DE10313290A1 - Wing structure for aircraft, has outer wing that swivels relative to inner wing when it hits certain counter force to reduce high fluid mechanical loads affecting aircraft wing - Google Patents

Wing structure for aircraft, has outer wing that swivels relative to inner wing when it hits certain counter force to reduce high fluid mechanical loads affecting aircraft wing Download PDF

Info

Publication number
DE10313290A1
DE10313290A1 DE10313290A DE10313290A DE10313290A1 DE 10313290 A1 DE10313290 A1 DE 10313290A1 DE 10313290 A DE10313290 A DE 10313290A DE 10313290 A DE10313290 A DE 10313290A DE 10313290 A1 DE10313290 A1 DE 10313290A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
wing
fluid
outer wing
effective surface
mechanically effective
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE10313290A
Other languages
German (de)
Other versions
DE10313290B4 (en
Inventor
Johannes Schweiger
Otto Prof. Dr. Sensburg
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SCHWEIGER, JOHANNES, 83670 BAD HEILBRUNN, DE
SENSBURG, OTTO, PROF. DR., 82049 PULLACH, DE
Original Assignee
EADS Deutschland GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by EADS Deutschland GmbH filed Critical EADS Deutschland GmbH
Priority to DE10313290A priority Critical patent/DE10313290B4/en
Publication of DE10313290A1 publication Critical patent/DE10313290A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE10313290B4 publication Critical patent/DE10313290B4/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C23/00Influencing air flow over aircraft surfaces, not otherwise provided for
    • B64C23/06Influencing air flow over aircraft surfaces, not otherwise provided for by generating vortices
    • B64C23/065Influencing air flow over aircraft surfaces, not otherwise provided for by generating vortices at the wing tips
    • B64C23/069Influencing air flow over aircraft surfaces, not otherwise provided for by generating vortices at the wing tips using one or more wing tip airfoil devices, e.g. winglets, splines, wing tip fences or raked wingtips
    • B64C23/072Influencing air flow over aircraft surfaces, not otherwise provided for by generating vortices at the wing tips using one or more wing tip airfoil devices, e.g. winglets, splines, wing tip fences or raked wingtips the wing tip airfoil devices being moveable in their entirety
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C3/00Wings
    • B64C3/38Adjustment of complete wings or parts thereof
    • B64C3/42Adjusting about chordwise axes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C5/00Stabilising surfaces
    • B64C5/08Stabilising surfaces mounted on, or supported by, wings
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00Aeronautics or air transport
    • Y02T50/10Drag reduction

Abstract

The wing structure (10) includes an inner wing (1) and an outer wing (2). The outer wing swivels relative to the inner wing when it hits a certain counter force to reduce high fluid mechanical loads affecting the aircraft wing.

Description

Die Erfindung betrifft eine strömungsmechanisch wirksame Fläche eines sich in einem Fluid bewegenden Geräts, insbesondere eines Fluggeräts, insbesondere eine Tragfläche eines Fluggeräts, wobei die Fläche einen proximal zum Gerät liegenden Innenflügel und einen distal angeordneten Außenflügel umfasst, wie im Oberbegriff des Anspruchs 1 vorausgesetzt.The The invention relates to a fluid mechanics effective area a device moving in a fluid, in particular an aircraft, in particular a wing of an aircraft, being the area one proximal to the device lying inner wing and comprises a distally arranged outer wing, as in the preamble of claim 1 provided.

Bei einem sich in einem Fluid bewegenden Gerät ergibt sich bei der Bewegung durch das Fluid, also etwa bei einem Fluggerät beim Flug, eine Belastung der Fläche, welche in Spannweitenrichtung variiert und im Reiseflug (1-g-Flugzustand) von Geschwindigkeit und Höhe und vom Beladungszustand abhängt. Beim Verlassen dieser stationären Reiseflugbedingung durch Fliegen eines Manövers oder beim Auftreten von Böen oder Turbulenzen treten an der Fläche zusätzliche Lasten auf, welche bei der Auslegung der Fläche wie auch des gesamten Geräts zu berücksichtigen ist. Im Falle einer starren Tragfläche muss diese daher so ausgelegt sein, dass sie den zu erwartenden Manöver- und Böenlasten entspricht, was für die Reiseflugbedingung eine Überdimensionierung bedeutet.at a device moving in a fluid results from the movement due to the fluid, for example in the case of an aircraft during flight, a load the area, which varies in the span direction and in cruise (1 g flight condition) from Speed and altitude and depends on the loading condition. When leaving this stationary Cruising condition due to flying a maneuver or when Gusts or Turbulence occurs on the surface additional Loads, which must be taken into account when designing the surface as well as the entire device is. In the case of a rigid wing, this must therefore be designed be that it corresponds to the expected maneuver and gust loads, what the cruise condition an oversizing means.

Zur Lastabminderung von Tragflächen eines Flugzeugs ist es beispielsweise bekannt Querruder im äußeren Flügelbereich an der Hinterkante einzusetzen, wobei durch deren geringe aeroelastische Wirksamkeit im Reiseflug der Lastabminderungseffekt gering ist. Um deren Wirksamkeit zu erhöhen, müsste die Struktursteifigkeit und damit das Gewicht erheblich vergrößert werden.to Load reduction of wings An aircraft is known, for example, ailerons in the outer wing area to be used on the rear edge, due to their low aeroelastic effectiveness the load reduction effect is low in cruise. For their effectiveness to increase the Structural rigidity and thus the weight can be increased significantly.

