DE102011122594A1 - Jet aircraft with at least one jet engine and with pivoting wings - Google Patents
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Abstract
Düsenflugzeug mit mindestens einem Strahltriebwerk (5, 11–19; 32–40) und mit schwenkbaren Tragflächen (47, 48), dadurch gekennzeichnet, dass die Tragflächen (47, 48) jeweils um eine Achse (49, 50) schwenkbar sind, die im wesentlichen parallel zu einer Profilnase (51, 52) einer der Tragflächen (47, 48) und in der Nähe der Profilnase (51, 52) verläuft und dass das mindestens eine Strahltriebwerk (5; 11–19; 32–40) in einer oben auf dem Rumpf (1) des Düsenflugzeugs fest angeordneten rinnenförmigen Einbuchtung (2, 20–31) die in Längsrichtung des Düsenflugzeugs verläuft, unten und seitlich umgeben ist.Jet aircraft with at least one jet engine (5, 11-19; 32-40) and with pivotable wings (47, 48), characterized in that the wings (47, 48) are each pivotable about an axis (49, 50) which runs essentially parallel to a profile nose (51, 52) of one of the wings (47, 48) and in the vicinity of the profile nose (51, 52) and that the at least one jet engine (5; 11-19; 32-40) in a Trough-shaped indentation (2, 20-31) which is fixedly arranged on top of the fuselage (1) of the jet aircraft and runs in the longitudinal direction of the jet aircraft, is surrounded below and on the sides.
Description
Die Erfindung betrifft ein Düsenflugzeug mit mindestens einem Strahltriebwerk und mit schwenkbaren Tragflächen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a jet aircraft with at least one jet engine and with pivotable wings according to the preamble of claim 1.
Derartige Düsenflugzeuge sind an sich bekannt.Such jet aircraft are known per se.
Die vorliegende Erfindung geht auf das Problem zurück, dass der von Düsenflugzeugen, insbesondere bei Start und Landung erzeugte Lärm in Bodennähe, insbesondere in der Umgebung von Großflughäfen, von der Bevölkerung in zunehmendem Maße als störend empfunden wird. Bei der derzeit üblichen Bauweise von Düsenflugzeugen sind die Strahltriebwerke regelmäßig entweder unterhalb der Tragflächen oder am Rumpfende angeordnet. Bei dieser Anordnung kann sich der von dem mindestens einen Strahltriebwerk erzeugte Lärm stark in Richtung auf den Boden ausbreiten. Diese Ausbreitung wird insbesondere bei dem Start und im Steigflug des Düsenflugzeugs dadurch begünstigt, dass das Düsenflugzeug zum Erzielen des gewünschten Auftriebs angestellt werden muss, wodurch die Längsachse des mindestens einen Triebwerks in einem Winkel zum Boden gerichtet ist, und damit auch die Schallausbreitung.The present invention is based on the problem that the noise produced by jet aircraft, especially at takeoff and landing near the ground, especially in the vicinity of major airports, is increasingly perceived by the population as disturbing. In the current design of jet aircraft, the jet engines are regularly arranged either below the wings or at the tail end. With this arrangement, the noise generated by the at least one jet engine can propagate strongly toward the ground. This propagation is particularly favored in the start and in the ascent of the jet airplane in that the jet must be made to achieve the desired buoyancy, whereby the longitudinal axis of the at least one engine is directed at an angle to the ground, and thus the sound propagation.
Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Düsenflugzeug der eingangs genannten Gattung zu schaffen, bei dessen Flugbetrieb eine Lärmbelästigung am Boden minimiert ist.The present invention is therefore an object of the invention to provide a jet aircraft of the type mentioned, in the flight operation noise pollution is minimized on the ground.
Hierzu ist das Düsenflugzeug erfindungsgemäß mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen ausgebildet.For this purpose, the jet aircraft according to the invention is designed with the features specified in claim 1.
