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überströmte Wand, insbesondere bei Flugzeugtragflügeln Die Erfindung
betrifft eine überströmte Wand, insbesondere bei Flugzeugtragflügeln, mit Durchgängen
zum Absaugen der Grenzschicht und mit einzelnen Saugkammern auf der Innenseite.
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Vorrichtungen, welche die Absaugung von Grenzschichtluft an Flugzeugbauteilen
und dadurch eine laminare Grenzschichtströmung geringen Strömungswiderstandes bewirken,
sind bereits bekannt. Ein solche Vorrichtungen aufweisender Tragflächenaufbau enthält
mehrere in seiner Außenfläche ausgebildete Saugschlitze über die Spannweite. Einer
oder mehrere dieser Saugschlitze stehen mit innerhalb des Flügels ausgebildeten
Saugkanälen über Durchgänge verschiedener Größe in Verbindung, die in einer inneren
Haut des Flügels ausgebildet sind.
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Die erforderliche Einströmungsverteilung über die Sehne kann durch
die Konstruktion des Schlitzes und einzelne Ventile erreicht werden, welche den
Durchfluß von Luft der Grenzschicht durch die obenerwähnten Saugkanäle regeln. Die
erforderliche Einströmungsverteilung über die Spannweite kann theoretisch durch
die Verteilung von die Saugschlitze und die Saucykanäle verbindenden öffnungen verschiedener
Größe erreicht werden. In der Praxis jedoch dürfte dieses Verfahren, die gewünschte
Einströmungsverteilung über die Spannweite zu erreichen, konstruktive Schwierigkeiten
bieten. Zum Beispiel kann die Größe der Öffnungen zu klein werden, um mit üblichen
Verfahren erzielt werden zu können, es können sich aerodynamische Störungen am Eingang
der öffnungen oder Bohrungen entwickeln, die stark genug sind, um die Luftgrenzschicht
zu beeinflussen, und schließlich kann der Druckabfall längs eines langen Saugkanals
übermäßig hoch werden. Zur Vermeidung der obenerwähnten Schwierigkeiten werden nachfolgend
verbesserte Vorrichtungen mit einer Kombination von Nebenkanälen und Düsen vorgeschlagen.
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Bei der überströmten Wand aemäß der Erfindung werden die vorgenannten
Nachteile vermieden und weitere technische Vorteile dadurch erzielt, daß jede Saugkammer
mindestens eine Saugdüse enthält, die in einen Gasabsau-kanal mündet. Erfindungsgemäß
sind die Saugkammern aus Platten geformt. Dabei sind die Saugkammern mit den Enden
aneinanderstoßend angeordnet, wobei ein Ende jeder Kammer gasdicht ist und das andere
Ende jeder Kammer mit dem gasdichten Ende der angrenzenden Kammer unter Bildung
einer Saugdüse zusammenwirkt. Nach einer anderen Ausführung der Erfindung sind die
Saugkammern mit den Enden aneinanderstoßend angeordnet, wobei jedes Ende der Saugkammern
gasdicht ist und je eine Saugdüse in der Mitte zwischen den Enden jeder Kammer
angeordnet ist. Dabei sind die Saugkammern aus einer einzigen Platte gebildet, von
der Teile zur Bildung einzelner Saugkammern umgebogen sind, wobei die Saugdüsen
in diesem umgebogenen Teil der Platte ausgebildet sind.
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Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnungen beispielsweiser
Ausführungsforinen der Erfindung eingehender beschrieben, worin F i g. 1
eine Draufsicht auf einen Flugzeugflügelteil mit einem Aufbau gemäß der Erfindung
zum Absau-,-en von Luft der Grenzschicht an dessen Oberfläche ist, F i
g. 2 und 3 eine perspektivische Ansicht bzw. ein Schnitt des in F
i g. 1 gezeigten Flügels sind, F i g. 3 a ein Schnitt in größerem
Maßstab nach der Linie 3 a-3 a von F i g. 4 ist, F i g. 4 ein
Schnitt nach der Linie 4-4 von F i g. 2 ist, worin eine Ausführungsform der
Nebenkanäle gemäß der Erfindung gezeigt wird, F i g. 5, 6 und
7 Längschnitte ähnlich denen von F ig.4 von anderen Ausführungsformen der
die Nebenkanäle bildenden Formkörper sind, F i g. 6 a und 7 a Querschnitte
nach den Linien 6 a-6 a bzw. 7 a-7 a von F i g. 6 bzw.
7 sind.