Die Aufgabe der Erfindung ist es eine strömungsmechanisch wirksame Fläche der genannten Art zu schaffen, welche zu einer Lastabminderung von Manöverlasten oder Böenlasten in der Lage ist.The The object of the invention is a fluid mechanically effective surface to create the type mentioned, which leads to a load reduction of maneuver loads or gust loads be able to.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene strömungsmechanisch wirksame Fläche gelöst.This Task is fluidic by the specified in claim 1 effective area solved.

Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen strömungsmechanisch wirksamen Fläche sind in den Unteransprüchen angegeben.advantageous Further developments of the fluid mechanically effective surface are in the subclaims specified.

Durch die Erfindung wird eine strömungsmechanisch wirksame Fläche eines sich in einem Fluid bewegenden Geräts, insbesondere eines Fluggeräts, insbesondere eine Tragfläche oder Ruderfläche eines Fluggeräts geschaffen, wobei die Fläche einen proximal zum Gerät liegenden Innenflügel und einen distal angeordneten Außenflügel umfasst. Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass der Außenflügel bezüglich des Innenflügels in im Sinne einer Lastabminderung von unzulässig hohen auf die Fläche wirkenden fluidmechanischen Lasten gegen eine vorgegebene Gegenkraft nachgiebiger Weise drehbar oder schwenkbar gelagert ist. Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen strömungsmechanisch wirksamen Fläche ist es, dass diese auf eine reduzierte Belastung ausgelegt werden kann. Für den Fall eines Fluggeräts bedeutet dies ein größeres Abfluggewicht bei vorgegebener Struktur und gleichzeitig ein geringeres Strukturgewicht.By the invention becomes a fluid mechanical effective area a device moving in a fluid, in particular an aircraft, in particular a wing or rudder surface of an aircraft created, the area one proximal to the device lying inner wing and comprises a distal outer wing. It is according to the invention provided that the outer wing with respect to the inside wing in the sense of a load reduction from impermissibly high effects on the surface fluid mechanical loads more resilient against a given counterforce Is rotatably or pivotally mounted. A major advantage the fluid mechanical according to the invention effective area it is that these are designed for a reduced load can. For the Case of an aircraft this means a larger take-off weight with a given structure and at the same time a lower structural weight.

Vorzugsweise ist der Außenflügel bezüglich des Innenflügels um eine Dreh- oder Lagerachse drehbar gelagert.Preferably is the outer wing with respect to the inside wing to turn or Bearing axis rotatably mounted.

Vorzugsweise befindet sich diese Dreh- oder Lagerachse bezüglich der Strömungsrichtung des Fluids vor dem resultierenden fluidmechanischen Kraftangriffspunkt.Preferably is this axis of rotation or bearing with respect to the direction of flow of the fluid before the resulting fluid mechanical force application point.

Vorzugsweise ist die vorgegebene Gegenkraft, gegen die der Außenflügel bezüglich dem Innenflügel in nachgiebiger Weise drehbar oder schwenkbar gelagert ist, eine elastische Gegenkraft.Preferably is the given counterforce against which the outer wing is more resilient with respect to the inner wing Is rotatably or pivotally mounted, an elastic counterforce.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist zwischen den Außenflügel und den Innenflügel eine die elastische Gegenkraft erzeugende Feder gekoppelt.According to one preferred embodiment of the Invention is between the outer wing and the inner wing coupled a spring generating the elastic counterforce.

Vorzugsweise ist die Feder eine Dreh- oder Torsionsfeder.Preferably the spring is a torsion or torsion spring.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung setzt der Außenflügel den Innenflügel in Flächenrichtung fort.According to one embodiment the invention sets the outer wing inner wing in the direction of the surface continued.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung verfügt der Außenflügel über einen den Innenflügel in Flächenrichtung fortsetzenden Teil und einen eine Flügelendfläche (winglet) bildenden, gegen die Flächenrichtung abgewinkelten Teil.According to one another embodiment of the invention the outer wing over one the inner wing in the direction of the surface continuing part and a winglet surface forming against the surface direction angled part.

Gemäß noch einer anderen Ausführungsform der Erfindung bildet der Außenflügel selbst eine gegen die Flächenrichtung abgewinkelte Flügelendfläche (winglet).According to one more another embodiment the invention forms the outer wing itself one against the surface direction angled winglet surface.

Gemäß einer Weiterbildung der strömungsmechanisch wirksamen Fläche ist es vorgesehen, dass an dem Außenflügel zusätzlich ein ansteuerbares Hilfsruder für eine Trimmung des Außenflügels vorgesehen ist.According to one Further training in fluid mechanics effective area it is provided that a controllable auxiliary rudder is additionally provided on the outer wing for one Trimming of the outer wing provided is.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist die Fläche die Tragfläche eines Flugzeugs.According to one The aspect of the invention is the surface the wing of an airplane.

Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung ist die Fläche die Tragfläche eines Drehflüglers.According to one Another aspect of the invention is the wing of a wing Rotorcraft.

Gemäß noch einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Fläche eine Leitwerk- oder Ruderfläche.According to one more Another aspect of the invention is the surface of a tail surface or rudder surface.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Außenflügel über ein Torsionsrohr oder einen Torsionsstab mit dem Innenflügel verbunden ist, wobei das Torsionsrohr oder der Torsionsstab die Funktion der Dreh- oder Lagerachse und der Feder gleichermaßen erfüllt.According to one advantageous embodiment of the According to the invention, it is provided that the outer wing has a torsion tube or a Torsion bar with the inner wing is connected, wherein the torsion tube or the torsion bar Function of the rotary or bearing axis and the spring fulfilled equally.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen strömungsmechanisch wirksamen Fläche anhand der Zeichnung erläutert.in the the following are embodiments of the fluid mechanical according to the invention effective area explained using the drawing.