Die schwenkbaren Tragflächen sind vorzugsweise über einen Befestigungsholm an dem Rumpf des Düsenflugzeugs schwenkbar angebracht, wobei der Befestigungsholm hinter der Profilnase der Tragfläche in deren Nähe angeordnet ist, so dass die Tragfläche wie sonst eine Landeklappe insbesondere nach unten zur Vergrößerung bzw. Optimierung des Anströmwinkels eingestellt werden kann.The pivotable wings are preferably pivotally mounted on the fuselage of the jet aircraft via a mounting spar, the fastening spar being arranged behind the nose of the wing in its vicinity, so that the wing, like a landing flap, is adjusted in particular downward for increasing or optimizing the angle of attack can.
Mit den Tragflächen, die jeweils um eine bevorzugt virtuelle Achse schwenkbar sind, die im wesentlichen parallel zu einer Profilnase einer der Tragflächen und in der Nähe deren Profilnase angeordnet ist, kann das Düsenflugzeug in horizontaler Lage des Rumpfs und des mit ihm verbundenen Strahltriebwerks, insbesondere auch steigen, da der für den Auftrieb erforderliche Anströmwinkel der Tragflächen nur durch deren Verstellung gegenüber dem Rumpf erzeugt wird. Der Rumpf muss also dabei nicht nach oben gerichtet sein. Demzufolge wird der Schall des mindestens einen Strahltriebwerks nicht vor allem nach unten ausgesendet.With the wings, which are each pivotable about a preferred virtual axis, which is arranged substantially parallel to a profile nose of one of the wings and in the vicinity of their profile nose, the jet in a horizontal position of the fuselage and its associated jet engine, in particular also rise, since the inflow required for buoyancy angle of the wings is only generated by their adjustment relative to the fuselage. So the hull does not have to be facing up. Consequently, the sound of the at least one jet engine is not emitted especially down.
Eine erhebliche Schallabgabe nach unten, insbesondere beim Start und im Steigflug des Düsenflugzeugs wird auch dadurch verhindert, dass das mindestens eine Strahltriebwerk in einer oben auf dem Rumpf des Düsenflugzeugs ausgebildeten rinnenförmigen Einbuchtung fest angeordnet ist, die in Längsrichtung des Düsenflugzeugs verläuft. Durch diese Anordnung des Strahltriebwerks können die Schallwellen im wesentlichen nur nach oben oder nach hinten aus der rinnenförmigen Einbuchtung austreten. Um auch letzteres zu verhindern, kann die rinnenförmige Einbuchtung beim Start und im Steigflug des Düsenflugzeugs nach Anspruch 8 an den Enden der Einbuchtung durch eine nach oben gekrümmte einfahrbare Abschlussklappe im wesentlichen schalldicht abgeschlossen werden. Im Reiseflug des Düsenflugzeugs in genügender Höhe über Grund kann diese Abschlussklappe eingefahren werden, um ein ungestörtes Abströmen der Abgase des mindestens einen Strahltriebwerks zu ermöglichen.A significant downward sound emission, especially at the start and in the climb of the jet aircraft is also prevented by the fact that the at least one jet engine in a trained on top of the fuselage of the jet plane groove-like recess is fixed, which extends in the longitudinal direction of the jet. By virtue of this arrangement of the jet engine, the sound waves can emerge essentially only upwards or rearwards from the groove-shaped indentation. In order to prevent the latter, the channel-shaped indentation can be completed at the start and in the climb of the jet aircraft according to
Für einen möglichst weitgehenden Schallschutz nach unten erstreckt sich die rinnenförmige Einbuchtung nach Anspruch 2 bis mindestens zu der Höhe der Oberseite des Strahltriebwerks. Ein Schutz gegen Schallabstrahlung senkrecht nach oben ist nicht erforderlich, es genügt, wenn der Schall im wesentlichen über der Horizontalen in einem Winkel nach oben abgestrahlt wird.For a sound protection as far as possible down the channel-shaped indentation extends according to
Für mehrere Strahltriebwerke eines Düsenflugzeugs kann jedes nach Anspruch 3 in je einer rinnenförmigen Einbuchtung angeordnet sein, womit der Schallschutz optimiert ist.For several jet engines of a jet, each can be arranged according to
Es ist aber auch nach Anspruch 4 möglich, mindestens zwei Strahltriebwerke, also auch mehrere Schalltriebwerke, in einer gemeinsamen rinnenförmigen Einbuchtung anzuordnen, die dazu entsprechend breit ist.However, it is also possible according to
Die rinnenförmige Einbuchtung hat insbesondere in dem Fall, in dem nur ein Strahltriebwerk in ihr untergebracht ist, zweckmäßig eine im Querschnitt annähernd parabelförmige, also oben offene, Begrenzung. Diese ist durch zwei einander gegenüberliegende parallele wulstförmige Erhebungen definiert, welche somit eine rinnenförmige Einbuchtung nach Anspruch 5 begrenzen.The gutter-shaped indentation has in particular in the case where only one jet engine is housed in it, expediently a cross-sectionally approximately parabolic, so open at the top, boundary. This is defined by two mutually opposite parallel bead-shaped elevations, which thus limit a channel-shaped indentation according to
Bevorzugt ist die rinnenförmige Einbuchtung bzw. die sie begrenzenden wulstförmigen Erhebungen nach Anspruch 6 oben aus dem Rumpf ausgeformt.Preferably, the channel-shaped indentation or the bead-shaped elevations delimiting it are shaped according to claim 6 above from the hull.
