DE1181062B

DE1181062B - Spoiler fuer UEberschallfluegel

Info

Publication number: DE1181062B
Application number: DEM54893A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Helmut Langfelder
Original assignee: Messerschmitt AG
Current assignee: Messerschmitt AG
Priority date: 1962-11-21
Filing date: 1962-11-21
Publication date: 1964-11-05
Also published as: GB1024478A; US3232563A

Description

Spoiler für Überschallflügel Die Erfindung betrifft einen Spoiler für überschallflügel, der im Tragflügel auf einer drehbaren Walze, deren Durchmesser der Profildecke des Flügels entspricht, fest angeordnet ist und in eingefahrenem Zustand innerhalb der Umrißlinie des Profils liegt: Zur Quersteuerung von Flugzeugen sind Störflächen bekanntgeworden, die in die Nomenklatur des Flugzeugbaues unter der Bezeichnung Spoiler, Störklappe, Unterbrecherklappen u. a. m. Eingang gefunden haben.
Für diese Störflächen sind verschiedene Ausführungsarten vorgeschlagen worden, so z. B. drehbare Walzen, deren Durchmesser mehr oder weniger der Profildicke des Flügels entspricht, an die die Störflächen in Form von Klappen angeordnet sind, welche in eingefahrenem Zustand innerhalb der Umrißlinie des Profils liegen. Ferner sind Unterbrechersteuerungen bekanntgeworden, bei welchen senkrecht oder ungefähr senkrecht aus einem Bauteil heraustretende Klappen auf der Oberseite und gegebenenfalls der Unterseite der Flügel heraustreten.
Die zur Quersteuerung von Flugzeugen bekannten Störflächen (Spoiler) haben für die Unterbrechersteuerung im Überschallbereich nur eine beschränkte Wirksamkeit, da der vom Spoiler aufgebaute überdruck zum Teil durch das Unterdruckgebiet hinter dem Spoiler wieder ausgeglichen wird. Dieser Unterdruck verursacht auch ein verzögertes Ansprechen der Quersteuerung nach dem Ausschlag der Steuerflächen. Es ist daher erforderlich, das Unterdruckgebiet zu belüften und in diesem Gebiet den Druck zu steigern.
Es sind zu diesem Zweck Einrichtungen bekanntgeworden, welche die Belüftung des Unterdruckgebiets durch Schächte und Kanäle, die durch die Tragflügel geführt sind, ermöglichen. Um eine unerwünschte Erhöhung des Widerstandes durch die Schachtöffnungen an der Unterseite des Flügels zu verhindern, wurde vorgeschlagen, diese Öffnungen durch Klappen, durch Flachschieber oder durch etwa walzenförmige Drehschieber zu verschließen. Diese Vorrichtungen werden eventuell zwangsweise gleichzeitig mit dem Ausfahren zugeordneter Störklappen geöffnet, um die Belüftung zu ermöglichen.
Es haben sich jedoch im überschallgebiet aeroelastische Schwierigkeiten bei der herkömmlichen Belüftung des Unterdruckgebietes ergeben. Beispielsweise sind hier Flattererscheinungen und durch Flügelverformung hervorgerufene Mängel an der Unterbrechersteuerung aufgetreten.
Die Erfindung behebt diese Nachteile durch eine in dem jeweiligen Überschallflügel drehbar gelagerte Spoilerwalze mit Druckausgleichsschlitz, an welcher ein verschwenkbarer Spoiler fest angeschlossen ist.
Die Zeichnungen zeigen eine beispielsweise Ausführung der Spoilerwalze, und zwar zeigt F i g. 1 die Lage der Spoilerwalze im Flügel in Draufsicht, F i g. 2 die Spoilerwalze mit ausgeschwenktem Spoiler, F i g. 3 die Spoilerwalze mit eingeschwenktem Spoiler, F i g. 4 verschiedene Ausbildungen der Druckausgleichsschlitze: a) mit parallellaufenden Seitenwänden, b) verengend, c) lavaldüsenförmig, F i g. 5 einen Druckausgleichsschlitz mit Unterteilungsstegen in Draufsicht, F i g. 6 die Spoilerwalze mit Zahnrad, Bewegungsspindel und Hydraulik, F i g. 7 ein Drehwinkel-Zeit-Diagramm.