Es zeigt:It shows:

1 eine schematisierte perspektivische Darstellung einer Tragfläche eines Flugzeugs gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung; 1 a schematic perspective view of an aircraft wing according to a first embodiment of the invention;

2 eine schematisierte perspektivische Darstellung eines Außenflügels, wie er Bestandteil der in 1 dargestellten Tragfläche eines Flugzeugs gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist; 2 a schematic perspective view of an outer wing, as part of the in 1 illustrated wing of an aircraft according to the first embodiment of the invention;

3 und 4 schematisierte perspektivische Darstellungen einer Tragfläche eines Flugzeugs gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung im normalen Reiseflugzustand (3) bzw. unter Verformung bei Manöver- oder Böenlast (4); 3 and 4 schematic perspective representation of an aircraft wing according to a second exemplary embodiment of the invention in the normal cruising state ( 3 ) or under deformation under maneuver or gust loads ( 4 );

5 eine schematisierte perspektivische Darstellung einer Tragfläche eines Flugzeugs gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung; 5 a schematic perspective view of an aircraft wing according to a third embodiment of the invention;

6 eine schematisierte perspektivische Darstellung eines Außenflügels ähnlich 2, wobei der Außenflügel zusätzlich mit einem Hilfs- oder Trimmruder versehen ist, gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung; und 6 a schematic perspective view of an outer wing similar 2 , wherein the outer wing is additionally provided with an auxiliary or trim rudder, according to a fourth embodiment of the invention; and

7 ein Diagramm, welches die Auftriebsverteilung in Spannweitenrichtung unter normaler Reiseflugbedingung und für den Fall bei Manöver- oder Böenlast bei einer herkömmlichen Tragfläche und bei einer Tragfläche gemäß der Erfindung wiedergibt. 7 a diagram showing the lift distribution in the span direction under normal cruise conditions and for the case of maneuver or gust load with a conventional wing and with a wing according to the invention.

In den 1, 3, 4 und 5 sind drei verschiedene Ausführungsbeispiele von strömungsmechanisch wirksamen Flächen, nämlichen von Tragflächen eines Flugzeugs dargestellt. Die insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 versehene Fläche ist jeweils schematisiert perspektivisch dargestellt und die Anströmrichtung beim Flug ist durch einen entsprechend bezeichneten Pfeil angegeben.In the 1 . 3 . 4 and 5 Three different exemplary embodiments of aerodynamically effective surfaces, namely the wings of an aircraft, are shown. The total with the reference number 10 provided area is shown schematically in perspective and the direction of flow during flight is indicated by an appropriately designated arrow.

Die Tragfläche 10 umfasst einen proximal zum (nicht dargestellten) Rumpf des Flugzeugs liegenden Innenflügel 1 und einen distal angeordneten Außenflügel 2. Der Außenflügel 2 ist bezüglich des Innenflügels 1 in gegen eine vorgegebene Gegenkraft nachgiebiger Weise drehbar oder schwenkbar gelagert, was einer Lastabminderung von unzulässig hohen auf die Fläche 10 wirkenden fluidmechanischen, hier also aerodynamischen Lasten im Falle von Flugmanövern, Böen oder Turbulenzen oder ähnlichen Störungen dient.The wing 10 comprises an inner wing lying proximal to the fuselage of the aircraft (not shown) 1 and a distal outer wing 2 , The outer wing 2 is regarding the inner wing 1 in a flexible manner against a given counterforce rotatably or pivotably, which reduces the load from impermissibly high on the surface 10 acting fluid mechanical, here aerodynamic loads in the case of flight maneuvers, gusts or turbulence or similar disturbances.

Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen ist der Außenflügel 2 bezüglich des Innenflügels 1 um eine Dreh- oder Lagerachse 3 drehbar gelagert, die sich bezüglich der Strömungsrichtung des Fluids vor dem resultierenden fluidmechanischen, d.h. aerodynamischen Kraftangriffspunkt befindet. Dies ist in 2 ersichtlich, welche den Außenflügel 2 der in 1 gezeigten Tragfläche 10 alleine und in einer anderen Perspektive zeigt. Die geometrische Achse der Dreh- und Lagerachse 3 befindet sich um einen Abstand a vor dem Angriffspunkt der resultierenden aerodynamischen Luftkraft, welche durch einen nach oben zeigenden Pfeil dargestellt ist. Diese resultierende Luftkraft ergibt sich aus einer Summation aller an dem Außenflügel 2 wirkenden aerodynamischen Kräfte über die Fläche des Außenflügels 2 unter entsprechender Gewichtung.In the illustrated embodiments, the outer wing 2 with respect to the inner wing 1 about a rotational or bearing axis 3 rotatably mounted, which is located in relation to the flow direction of the fluid in front of the resulting fluid mechanical, ie aerodynamic force application point. This is in 2 visible which is the outer wing 2 the in 1 shown wing 10 alone and in a different perspective. The geometric axis of the rotary and bearing axis 3 is located a distance a from the point of application of the resulting aerodynamic air force, which is shown by an arrow pointing upwards. This resulting air force results from a summation of all on the outer wing 2 acting aerodynamic forces over the surface of the outer wing 2 with appropriate weighting.

