitt (S, S1, S2) ausmündenden Fluidleitungen (50), dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl der Öffnungen (30; 37a, 37b, 37c, 37d; 38a, 38b, 38c, 38d) in der Strömungskörper-Spannweitenrichtung (S-B) gesehen in einer Reihe hintereinander angeordnet sind, dass die sich in der Strömungskörper-Spannweitenrichtung (S-B) erstreckende maximale Länge jeder der Öffnungen (30; 37a, 37b, 37c; 38a, 38b, 38c) zwischen 25% und 50% der durchschnittlichen Tiefe des Strömungskörpers (B) beträgt, die sich in dem Bereich in der Strömungskörper-Spannweitenrichtung (S-B) des Strömungskörpers (B) ergibt, über den sich die jeweilige Öffnung erstreckt, und dass der sich in der Strömungskörper-Spannweitenrichtung (S-B) ergebende kürzeste Abstand zwischen jeweils zwei in der Strömungskörper-Spannweitenrichtung (S-B) benachbarten der Öffnungen (37a, 37b, 37c; 38a, 38b, 38c) zwischen 25% und 50% der durchschnittlichen Tiefe des Strömungskörpers (B) beträgt, die sich In dem Bereich In der Strömungskörper-Spannweitenrichtung (S-B) des Strömungskörpers (B) ergibt, über den sich die jeweilige Öffnung erstreckt.
Strömungskörper (B) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Öffnungen der Mehrzahl von Öffnungen (30; 37a, 37b, 37c; 38a, 38b, 38c) in einem sich von einem der angenommenen Strömungsrichtung (S) zugewandten Vorderkantenabschnitt des Strömungskörpers (B) aus und sich in der Strömungskörper-Tiefenrichtung (T-B) erstreckenden Bereich zwischen 3% und 12% der durchschnittlichen Tiefe des Strömungskörpers (B) gelegen sind, wobei sich die durchschnittliche Tiefe des Strömungskörpers (B) in demjenigen sich in der Strömungskörper-Spannweitenrichtung (S-B) erstreckenden Bereich ergibt, über den sich die jeweilige Öffnung erstreckt, wobei insbesondere die sich in der Strömungskörper-Tiefe (T-S) erstreckende Breite jeder der Öffnungen (30; 37a, 37b, 37c; 38a, 38b, 38c) der Mehrzahl von Öffnungen wenigstens über 50% ihrer sich in der Strömungskörper-Spannweitenrichtung (S-B) erstreckenden Länge zwischen 3 mm und 30 mm beträgt.
Strömungskörper (B) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (30; 37a, 37b, 37c, 37d; 38a, 38b, 38c, 38d) derart geformt sind, dass der größte sich in der Strömungskörper-Spannweitenrichtung (S-B) erstreckende Abstand zwischen zwei einander gegenüber liegenden Seitenrändern der Öffnungen (30; 37a, 37b, 37c, 37d; 38a, 38b, 38c, 38d) um wenigstens das Zweifache größer als der größte Abstand zwischen zwei in der Strömungskörper-Tiefenrichtung (T-B) gegenüber liegenden Seitenrändern der Öffnungen (30; 37a, 37b, 37c, 37d; 38a, 38b, 38c, 38d).
Verfahren zum Einsaugen und/oder Ausblasen von Fluid durch eine Mehrzahl von unter Ausbildung jeweils einer Öffnung (30; 37a, 37b, 37c, 37d; 38a, 38b, 38c, 38d) in einen sich in einer Strömungskörper-Spannweitenrichtung (S-B) und einer Strömungskörper-Tiefenrichtung (T-B) erstreckenden Strömungsoberflächen-Abschnitt (S, S1, S2) eines Strömungskörpers (B) ausmündenden Fluidleitungen (50), wobei die Mehrzahl der Öffnungen (30; 37a, 37b, 37c, 37d; 38a, 38b, 38c, 38d) zumindest eine Reihe von in der Strömungskörper-Spannweitenrichtung (S-B) hintereinander angeordneten ersten Öffnungen (37a, 37c; 38a, 38c) und zweiten Öffnungen (37b, 38b) aufweist, wobei die ersten und zweiten Öffnungen (37a, 37b, 37c, 37d; 38a, 38b, 38c, 38d) in der Strömungskörper-Spannweitenrichtung (S-B) abwechselnd hintereinander angeordnet sind, mit den Schritten: – Einsaugen von Fluid durch die ersten Öffnungen (37a, 37c; 38a, 38c) während eines ersten Zeitabschnitts, – Ausblasen von Fluid durch die zweiten Öffnungen (37b, 38b) wenigstens während eines Abschnitts des ersten Zeitabschnitts, – Ausblasen von Fluid durch die ersten Öffnungen (37a, 37c; 38a, 38c) während eines zweiten Zeitabschnitts, – Einsaugen von Fluid durch die zweiten Öffnungen (37b, 38b) wenigstens während eines Abschnitts des zweiten Zeitabschnitts.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei der erste Zeitabschnitt und der zweite Zeitabschnitt gleich lang sind und sich abwechselnd wiederholen,