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F i g. 1 und 2 zeigen einen Teil eines Flugzeugflügels
11 mit Vorrichtungen zur Absaugung vorausbestimmter Mengen Luft der Grenzschicht
an verschiedenen Außenflächengebieten desselben. Der
Flügel
11 besitzt innere und äußere Beplankungsaufbauten 12 und 14, jeweils an Stringern
16 und 17 be,-festigt und im wesentlichen parallel in einem
Ab-
stand voneinander, wie aus F i g. 2 und 3 am besten hervorgeht.
Die F i g. 2 und 3 zeigen die Bauweise angrenzend an die obere Außenhaut
des Flügels 11.
Diese Bauweise ist für den größten Teil der Außenseite des
Flügels kennzeichnend. Der innere Teil des Flügels bildet einen Hohlraum für nicht
dargestellte Brennstoffbehälter, die also völlig von einem Aufbau der in F i 2 und
3 gezeigten Art umgeben sind.
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Die innere Beplankung 14 besteht aus einer üblichen Wabenkernplanke,
die dem Flügel 11 Festigkeit verleiht und die untere Wand der Hauptluftsaugkanäle
18 bildet, die sich über die Spannweite des Flügels 11 erstrecken.
Der Aufbau der äußeren Beplankung 12 geht am besten aus F i g. 2 und
3 a hervor. Es handelt sich um einen Kernaufbau 19 mit einem Wabenkern
21 und einer inneren und äußeren Haut 22 und 23, wie am besten aus F i
g. 3 a hervorgeht. Der Wabenkernaufbau 19 ist mit"Reihen von Durchgän
gen 24 versehen, die nach einem bestimmten Muster angebracht sind. Die Bohrungen
24 erstreck-en sich ganz durch den Wabenkernaufbau 19
und bilden die Durchgänge
für den Luftstrom. Die einzelnen Wabenwände des Wabenkerns 21 begrenzen den Luftstrom
durch den Wabenkernaufbau 19.
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Auf die Außenhaut 23 des Wabenkernaufbaus sind im gegenseitigen
Abstand parallel zueinander zwischen den Reihen von Durchgängen 24 Speicherräume
27 abgrenzende Streifen 26 aufgeklebt. Auf die Außenflächen der Streifen
26 ist eine die Außenhaut des Flügels 11 bildende Platte
28 aufgeklebt. In dieser Außenhaut 28 sind mehrere Schlitze
29, in der Regel parallel zueinander, ausgebildet, welche die Verbindung
zwischen den Durchgängen 24 und der Außenluft der Grenzschicht bilden.
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Auf der flügelinneren Fläche der Haut 22 sind Forinkörper aufgeklebt,
die aus einzelnen Körpern 31, 32 in F i g. 2, 3 a, 4 und
5, oder aus durchgehenden Körpern 33 und 34 in F i g. 6 bis
7 a, bestehen können. Ein durchgehender Körper 33 oder 34, oder alternativ
mehrere einzelne Körper 31 oder 32, überspannen eine Reihe ausgerichteter
Durchgänge 24. Auf jeden Fall wirkt jeder der Teile 31 oder 32 und
der durchgehenden Teile 33 und 34 mit der Haut 22 zusammen, um mehrere Nebenkanäle
41 zu bilden. In den gefonnten Teilen 31 bis 34 sind eine oder mehrere Düsen
vorgesehen, die den Austritt von Luft aus jedem der Nebenkanäle 41 gestattet. In
jedem Fall bemessen die Düsen die aus den Nebenkanälen gesaugte Luft und regeln
dementsprechend die Menge der von der Oberfläche des Flügels 11 abgesaugten
Luft. Wie aus F i g. 2 bis 7 hervorgeht, können die obenerwähnten
einzelnen oder durchgehenden Formkörper verschieden ausgebildet sein.
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Wie aus F i g. 2, 3 a und 4 ersichtlich ist, bedekken
einzelne Körper 31 eine Reihe von ausgerichteten Löchern 24 und sind mit
ihren Enden stumpf aneinanderstoßend angeordnet. Die Körper 31 sind im Querschnitt
allgemein hutförmig, ihr stromaufwärts gelegenes Ende 42 ist geschlossen, und die
Schenkel sind gasdicht mit der Platte 22 verklebt. Das stromabwärts gelegene Ende
der Körper 31 ist in Form einer Düse oder Bemessungsöffnung 43 ausgebildet.
Es kann auch das stromabwärts gelegene Ende des einen mit dem stromaufwärts gelegenen
Eiide des angrenzenden Körpers 31 eine Düse 43 bilden. Die Körper
31 können aus Kunststoff oder einem anderen geeigneten Material bestehen
und im Formverfahren oder im Spritzgußverfahren einzeln hergestellt werden. Werden
die Körper 31 mittels eines Formverfahrens hergestellt, so sind ihre Düsen
sorgfältig ausgebildet und bemessen demzufolge die Luft der Grenzschicht, die abgesaugt
wird, genau. Aus F i g. 4 geht hervor, daß die Körper 31 mit ihren
Düsen 43 so angeordnet sind, daß die Luft stromabwärts in die Kanäle 18 geleitet
wird. Demzufolge mischen sich die Luftströme aus den Düsen 43 mit der im Hauptsaugkanal
18 strömenden Luft. Dies ergibt eine merkliche Druckgewinnung längs dem Saugkanal.