Die vorgegebene Gegenkraft, gegen die der Außenflügel 2 bezüglich dem Innenflügel 1 in nachgiebiger Weise drehbar oder schwenkbar gelagert ist, ist eine elastische Gegenkraft, die durch eine Feder 4 erzeugt wird, die zwischen den Außenflügel 2 und den Innenflügel 1 gekoppelt ist. Als „Feder" soll hier jedwedes passives oder aktives Element verstanden werden, welches in der Lage ist, eine elastische oder ähnlich geartete Gegenkraft zu erzeugen, die vorzugsweise um so größer ist, je weiter der Außenflügel 2 bezüglich dem Innenflügel 1 aus der in 1 dargestellten Ruhelage abgelenkt wird, diesen also zurückzustellen.The specified counterforce against which the outer wing 2 regarding the inner wing 1 is rotatably or pivotably mounted in a resilient manner, is a resilient counterforce by a spring 4 is generated between the outer wings 2 and the inner wing 1 is coupled. Any passive or active element that is capable of generating an elastic or similar counterforce, which is preferably greater the further the outer wing, is to be understood here as a “spring” 2 regarding the inner wing 1 from the in 1 shown rest position is distracted, so put it back.

In den 1 und 2 ist die Feder 4 schematisiert als eine Drehfeder dargestellt, welche die Dreh- oder Lagerachse 3 umgibt und die Tendenz hat, den Außenflügel 2 bezüglich des Innenflügels 1 in seine Ruhelage zurückzustellen.In the 1 and 2 is the feather 4 schematically represented as a torsion spring, which is the axis of rotation or bearing 3 surrounds and has a tendency to the outer wing 2 regarding the inner wing 1 to return to its rest position.

Bei dem anhand der 1 und 2 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung bildet der Außenflügel 2 eine Fortsetzung des Innenflügels 1 in Flächenrichtung der Tragfläche 10.When using the 1 and 2 The illustrated first embodiment of the invention forms the outer wing 2 a continuation of the inner wing 1 in the wing direction 10 ,

Bei dem in 3 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist der Außenflügel 2 einen den Innenflügel 1 in Flächenrichtung fortsetzenden ersten Teil 2a und einen zweiten Teil 2b auf, der gegen die Flächenrichtung abgewinkelt ist und eine Flügelendfläche (winglet) bildet.At the in 3 The illustrated second embodiment of the invention has the outer wing 2 one the inner wing 1 first part continuing in the surface direction 2a and a second part 2 B on, which is angled against the surface direction and forms a wing end surface (winglet).

Die Tragfläche 10 gemäß diesem zweiten Ausführungsbeispiel ist in 3 für den Fall einer normalen Reiseflugbedingung dargestellt, bei dem der den Innenflügel 1 in Flächenrichtung fortsetzende Teil 2a den Umriss des Innenflügels 1 im wesentlichen unverändert fortsetzt, wogegen 4 den Fall zeigt, in welchem der Außenflügel bei Manöver- oder Böenlast der zusätzlichen Belastung ausweicht, wodurch eine Lastabminderung bewirkt wird.The wing 10 according to this second embodiment is in 3 shown in the case of a normal cruise flight condition, in which the inner wing 1 part continuing in the surface direction 2a continues the outline of the inner wing 1 essentially unchanged, whereas 4 shows the case in which the outer wing evades the additional load during maneuvering or gusting loads, thereby causing a load reduction.

Bei dem in 5 dargestellten dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung bildet der Außenflügel 2 insgesamt eine gegen die Flächenrichtung abgewinkelte Flügelendflächen (winglet) 2c.At the in 5 The third exemplary embodiment of the invention shown forms the outer wing 2 a total of one wing end surface angled against the surface direction 2c ,

Durch die anhand der 2 dargestellte Lagerung des Außenflügels 2 vor dem resultierenden aerodynamischen Kraftangriffspunkt ergibt sich in Folge der elastischen Verformung gegenüber einem „starren" Flügel eine Abminderung der Belastung am Innenflügel, d.h. die aeroelastische Wirksamkeit ist kleiner als 1,0.By using the 2 illustrated storage of the outer wing 2 before the resulting aerodynamic force application point, the elastic deformation compared to a "rigid" wing results in a reduction in the load on the inner wing, ie the aeroelastic effectiveness is less than 1.0.

Die zwischen den Außenflügel 2 und den Innenflügel 1 gekoppelte Feder 4 ist so ausgelegt, dass sich im Reiseflug die für einen minimalen induzierten aerodynamischen Widerstand korrekte Position vergibt, d.h. ohne Verdrehung der beiden Flügelteile 1, 2 gegeneinander. Bei höherer Belastung, d.h. im Falle von Manöver, Böen oder Turbulenzen, weicht der Außenflügel 2 in eine Position mit geringerem Anstellwinkel (Winkel zwischen Anströmung und Profilsehne) aus, d.h. zeigt ein „auswehendes" Verhalten. Die für den Fall von Manöver- oder Böenlast niedrigere aeroelastische Wirksamkeit der Gesamtfläche 10 im Reiseflug stört beim Geradeausflug in ruhiger Luft nicht, da die Position des Außenflügels 2 für diesen Zustand ausgelegt ist, sorgt jedoch bei Manövern und Belastung durch Böen etc. dafür, das der aerodynamische Kraftangriffspunkt des gesamten Flügels 10 in Spannweitenrichtung nach innen verschoben wird, wodurch die Last am Flügel und der gesamten Struktur des Fluggeräts vermindert wird.The one between the outer wings 2 and the inner wing 1 coupled spring 4 is designed in such a way that the correct position for minimum induced aerodynamic drag is assigned when cruising, ie without twisting the two wing parts 1 . 2 up to today. With higher loads, ie in the case of maneuvers, gusts or turbulence, the outer wing gives way 2 in a position with a smaller angle of attack (angle between the inflow and the chord), ie shows a "waving" behavior. The lower aeroelastic effectiveness of the total area 10 in cruise flight in the case of maneuver or gust loads does not interfere with straight flight in calm air, since the Position of the outer wing 2 is designed for this condition, but ensures that the aerodynamic force application point of the entire wing during maneuvers and gusts etc. 10 is moved inward in the span direction, thereby reducing the load on the wing and the entire structure of the aircraft.