Weiterhin ist nach Anspruch 7 besonders zweckmäßig zwischen jeweils einem der Strahltriebwerke und der rinnenförmigen Einbuchtung ein Luftspalt ausgebildet, durch den im Flugbetrieb Kaltluft strömt, die die Abgastemperatur des Strahltriebwerks herabsetzt.Furthermore, according to claim 7 is particularly useful between each one of Jet engines and the channel-shaped indentation formed an air gap through which flows during flight cold air, which reduces the exhaust gas temperature of the jet engine.
In den wulstförmigen Erhebungen sind nach Anspruch 9 besonders zweckmäßig Kraftstofftanks des Düsenflugzeugs angeordnet, so dass Kraftstofftanks in den schwenkbaren Tragflächen weitgehend entbehrlich sind.In the bead-shaped elevations are particularly expedient fuel tank of the jet arranged according to claim 9, so that fuel tanks in the pivoting wings are largely unnecessary.
Bei einer Veränderung des Anstellwinkels des Tragflächenprofils verändern sich die Auftriebs- und Widerstandsgrößen, und der gemeinsame Angriffspunkt dieser Größen an dem Profil, der sogenannte Druckpunkt, verlagert sich.With a change in the angle of attack of the airfoil, the buoyancy and resistance variables change, and the common point of attack of these variables on the profile, the so-called pressure point, shifts.
Mit zwei Tragflächen ist es kaum realisierbar, diese so anzustellen, dass das Düsenflugzeug im Steigflug, im Reiseflug und im Sinkflug stets horizontal ausgerichtet ist. Um dem abzuhelfen, weist das Düsenflugzeug nach Anspruch 10 eine Tandem-Tragflächenanordnung mit einem vorderen Tragflächenpaar, insbesondere im Bereich einer Pilotenkanzel, und einem hinteren Tragflächenpaar am hinteren Ende des Rumpfes auf. Die Positionen der Tragflächenpaare sind jeweils bei der Konstruktion des Düsenflugzeugs zu optimieren. Dies trifft auch für die Höhenanordnung der Tragflächenpaare an dem Rumpf zu, bei der eine gleiche Höhenanordnung des vorderen Tragflächenpaares und des hinteren Tragflächenpaares nach Anspruch 11 vorzugsweise zu vermeiden sind, um das hintere Tragflächenpaar aus dem von dem vorderen Tragflächenpaar erzeugten Wirbelbereich zu halten. Daher ist denkbar, das vordere Tragflächenpaar in der Art eines Schulterdeckers anzuordnen und das hintere Tragflächenpaar in der Art eines Tiefdeckers bzw. Mitteldeckers anzuordnen oder aber beide Tragflächenpaare in ihren Höhen umgekehrt.With two wings, it is hardly feasible to adjust these so that the jet aircraft is always aligned horizontally in climb, cruise and descent. To remedy this, the jet aircraft according to
Um die schwenkbaren Tragflächen so einzustellen, dass der Rumpf des Düsenflugzeugs mit dem mindestens einen Strahltriebwerk in verschiedenen Flugzuständen, insbesondere nach dem Abheben und im Steigflug in einer im wesentlichen horizontalen Lage gehalten wird, ist nach Anspruch 12 eine selbsttätige Steuerung vorgesehen.In order to adjust the pivotable wings so that the fuselage of the jet is held with the at least one jet engine in different flight conditions, especially after take-off and climb in a substantially horizontal position, an automatic control is provided according to