Die im Tragflügel 1 gelagerte Spoilerwalze 2 (F i g. 1) trägt einen fest angeschlossenen Spoiler 3 und weist einen Druckausgleichschlitz auf, welcher verschieden ausgebildet sein kann, z. B. parallellaufend, verengend oder lavaldüsenförmig. Der Druckausgleichsschlitz 4 kann aus Festigkeitsgründen durch Stege 5 unterteilt sein (F i g. 5).
Erfindungsgemäß wird der durch das Drehen der Spoilerwalze 2 wirksam werdende Druckausgleichsschlitz 4 gleichzeitig mit dem Ausschwenken des Spoilers 3 geöffnet (F i g. 2). Durch den Drehantrieb der Spoilerwalze können die auftretenden Kräfte klein gehalten werden, was beim Flug im überschallbereich von größter Wichtigkeit ist. In Ruhestellung bleibt durch die dem Flügelprofil angepaßte Gestaltung der Abdeckflächen der Spoilerwalze 2 und des Spoilers 3 der Druckausgleichsschlitz 4 verdeckt und somit in diesem Zustand das ungestörte Flügelprofil erhalten (F i g. 3). Die Spoilerwalze 2 ist zu diesem Zweck in den Bereichen, welche die Flügeldurchdringungen in der Ruhestellung abdecken, dem Flügelprofil entsprechend ausgebildet, während der entsprechend profilierte Spoiler 3 in der Ruhelage in einer Ausnehmung 6 des Flügels 1 aufgenommen wird.
Je nach der Größe des Schwenkwinkels des Spoilers 3 ist auch der Durchsatz und der Druck der zum Druckausgleich durchströmenden Luft dem jeweiligen Überdruck vor dem Spoiler entsprechend zugeordnet. Durch die verschiedenen Ausführungsmöglichkeiten der Druckausgleichsschlitze 4 (F i g. 4) läßt sich in Abhängigkeit vom Drehwinkel ein progressiver Luftdurchsatz erreichen.
Der Antrieb der Spoilerwalze 2 kann auf mechanischem Wege, vorzugsweise mittels Spindel, oder auf hydraulischem Wege erfolgen. Bei dem vorzugsweisen Spindelantrieb (F i g. 6) weist die Spoilerwalze 2 ein Zahnrad 6 auf, welches in bekannter Weise in die Schraubensteigung einer Bewegungsspindel 7 eingreift. Die Bewegungsspindel 7 wird durch eine Hydraulikeinrichtung mit Hydraulikzylinder 8, Kolben 9 und Kolbenstange 10 bewegt und entsprechend der gewünschten Drehrichtung in die Spoilerwalze 2 hineingeschoben oder hervorgezogen. Das Gewinde der Bewegungsspindel 7 weist zweckmäßig eine abgestufte Steigung auf, wodurch eine beschleunigte oder verzögerte Drehung der Spoilerwalze 2 erzielt wird. Das Verhältnis zwischen der Größe des Drehwinkels der Spoilerwalze 2 bzw. dem Schwenkwinkel des Spoilers 3 und der Zeit läßt sich in einer Kurve darstellen, die in der in F i g. 7 gezeigten Charakteristik wiedergegeben ist.

Claims

Patentansprüche: 1. Spoiler für Überschallflügel, der im Tragflügel auf einer drehbaren Walze, deren Durchmesser der Profildicke des Flügels entspricht, fest angeordnet ist und in eingefahrenem Zustand innerhalb der Umrißlinie des Profils liegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Walze Schlitze aufweist, die in ausgefahrenem Zustand des Spoilers einen Druckausgleich zwischen Druck- und Saugseite des Flügels ermöglichen.
2. Spoiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckausgleichsschlitze (4) parallellaufende Seitenwände aufweisen.
3. Spoiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckausgleichsschlitze (4) sich in Richtung der Flügelsaugseite verengen.
4. Spoiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckausgleichsschlitze (4) lavaldüsenförmig ausgebildet sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 707 868; schweizerische Patentschrift Nr. 198 879; USA.- Patentschrift Nr. 2 433 649.