Bei einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches anhand von 6 zu erläutern ist, ist am Außenflügel 2, welcher dem Außenflügel 2 des anhand der 1 und 2 erläuterten Ausführungsbeispiels ähnlich ist, zusätzlich ein Hilfs- oder Trimmruder 2d vorgesehen, welches einer Trimmung des Außenflügels 2 in der Weise dient, dass der Verformungszustand des Außenflügels gegenüber dem Innenflügel angepasst werden kann, beispielsweise für gleiche Anstellung oder etwa im Falle einer Überlast der Beladung für eine reduzierte Belastung.In a fourth embodiment of the invention, which is based on 6 to be explained is on the outer wing 2 , which is the outer wing 2 the based on the 1 and 2 explained embodiment is similar, in addition an auxiliary or trim rudder 2d provided which is a trim of the outer wing 2 serves in such a way that the state of deformation of the outer wing relative to the inner wing can be adapted, for example for the same position or in the event of an overload of the load for a reduced load.

Eine Anpassung der Einstellung des Außenflügels 2 gegenüber dem Innenflügel 1 kann in ähnlicher Weise auch durch eine in den Figuren nicht eigens dargestellte Einrichtung zur Änderung der Voreinstellung, etwa durch Änderung der Federvorspannung der Feder 4 bewirkt werden.An adjustment of the setting of the outer wing 2 opposite the inner wing 1 can in a similar manner also by means of a device for changing the presetting, which is not specifically shown in the figures, for example by changing the spring preload of the spring 4 be effected.

Der Außenflügel 2 kann mit dem Innenflügel 1 über ein Torsionsrohr oder einem Torsionsstab verbunden sein, wobei das Torsionsrohr oder der Torsionsstab die Funktion der Dreh- und Lagerachse 3 und die Funktion der Feder 4 zugleich erfüllt.The outer wing 2 can with the inner wing 1 be connected via a torsion tube or a torsion bar, the torsion tube or the torsion bar performing the function of the axis of rotation and bearing 3 and the function of the spring 4 fulfilled at the same time.

Anstelle eines passiven Systems wie einer mit der Dreh- oder Lagerachse 3 gekoppelten Feder 4 kann, wie bereits weiter oben angesprochen, auch ein aktives System vorgesehen werden, welches die Belastung am Außenflügel 2 meßtechnisch erfasst oder aus entsprechenden geeigneten Parametern berechnet und über eine geeignete Stelleinrichtung eine Verstellung des Außenflügels 2 im Sinne einer Lastabminderung bewirkt, wie es eingangs beschrieben wurde. Ein solches aktiv arbeitendes System kann durch Steuerung oder durch Regelung eingestellt werden, erfordert aber einen höheren Aufwand.Instead of a passive system such as one with the rotary or bearing axis 3 coupled spring 4 As already mentioned above, an active system can also be provided to reduce the load on the outer wing 2 Measured by measurement or calculated from appropriate suitable parameters and an adjustment of the outer wing 2 in the sense of a load reduction effected by means of a suitable adjusting device, as described at the beginning. Such an actively working system can be set by control or regulation, but requires more effort.

Claims (16)