Diese Steuerung ist nach Anspruch 13 zweckmäßig so ausgestaltet, dass das vordere Tragflächenpaar und das hintere Tragflächenpaar nach dem Prinzip einer Folgesteuerung (Master/Slave) steuerbar sind, wobei das hintere Tragflächenpaar nach Maßgabe des vorderen Tragflächenpaares gesteuert wird, d. h. die Schwenkstellung des hinteren Tragflächenpaares wird korrigiert, wenn dies zur Aufrechterhaltung der waagerechten Lage des fliegenden Düsenflugzeugs erforderlich ist. Zur Erfassung der Lage können an sich bekannte Lagegeber, insbesondere mit Kreiseln, eingesetzt werden.This control is expediently configured according to
Mit der Folgesteuerung werden zunächst während eines Startvorgangs alle Tragflächen so eingestellt, dass der Flugzeugrumpf waagerecht abhebt, anschließend waagerecht steigt und dann in den horizontalen Reiseflug übergeht.With the sequential control, all wings are initially adjusted during a take-off so that the fuselage lifts off horizontally, then rises horizontally and then goes into horizontal cruising flight.
Zum Kurvenflug werden die rechten bzw. die linken Tragflächen der beiden Tragflächenpaare nach gewünschter Kurvenrichtung unterschiedlich stark angestellt, um ein Rollen des Rumpfes um die Längsachse einzuleiten. Ist die gewünschte Schräglage erreicht, werden die beiden Tragflächen beider Tragflächenpaare wieder in die Ausgangsposition gefahren, so dass durch stärkeres Anstellen des vorderen Tragflächenpaares der Kurvenflug eingeleitet werden kann. Das hintere Tragflächenpaar wird während des Kurvenflugs in seiner zurückgestellten Anstellung belassen und allenfalls geschwindigkeitsabhängig in seiner Anstellung korrigiert. Um den Kurvenflug zu beenden, wird das Düsenflugzeug wieder um seine Längsachse zurückgerollt und der weitere Geradeausflug wird wie weiter oben geschildert, gesteuert.For turning the right and the left wings of the two pairs of wings are made different degrees to the desired direction of curvature to initiate a rolling of the fuselage about the longitudinal axis. Once the desired oblique position has been reached, the two wings of both pairs of wings are moved back to the starting position, so that the turn can be initiated by a stronger hiring of the front wing pair. The rear pair of wings is left during the flight in his deferred employment and corrected at most speed-dependent in his employment. To end the turn, the jet is rolled back around its longitudinal axis and the further straight flight is as described above, controlled.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand einer Zeichnung mit 5 Figuren beschrieben, worauf sich weitere vorteilhafte Merkmale ergeben können. Es zeigen:Embodiments of the invention are described below with reference to a drawing with 5 figures, which may result in further advantageous features. Show it:
Den Darstellungen in den Figuren liegen unterschiedliche Maßstäbe zugrunde. In sämtlichen Figuren sind übereinstimmende Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.The representations in the figures are based on different scales. In all figures, matching parts are given the same reference numerals.
In den
Wie ebenfalls ins besondere aus
Aus
Wie weiterhin aus
In den
Wie die
Es sei bemerkt, dass die Strahltriebwerke, wenn mindestens drei nebeneinander angeordnet sind, in Längsrichtung des Flugzeugs symmetrisch zu der Mittelachse versetzt sein können.It should be noted that the jet engines, if at least three are arranged side by side, can be offset in the longitudinal direction of the aircraft symmetrical to the central axis.