Strömungskörper (B) vorzugsweise für ein Flugzeug mit einem sich entlang einer Strömungskörper-Spannweitenrichtung (S-B) und einer Strömungsköper-Tiefenrichtung (T-B) des Strömungskörpers (B) erstreckenden Strömungsoberflächen-Abschnitt (S, S1, S2) und mit wenigstens einer unter Ausbildung jeweils einer Öffnung (30) in einen Strömungsoberflächen-Abschnitt (S, S1, S2) ausmündenden Fluidleitung (50), dadurch gekennzeichnet, dass ein Endabschnitt (53) der in den Strömungsoberflächen-Abschnitt (S, S1, S2) ausmündenden Fluidleitung (50) in der von der Strömungskörper-Tiefenrichtung (T-B) und der Strömungskörper-Spannweitenrichtung (S-B) aufgespannten Ebene derart geformt ist, dass sich der Querschnitt des in die jeweilige Öffnung ausmündenden Endabschnitts (53) der Fluidleitung (50) entlang der Strömungskörper-Dickenrichtung (S-B) verjüngt oder erweitert.
Strömungskörper (B) nach dem Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verringerung oder Vergrößerung des Fluidleitungs-Endabschnitts über einen sich in der Strömungskörper-Dickenrichtung S-D erstreckenden Abschnitt vorgesehen ist, der betragsmäßig wenigstens so groß ist wie 40% der sich in der Strömungskörper-Tiefenrichtung (T-B) erstreckenden größte Querschnittsdicke der Öffnung, in die der jeweilige Endabschnitt ausmündet.
Verfahren zum Einsaugen und/oder Ausblasen von Fluid durch wenigstens eine von unter Ausbildung jeweils einer länglichen Öffnung (30) in einen Strömungsoberflächen-Abschnitt (S, S1, S2) eines Strömungskörpers (K) ausmündende Fluidleitung (50), dadurch gekennzeichnet, dass die Endabschnitte (53) der in den Strömungsoberflächen-Abschnitt (S, S1, S2) ausmündenden Fluidleitung (50) in der von der Strömungskörper-Tiefenrichtung (T-B) und der Strömungskörper-Spannweitenrichtung (S-K) aufgespannten Ebene derart geformt ist, dass sich der Endabschnitt (53) der Auslassleitung (50) in der Strömungskörper-Dickenrichtung (S-D) verjüngt oder erweitert.
Hochauftriebskörper (K) zur Anordnung an einer Hinterkante eines Hauptflügels eines Flugzeugs mit einem sich entlang einer Strömungskörper-Spannweitenrichtung (S-B) und einer Strömungskörper-Tiefenrichtung (T-B) des Hochauftriebskörpers (B) erstreckenden Strömungsoberflächen-Abschnitt (S, S1, S2) und mit wenigstens einer unter Ausbildung jeweils einer länglichen Öffnung (30) in den Strömungsoberflächen-Abschnitt (S, S1, S2) ausmündenden Fluidleitung (50), dadurch gekennzeichnet, dass ein Endabschnitt (53) der in den Strömungsoberflächen-Abschnitt (S, S1, S2) ausmündenden Fluidleitung (50) derart verstellbar ist, dass die Richtung des Endabschnitts (53) der in den Strömungsoberflächen-Abschnitt (S, S1, S2) ausmündenden Fluidleitung (50) gegenüber der Strömungskörper-Tiefenrichtung (T-B) des Hochauftriebskörpers (K) in einem vorgegebenen Verstellbereich veränderbar ist, dass an den Endabschnitt (53) der Fluidleitung (50) eine Verstellvorrichtung derart gekoppelt ist, das diese die Richtung des Endabschnitts (53) der Fluidleitung (50) innerhalb des vorgegebenen Verstellbereichs verstellen kann.
Hochauftriebskörper (K) nach dem Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstellbereich derart eingerichtet ist, dass zwischen der Richtung der Mittellinie des an der länglichen Öffnung (30) gelegenen Endabschnitts (53) der Fluidleitung (50) und der lokalen Oberflächen-Tiefenrichtung (T-S) ein Winkel auftritt, der zwischen 0 Grad und 40 Grad beträgt und/oder dass der Verstellbereich derart eingereichtet ist, dass zwischen der Richtung der Mittellinie des an der länglicher Öffnung (30) gelegenen Endabschnitts (53) der Fluidleitung (50) und der lokalen Oberflächen-Tiefenrichtung (T-S) ein Winkel auftritt, der zwischen 170 Grad und 90 Grad beträgt.