Strömungsmechanisch wirksame Fläche eines sich in einem Fluid bewegenden Geräts, insbesondere eines Fluggeräts, insbesondere Tragfläche oder Ruderfläche eines Fluggeräts, wobei die Fläche (10) einen proximal zum Gerät liegenden Innenflügel (1) und einen distal angeordneten Außenflügel (2) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenflügel (2) bezüglich dem Innenflügel (5) in im Sinne einer Lastabminderung von unzulässig hohen auf die Fläche (10) wirkenden fluidmechanischen Lasten gegen eine vorgegebene Gegenkraft nachgiebiger Weise drehbar oder schwenkbar gelagert ist.Fluid mechanically effective surface of a device moving in a fluid, in particular an aircraft, in particular an aerofoil or rudder surface of an aircraft, the surface ( 10 ) an inner wing located proximal to the device ( 1 ) and a distal outer wing ( 2 ), characterized in that the outer wing ( 2 ) regarding the inner wing ( 5 ) in the sense of a load reduction from impermissibly high to the area ( 10 ) acting fluid-mechanical loads against a predetermined counterforce resiliently rotatably or pivotally mounted. Strömungsmechanisch wirksame Fläche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenflügel (2) bezüglich des Innenflügels (1) um eine Dreh- oder Lagerachse (3) drehbar gelagert ist.Fluid mechanically effective surface according to claim 1, characterized in that the outer wing ( 2 ) regarding the inner wing ( 1 ) around a rotary or bearing axis ( 3 ) is rotatably mounted. Strömungsmechanisch wirksame Fläche nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Dreh- oder Lagerachse (3) bezüglich der Strömungsrichtung des Fluids vor dem resultierenden fluidmechanischen Kraftangriffspunkt befindet.Fluid mechanically effective surface according to claim 2, characterized in that the rotational or bearing axis ( 3 ) with respect to the flow direction of the fluid before the resulting fluid mechanical force application point. Strömungsmechanisch wirksame Fläche nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebene Gegenkraft, gegen die der Außenflügel (2) bezüglich des Innenflügels (1) in nachgiebiger Weise drehbar oder schwenkbar gelagert ist, eine elastische Gegenkraft ist.Fluid mechanically effective surface according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the predetermined counterforce against which the outer wing ( 2 ) regarding the inner wing ( 1 ) is rotatably or pivotably mounted, a is elastic counterforce. Strömungsmechanisch wirksame Fläche nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Außenflügel (2) und den Innenflügel (1) eine die elastische Gegenkraft erzeugende Feder (4) gekoppelt ist.Fluid mechanically effective surface according to claim 4, characterized in that between the outer wing ( 2 ) and the inner wing ( 1 ) a spring generating the elastic counterforce ( 4 ) is coupled. Strömungsmechanisch wirksame Fläche nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (4) eine Dreh- oder Torsionsfeder ist.Fluid mechanically effective surface according to claim 5, characterized in that the spring ( 4 ) is a torsion or torsion spring. Strömungsmechanisch wirksame Fläche nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenflügel (2) den Innenflügel (1) in Flächenrichtung fortsetzt.Fluid mechanically effective surface according to one of claims 1 to 6, characterized in that the outer wing ( 2 ) the inner wing ( 1 ) continues in the surface direction. Strömungsmechanisch wirksame Fläche nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenflügel (2) einen den Innenflügel (1) in Flächenrichtung fortsetzenden Teil (2a) und einen eine Flügelendfläche (winglet) (2b) bildenden, gegen die Flächenrichtung abgewinkelten Teil aufweist.Fluid mechanically effective surface according to one of claims 1 to 6, characterized in that the outer wing ( 2 ) the inner wing ( 1 ) part continuing in the surface direction ( 2a ) and a winglet ( 2 B ) forming part angled against the surface direction. Strömungsmechanisch wirksame Fläche nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenflügel (2) eine gegen die Flächenrichtung abgewinkelte Flügelendfläche (winglet) (2c) bildet.Fluid mechanically effective surface according to one of claims 1 to 6, characterized in that the outer wing ( 2 ) an angled winglet surface (winglet) ( 2c ) forms. Strömungsmechanisch wirksame Fläche nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Außenflügel (2) zusätzlich ein ansteuerbares Hilfsruder (2d) für eine Trimmung des Außenflügels (2) vorgesehen ist.Fluid mechanically effective surface according to one of claims 1 to 9, characterized in that on the outer wing ( 2 ) additionally a controllable auxiliary rudder ( 2d ) for a trim of the outer wing ( 2 ) is provided. Strömungsmechanisch wirksame Fläche nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Fläche (10) die Tragfläche eines Flugzeugs ist.Fluid mechanically effective surface according to one of claims 1 to 10, characterized in that the surface ( 10 ) is the wing of an airplane. Strömungsmechanisch wirksame Fläche nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Fläche (10) die Tragfläche eines Drehflüglers ist.Fluid mechanically effective surface according to one of claims 1 to 10, characterized in that the surface ( 10 ) is the wing of a rotary wing aircraft. Strömungsmechanisch wirksame Fläche nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Fläche (10) eine Leitwerkfläche ist.Fluid mechanically effective surface according to one of claims 1 to 10, characterized in that the surface ( 10 ) is a tail surface. Strömungsmechanisch wirksame Fläche nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenflügel (2) über ein Torsionsrohr oder einen Torsionsstab mit dem Innenflügel (1) verbunden ist, wobei das Torsionsrohr oder der Torsionsstab die Funktion der Dreh- . und Lagerachse (3) und der Feder (4) zugleich erfüllt.Fluid mechanically effective surface according to one of claims 1 to 13, characterized in that the outer wing ( 2 ) via a torsion tube or a torsion bar with the inner wing ( 1 ) is connected, wherein the torsion tube or the torsion bar the function of the rotary. and bearing axis ( 3 ) and the spring ( 4 ) fulfilled at the same time. Srömungsmechanisch wirksame Fläche nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein aktives System vorgesehen ist, welches die Belastung am Außenflügel (2) meßtechnisch erfasst oder berechnet und eine Verstelleinrichtung zur Verstellung des Außenflügels (2) im Sinne einer Lastminderung enthält.Flow-mechanically effective surface according to one of claims 1 to 14, characterized in that an active system is provided, which the load on the outer wing ( 2 ) recorded or calculated by measurement and an adjustment device for adjusting the outer wing ( 2 ) in the sense of a load reduction. Strömungstechnisch wirksame Fläche nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das aktive System durch Regelung oder durch Steuerung arbeitet.fluidically effective area according to claim 15, characterized in that the active system works by regulation or by control.
DE10313290A 2003-03-25 2003-03-25 Fluid-mechanically effective surface of a moving in a fluid device, in particular an aircraft, in particular wing or rudder surface of an aircraft Expired - Fee Related DE10313290B4 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10313290A DE10313290B4 (en) 2003-03-25 2003-03-25 Fluid-mechanically effective surface of a moving in a fluid device, in particular an aircraft, in particular wing or rudder surface of an aircraft

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10313290A DE10313290B4 (en) 2003-03-25 2003-03-25 Fluid-mechanically effective surface of a moving in a fluid device, in particular an aircraft, in particular wing or rudder surface of an aircraft