Die verschiedenen Anordnungen der Strahltriebwerke können zu einem Düsenflugzeug gehören, dessen Tandem-Tragflächenanordnung aus den
Gemäß
Die Tragflächen jedes Tragflächenpaares
Die Betätigungselemente für eine Tragflächenschwenkung, insbesondere Absenkung, sowie die zugehörige Steuerung sind in den Figuren nicht dargestellt. Sie dienen dazu, das Düsenflugzeug in allen Flugzuständen, insbesondere bei dem Abheben während des Starts und danach im Steigflug horizontal zu halten.The actuating elements for a wing pivoting, in particular lowering, as well as the associated control are not shown in the figures. They serve to keep the jet horizontal in all flight conditions, especially during take-off during take-off and then in climb.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Rumpfhull
- 22
- Einbuchtung (rinnenförmig)Indentation (channel-shaped)
- 33
- wulstförmige ErhebungBump-shaped elevation
- 44
- wulstförmige ErhebungBump-shaped elevation
- 55
- StrahltriebwerkJet engine
- 66
- Luftspaltair gap
- 77
- Auslassoutlet
- 88th
- Abschlussklappeclosing flap
- 99
- KraftstofftankFuel tank
- 1010
- KraftstofftankFuel tank
- 1111
- StrahltriebwerkJet engine
- 1212
- StrahltriebwerkJet engine
- 1313
- StrahltriebwerkJet engine
- 1414
- StrahltriebwerkJet engine
- 1515
- StrahltriebwerkJet engine
- 1616
- StrahltriebwerkJet engine
- 1717
- StrahltriebwerkJet engine
- 1818
- StrahltriebwerkJet engine
- 1919
- StrahltriebwerkJet engine
- 2020
- Einbuchtungindentation
- 2121
- Einbuchtungindentation
- 2222
- Einbuchtungindentation
- 2323
- Einbuchtungindentation
- 2424
- Einbuchtungindentation
- 2525
- Einbuchtungindentation
- 2626
- Einbuchtungindentation
- 2727
- Einbuchtungindentation
- 2828
- Einbuchtungindentation
- 2929
- Einbuchtungindentation
- 3030
- Einbuchtungindentation
- 3131
- Einbuchtungindentation
- 3232
- StrahltriebwerkJet engine
- 3333
- StrahltriebwerkJet engine
- 3434
- StrahltriebwerkJet engine
- 3535
- StrahltriebwerkJet engine
- 3636
- StrahltriebwerkJet engine
- 3737
- StrahltriebwerkJet engine
- 3838
- StrahltriebwerkJet engine
- 3939
- StrahltriebwerkJet engine
- 4040
- StrahltriebwerkJet engine
- 4141
- Erhebungsurvey
- 4242
- Erhebungsurvey
- 4343
- Erhebungsurvey
- 4444
- Erhebungsurvey
- 4545
- Erhebungsurvey
- 4646
- Erhebungsurvey
- 4747
- Tragflächenpaarwing pair
- 4848
- Tragflächenpaarwing pair
- 4949
- Achseaxis
- 5050
- Achseaxis
- 5151
- Profilnaseprofile nose
- 5252
- Profilnaseprofile nose
- 5353
- Heckflossetailfin
- 5454
- Heckflossetailfin
- 5555
- wulstförmige ErhebungBump-shaped elevation
- 5656
- wulstförmige ErhebungBump-shaped elevation
- 5757
- wulstförmige ErhebungBump-shaped elevation
- 5858
- wulstförmige ErhebungBump-shaped elevation
- 5959
- wulstförmige ErhebungBump-shaped elevation
- 6060
- wulstförmige ErhebungBump-shaped elevation
- 6161
- wulstförmige ErhebungBump-shaped elevation
- 6262
- wulstförmige ErhebungBump-shaped elevation
- 6363
- wulstförmige ErhebungBump-shaped elevation
- 6464
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- wulstförmige ErhebungBump-shaped elevation
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Claims (13)
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Publication Number | Publication Date |
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DE102011122594A1 true DE102011122594A1 (en) | 2012-04-26 |
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Country Status (1)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN112977879A (en) * | 2021-04-01 | 2021-06-18 | 中国航天空气动力技术研究院 | Aeroelastic test platform |
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2011
- 2011-12-30 DE DE102011122594A patent/DE102011122594A1/en not_active Ceased
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