Diese Rückgewinnung durch die Luftströme gestattet die Verwendung außerordentlich
langer Saugkanäle, ohne daß ein Druckabfall entsteht, was ein wichtiges Merkmal
für die Konstruktion des Saugsystems ist. Natürlich ist der Luftstrom durch die
Düsen 43 und die Kanäle 18 durch Saugpumpen erzeugt, die stromabwärts in
den Kanälen 18 angeordnet sind.
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Wie aus F i g. 5 hervorgeht, können einzelne Körper
32 auch zur Bildung von Nebenkanälen 41 verwendet werden. Diese Körper sind
in ähnlicher Weise angeordnet wie die in F i g. 2, 3 a und 4 gezeigten
und diesen auch recht ähnlich, nur sind sie an beiden Enden geschlossen, und die
Düse 44 liegt in der Mitte zwischen den Enden. Auch bei dieser Ausführungsform sind
die Düsen 44 so ausgebildet, daß der bemessene Gasstrahl stromabwärts in die Kanäle
18
gerichtet wird. Die Anordnung der Düse 44 in der Mitte zwischen den Enden
der Körper 32 gewährleistet, daß ein gleichmäßigeres Luftvolumen durch die
Durchgänge 24 angesaugt wird, die mit den Nebenkanälen 41 in Verbindung stehen.
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Die Nebenkanäle 41 können auch aus durchgehenden Körpern gebildet
werden, wie sie z. B. in F i g. 6
bis 7a gezeigt werden. Die Nebenkanäle 41
gemäß F i g. 6 und 6 a bestehen aus durchgehenden Körpern
33, die im Formverfahren oder Warmpressen aus Platten oder Blech hergestellt
werden. Die Körper 33 sind im Querschnitt hutförmig, und die Enden ihrer
Schenkel sind mit der Platte 22 verklebt. In vorausbestimmten Abständen sind Teile
der Wand der Körper 33, die zwischen ihren Schenkeln liegen und nachfolgend
als Einstülpungen oder Taschen bezeichnet werden, erwärmt und so geformt worden,
daß sie in der in F i g. 6 und 6 a gezeigten Weise überlappen. Das
Ende der äußeren Falte 44 wird abgeschnitten, und diese bildet dadurch die Bemessungsöffnung
46. Der innere Teil der Falte 47 bildet eine Trennwand innerhalb des durch den Körper
33
gebildeten Kanals. Auf der Platte 22 montiert bilden die Falten 47 des
Körpers 33 mit anderen Teilen desselben und der Platte 22 die Nebenkanäle
41. In der gezeigten Ausführungsform schließen die Falten 47 die durch die Körper
33 gebildeten, ununterbrochenen Kanäle nicht völlig ab, unterbrechen jedoch
wirksam den Luftstrom von einem Nebenkanal 41 zum anderen, die an einer Falte 47
vorbeifließende Luftmenge ist sehr gering und kann in der Praxis vernachlässigt
werden. Die Körper 33 sind auch derart an der Platte 22 befestigt, daß die
Düsen 46 in bezug auf die durch den Kanal 18 strömende Luft stromabwärts
blasen.
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Die in F i g. 7 und 7 a gezeigte Ausführungsform des
durchgehenden Körpers 34 ist der in F i g. 6 und 6 a gezeigten recht
ähnlich, der Hauptunterschied bedarin,
daß ein getrennter Körper
47 zur Bildung der Düse an dem im Formverfahren oder Warmpressen bearbeiteten Plattenmaterial
bzw. Blech verwendet wird. Die Teile 47 werden in Öffnungen angebracht, die in der
Einstülpung des Körpers 34 in bestimmten Abständen längs desselben ausgebildet sind.
Die Wände der Körper 47 verschließen die Körper 34 und bilden dadurch die Nebenkanäle
41. Auch die Körper 34 sind so mit der Platte 22 ver-#lebt, daß die Düsen 47 in
bezug auf die durch den Kanal 18 strömende Luft stromabwärts ausströmt.
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Durch die Erfindung ist es möglich gemacht, Luft der Grenzschicht
an einem Flügel 11 in bestimmter Verteilung, wobei die Bemessungsmittel ein
wirksames Mittel der Verteilun- der Einströmung über C
die Spannweite und
der Einleitung der Einströmung in die Hauptsaugkanäle bilden.