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE10313290A1 true DE10313290A1 (en) 2004-10-21
DE10313290B4 DE10313290B4 (en) 2005-12-29

Family

ID=33015970

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10313290A Expired - Fee Related DE10313290B4 (en) 2003-03-25 2003-03-25 Fluid-mechanically effective surface of a moving in a fluid device, in particular an aircraft, in particular wing or rudder surface of an aircraft

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE10313290B4 (en)

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006122826A1 (en) * 2005-05-19 2006-11-23 Airbus Deutschland Gmbh Concept of a variable winglet for lateral load reduction for combined lateral and vertical load reduction, and for improving the performance of means of locomotion
WO2009023352A2 (en) * 2007-06-15 2009-02-19 The Boeing Company Controllable winglets
US7597285B2 (en) 2003-01-23 2009-10-06 Airbus Deutschland Gmbh Fluid dynamically effective surface for minimizing induced resistance
DE102008022452A1 (en) * 2008-05-08 2009-12-03 Bauhaus Luftfahrt E.V. Aircraft, has central flight controller adapted such that individual auxiliary wings are adjusted in position independent of other auxiliary wings, where position of auxiliary wings is adjusted to each other and to main wings
WO2009149932A3 (en) * 2008-06-10 2010-07-15 Airbus Operations Gmbh Device for generating aerodynamic vortices, and regulating flap and wing comprising a device for generating aerodynamic vortices
EP2346734A1 (en) * 2009-12-01 2011-07-27 Guida Associates Consulting, Inc. Active winglet
ITBO20110312A1 (en) * 2011-05-30 2012-12-01 Nabore Benini FLIGHT DEVICE
US8434293B2 (en) 2009-08-06 2013-05-07 The Boeing Company High stiffness shape memory alloy actuated aerostructure
US8757555B2 (en) 2005-05-19 2014-06-24 Airbus Operations Gmbh Concept of a variable winglet for lateral load reduction for combined lateral and vertical load reduction, and for improving the performance of means of locomotion
US9162755B2 (en) 2009-12-01 2015-10-20 Tamarack Aerospace Group, Inc. Multiple controllable airflow modification devices
EP2834146A4 (en) * 2012-04-03 2015-12-09 Tamarack Aerospace Group Inc Multiple controllable airflow modification devices
FR3037560A1 (en) * 2015-06-16 2016-12-23 Airbus Operations Sas AIRCRAFT WING INCLUDING A PILOTABLE WING FIT IN INCIDENCE
WO2018007480A1 (en) * 2016-07-06 2018-01-11 Airbus Operations Gmbh Aircraft with load reducing wing like element
EP3498598A1 (en) * 2017-12-18 2019-06-19 Airbus SAS Passively actuated fluid foil

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2734704A (en) * 1956-02-14 Control for reducing air loads on wings
FR1207944A (en) * 1958-07-29 1960-02-19 Morane Saulnier Aircraft warping device
DE3242584A1 (en) * 1982-11-18 1984-05-24 Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8000 München ARRANGEMENT OF ADDITIONAL SURFACES AT THE TIPS OF AN WING
US4455004A (en) * 1982-09-07 1984-06-19 Lockheed Corporation Flight control device for airplanes
GB2237254A (en) * 1989-10-25 1991-05-01 Richard Harry Barnard Secondary lifting surfaces using separated flow

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2734704A (en) * 1956-02-14 Control for reducing air loads on wings
FR1207944A (en) * 1958-07-29 1960-02-19 Morane Saulnier Aircraft warping device
US4455004A (en) * 1982-09-07 1984-06-19 Lockheed Corporation Flight control device for airplanes
DE3242584A1 (en) * 1982-11-18 1984-05-24 Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8000 München ARRANGEMENT OF ADDITIONAL SURFACES AT THE TIPS OF AN WING
GB2237254A (en) * 1989-10-25 1991-05-01 Richard Harry Barnard Secondary lifting surfaces using separated flow