Verfahren zum Einsaugen und/oder Ausblasen von Fluid durch wenigstens eine unter Ausbildung jeweils einer länglichen Öffnung (30) in einen Strömungsoberflächen-Abschnitt (S, S1, S2) eines Strömungskörpers (B) ausmündenden Fluidleitung (50), dadurch gekennzeichnet, dass ein Endabschnitt (53) der in den Strömungsoberflächen-Abschnitt (S, S1, S2) ausmündenden Fluidleitung (50) mittels einer an den Endabschnitt (53) gekoppelten Fluidleitungendabschnitt-Verstellvorrichtung derart verstellt wird, dass die Richtung des Endabschnitts (53) der in den Strömungsoberflächen-Abschnitt (S1 S1, S2) ausmündenden Fluidleitung (50) gegenüber der Strömungskörper-Tiefenrichtung (T-B) des Strömungskörpers (B) in einem vorgegebenen Verstellbereich verändert wird.
Verfahren zum Einsaugen und/oder Ausblasen von Fluid an einem Strömungskörper (B) nach dem Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungskörper (B) ein an der Hinterkante eines Hauptflügels (H) eines Flugzeugs (F) angeordneter Hochauftriebskörper (K) ist und dass die Fluidleitung-Endabschnittverstellvorrichtung mit einer Steuerungsvorrichtung zur Steuerung der Verstellposition des Hochauftriebskörpers funktional gekoppelt ist, dass die Fluidleitung-Endbsohnitverstellvorrichtung eine Verstellung des Hochauftriebskörpers in Abhängigkeit einer von der Steuerungsvorrichtung empfangenen kommandierten und/oder erfassten Verstellpasition des Hochauftriebskörpers erfolgt.
Verfahren zum Einsaugen und/oder Ausblasen von Fluid an einem Strömungskörper (B) nach dem Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellung des Hochauftriebskörpers durch die Fluidleitungendabschnitt-Verstellvorrichtung derart erfolgt, dass der Ausblaswinkel zwischen ±15 Grad gegenüber der Tiefenrichtung des Hauptflügels oder ±15 Grad gegenüber der Strömungsrichtung des den Hauptflügel anströmenden Fluids aufgrund der Verstellpasition des Hochauftriebskörpers und eines aktuellen Anstellwinkels verstellt wird.
Strömungskörper (B) zur Anordnung an einer Hinterkante eines Hauptflügels eines Flugzeugs mit einem sich entlang einer Strömungskörper-Spannweltenrichtung (S-K) und einer Strömungskörper-Tiefenrichtung (T-B) des Strömungskörpers (B) erstreckenden Strömungsoberflächen-Abschnitt (S, S1, S2) und mit wenigstens einer unter Ausbildung jeweils einer Öffnung (110) in den Strömungsoberflächen-Abschnitt (S, S1, S2) ausmündenden Fluidleitung (50), dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (110) derart geformt ist, dass sich die lokale in der Spannweitenrichtung (S-B) verlaufende Länge (LS110) der Öffnung (110) wenigstens über einen Bereich von 40% der maximalen Breite (LT110) in der Strömungskörper-Tiefenrichtung (T-B) des Strömungskörpers (B) gesehen vergrößert oder verkleinert.
Strömungskörper (B) nach dem Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein Endabschnitt (53) der in den Strömungsoberflächen-Abschnitt (S, S1, S2) ausmündenden Fluidleitung (50) in der Ebene, die von einer lokalen Strömungskörper-Tiefenrichtung (S-B) und einer lokalen Strömungskörper-Spannweitenrichtung (D-B) aufgespannt wird, gesehen die Wandung des Endabschnitts (53) der Auslassleitung (50) verjüngt oder erweitert
Verfahren zum Einsaugen und/oder Ausblasen von Fluid durch wenigstens eine unter Ausbildung jeweils einer Öffnung (30) in einen Strömungsoberflächen-Abschnitt (S, S1, S2) eines Strömungskörpers (B) ausmündenden Fluidleitung (50), dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (110) derart geformt ist, dass sich die lokale in der Spannweitenrichtung (S-B) verlaufende Länge (LS110) der Öffnung (110) wenigstens über einen Bereich von 40% der maximalen Breite (LT110) in der Strömungskörper-Tiefenrichtung (T-B) des Strömungskörpers (B) gesehen vergrößert oder verkleinert.