Cited By (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7597285B2 (en) 2003-01-23 2009-10-06 Airbus Deutschland Gmbh Fluid dynamically effective surface for minimizing induced resistance
US8757555B2 (en) 2005-05-19 2014-06-24 Airbus Operations Gmbh Concept of a variable winglet for lateral load reduction for combined lateral and vertical load reduction, and for improving the performance of means of locomotion
WO2006122826A1 (en) * 2005-05-19 2006-11-23 Airbus Deutschland Gmbh Concept of a variable winglet for lateral load reduction for combined lateral and vertical load reduction, and for improving the performance of means of locomotion
WO2009023352A2 (en) * 2007-06-15 2009-02-19 The Boeing Company Controllable winglets
WO2009023352A3 (en) * 2007-06-15 2009-05-22 Boeing Co Controllable winglets
US7744038B2 (en) 2007-06-15 2010-06-29 The Boeing Company Controllable winglets
DE102008022452A1 (en) * 2008-05-08 2009-12-03 Bauhaus Luftfahrt E.V. Aircraft, has central flight controller adapted such that individual auxiliary wings are adjusted in position independent of other auxiliary wings, where position of auxiliary wings is adjusted to each other and to main wings
DE102008022452B4 (en) * 2008-05-08 2010-09-23 Bauhaus Luftfahrt E. V. Airplane with actively controllable auxiliary wings
US8783623B2 (en) 2008-06-10 2014-07-22 Airbus Operations Gmbh Device for the generation of aerodynamic vortices and also a regulating flap and wing with a device for the generation of aerodynamic vortices
WO2009149932A3 (en) * 2008-06-10 2010-07-15 Airbus Operations Gmbh Device for generating aerodynamic vortices, and regulating flap and wing comprising a device for generating aerodynamic vortices
US10202939B2 (en) 2009-08-06 2019-02-12 The Boeing Company High stiffness shape memory alloy actuated aerostructure
US8434293B2 (en) 2009-08-06 2013-05-07 The Boeing Company High stiffness shape memory alloy actuated aerostructure
US9969487B2 (en) 2009-12-01 2018-05-15 Tamarack Aerospace Group, Inc. Multiple controllable airflow modification devices
US11884383B2 (en) 2009-12-01 2024-01-30 Tamarack Aerospace Group, Inc. Active winglet
US8684315B2 (en) 2009-12-01 2014-04-01 Tamarack Aerospace Group, Inc. Active winglet
US9162755B2 (en) 2009-12-01 2015-10-20 Tamarack Aerospace Group, Inc. Multiple controllable airflow modification devices
US11111006B2 (en) 2009-12-01 2021-09-07 Tamarack Aerospace Group, Inc. Multiple controlloable airflow modification devices
EP2346734A4 (en) * 2009-12-01 2013-01-02 Tamarack Aerospace Group Inc Active winglet
US9764825B2 (en) 2009-12-01 2017-09-19 Tamarack Aerospace Group, Inc. Active winglet
EP2346734A1 (en) * 2009-12-01 2011-07-27 Guida Associates Consulting, Inc. Active winglet
US11912398B2 (en) 2009-12-01 2024-02-27 Tamarack Aerospace Group, Inc. Multiple controllable airflow modification devices
US10486797B2 (en) 2009-12-01 2019-11-26 Tamarack Aerospace Group, Inc. Active winglet
ITBO20110312A1 (en) * 2011-05-30 2012-12-01 Nabore Benini FLIGHT DEVICE
EP2834146A4 (en) * 2012-04-03 2015-12-09 Tamarack Aerospace Group Inc Multiple controllable airflow modification devices
FR3037560A1 (en) * 2015-06-16 2016-12-23 Airbus Operations Sas AIRCRAFT WING INCLUDING A PILOTABLE WING FIT IN INCIDENCE
US10329010B2 (en) 2015-06-16 2019-06-25 Airbus Operations Sas Aircraft wing comprising a controllable-attack wing tip
WO2018007480A1 (en) * 2016-07-06 2018-01-11 Airbus Operations Gmbh Aircraft with load reducing wing like element
CN109153440A (en) * 2016-07-06 2019-01-04 空中客车德国运营有限责任公司 Aircraft with the wing elements for reducing load
EP3301016A1 (en) * 2016-07-06 2018-04-04 Airbus Operations GmbH Aircraft with load reducing wing like element
US11084566B2 (en) 2017-12-18 2021-08-10 Airbus (S.A.S.) Passively actuated fluid foil
EP3498598A1 (en) * 2017-12-18 2019-06-19 Airbus SAS Passively actuated fluid foil

Also Published As

Publication number Publication date
DE10313290B4 (en) 2005-12-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2439138B1 (en) Flying device with variable geometry
EP1926660B1 (en) Advanced trailing edge control surface on the wing of an aircraft
DE19926832B4 (en) Subsonic aircraft preferably with swept-up wings
DE602005000027T2 (en) Method and device for optimizing the spoiler deflection of an aircraft during the flight
EP2344379B1 (en) Fore flap disposed on the wing of an aircraft
DE602004003294T2 (en) Flügelendkantenverstellmechanismus
DE1531460C3 (en) Aircraft wing
DE3114143C2 (en)
DE102005028688A1 (en) Wing unit`s aerodynamic characteristics adapting device for e.g. aircraft, has winglet rotatable in relation to wing unit, such that angle between rotary axis and main direction of extension of unit differs from specified degree
DE10313290B4 (en) Fluid-mechanically effective surface of a moving in a fluid device, in particular an aircraft, in particular wing or rudder surface of an aircraft
WO2004065209A1 (en) Flow-mechanically effective surface for minimising induced resistance
EP0980823A2 (en) Fuselage nose for aircraft flight control
DE102010047643A1 (en) Apparatus and method for increasing aerodynamic lift on an aircraft
DE102008022452B4 (en) Airplane with actively controllable auxiliary wings
DE1481524A1 (en) Stabilization device for fast-flying, relieved rotary wing rotor
DE102022124533A1 (en) Wing or tailplane for a flying object
DE102010033639A1 (en) Additional flap device and aerodynamic body having such additional flap device
EP2417023A2 (en) Wing of an aircraft or spacecraft, comprising a mobile flow body
DE102006025752A1 (en) Method and apparatus for generating aerodynamic drag on an aircraft
EP3814219B1 (en) Aircraft and method for operating an aircraft
DE10202021C1 (en) Aerodynamic control surface for aircraft has whole surface or tip of surface rotating about axis passing behind center of pressure and rotation is restrained by spring
DE4404810C2 (en) Fuselage tail for a commercial aircraft
DE3626432C1 (en) Vertical tail for aircraft with spreading rudder flaps
DE102023118008B3 (en) Approach procedures with distributed propulsion
DE102017128164B4 (en) plane

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: SCHWEIGER, JOHANNES, 83670 BAD HEILBRUNN, DE

Owner name: SENSBURG, OTTO, PROF. DR., 82049 PULLACH, DE

8364 No opposition during term of opposition
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee