DE1456048C

DE1456048C - Device to compensate for the neutral point migration in aircraft, especially supersonic aircraft

Info

Publication number: DE1456048C
Authority: DE
Inventors: Dipl Ing 2351 Einfeld Bielefeldt Ernst August
Original assignee: Hamburger Flugzeugbau GmbH, 2103 Hamburg
Publication date: 1971-01-07

Description

¹ 2 ¹ 2

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung Ausgleich der Neutralpunktwanderung jeweils be-The invention relates to a device compensating for the neutral point migration in each case

zum Ausgleichen der Neutralpunktwanderung bei nötigte Auftrieb erzeugt.to compensate for the neutral point migration when necessary buoyancy is generated.

Flugzeugen, insbesondere Überschallflugzeugen mit Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der gepfeilter Flügelvorderkante und beweglichen Flügel- Zeichnung veranschaulicht. Es zeigt
abschnitten an jeder Flügelhälfte. 5 Fig. 1 in perspektivischer Darstellung ein Über-Bei Überschallflugzeugen mit starren Tragflügeln schallflugzeug mit Deltaflügel, dessen vordere Flügelergibt sich beim Durchfliegen des Machzahlbereiches abschnitte um eine zur Flugzeugquerachse parallele bis zur Reiseflugmachzahl oder beim Verändern der Achse schwenkbar sind,Aircraft, in particular supersonic aircraft with exemplary embodiments of the invention are illustrated in the arrow-shaped wing leading edge and movable wing drawing. It shows
cut off on each wing half. 5 Fig. 1 in a perspective view of a supersonic aircraft with rigid wings, a sonic aircraft with a delta wing, the front wing of which is obtained when flying through the Mach number range, can be pivoted about a parallel to the aircraft transverse axis up to the cruising Mach number or when the axis is changed,

Flugmachzahl am Tragflügel eine Neutralpunkt- F i g. 2 in perspektivischer Darstellung ein Überwanderung, deren Größe von der Tragflügelform und io schallflugzeug mit Deltaflügel, dessen vordere Flügelder jeweiligen Fluggeschwindigkeit abhängt. Zum abschnitte in der Flügelebene verschiebbar und in Ausgleichen der Neutralpunktwanderung war bisher den Rumpf ganz oder teilweise ein- und ausfahrbar ein Trimmruderausschlag erforderlich, der einen un- sind,Flying Mach number on the wing a neutral point F i g. 2 a perspective view of a hike, whose size depends on the wing shape and io sound plane with delta wing, the front wing of which depends on the respective airspeed. Movable to sections in the sash plane and in To compensate for the shift in the neutral point, the hull could previously be fully or partially retracted and extended a trim rudder deflection required, which is un-

erwünschten zusätzlichen Widerstand hervorruft. Es F i g. 3 eine Draufsicht auf ein Überschallflugzeug wurde auch bereits vorgeschlagen, zum Verkleinern 15 mit Deltaflügel, dessen vordere Flügelabschnitte in des Trimmwiderstandes das Tragflügelvorderteil nach der Flügelebene verschiebbar und in den Rumpf teiloben zu ziehen. Damit wird aber nur bei einer be- weise ein- und ausfahrbar sind,
stimmten, in ihrer Veränderungsmöglichkeit begrenz- F i g. 4 eine Draufsicht auf ein Überschallflugzeug ten Fluggeschwindigkeit eine optimale Wirkung er- mit Deltaflügel, dessen vordere Flügelabschnitte auf reicht. Bei anderen Fluggeschwindigkeiten werden 20 Führungsschienen parallel verschiebbar sind,
dagegen die Strömungs- und Widerstandsverhältnisse Fig. 5 eine Draufsicht auf ein Überschallflugzeug ungünstig beeinflußt. mit Deltaflügel, desse Flügelabschnitte in der aus-Die Erfindung hat die Aufgabe, ein bei allen Flug- gefahrenen Stellung einen zusätzlichen Lufteinlaufmachzahlen gleich wirksames Ausgleichen der Neu- kanal der Triebwerke ganz oder teilweise überdecken, tralpunktwanderung herbeizuführen. Mit der Erfin- 25 F i g. 6 in perspektivischer Darstellung ein Überdung wird das bei einem in der eingangs beschriebe- schallflugzeug mit Deltaflügel, dessen vordere Flügelnen Weise gestalteten Flugzeug dadurch erreicht, daß abschnitte eine mit dem Rumpfbug integrierte starre die beiderseits des Rumpfes liegenden und spitz- Einheit bilden und dessen Rumpfbug mit den Flügelwinklig in den Rumpf verlaufenden vorderen Flügel- abschnitten um eine zur Flugzeugquerachse parallele abschnitte um eine zur Flugzeughochachse parallele 30 Achse schwenkbar ist,creates the desired additional resistance. It F i g. 3 a plan view of a supersonic aircraft has also already been proposed to reduce the size 15 with delta wing, the front wing sections in the trim resistance to pull the wing front part in the wing plane and partially up into the fuselage. However, this means that they can only be moved in and out if there is evidence
agreed, limited in their possibility of change- F i g. 4 is a plan view of a supersonic aircraft that has an optimal airspeed effect with delta wing, the front wing sections of which extend. At other flight speeds, 20 guide rails can be moved in parallel,
on the other hand, the flow and resistance conditions. FIG. 5, a plan view of a supersonic aircraft, has an unfavorable influence. with delta wing, the wing sections of which in the out-The invention has the task of an additional Lufteinaufmachzahl equally effective in all flight positions cover the new channel of the engines completely or partially, to bring about migration of the center point. With the invention 25 F i g. 6 in a perspective view, a roofing is achieved in a sound plane with delta wing, the front wing of which is designed in the manner described at the beginning, in that sections of a rigid unit integrated with the fuselage form the pointed unit lying on both sides of the fuselage and its fuselage with the front wing sections running at an angle into the fuselage can be pivoted about a section parallel to the aircraft transverse axis about an axis parallel to the aircraft vertical axis,

Achse schwenkbar sind. Auf diese Weise wird durch Fig. 7 bis 11 Draufsichten auf¹ ÜberschallflugzeugeAxis are pivotable. In this way, Figures 7-11 are top views of ¹ supersonic aircraft

ein entsprechendes Betätigen der vorderen Flügel- mit verschiedenen Flügelformen und diesen zugeord-a corresponding actuation of the front wing with different wing shapes and these assigned

abschnitte eine Neutralpunktwanderung ohne das neten Flügelabschnitten.sections a neutral point migration without the neten wing sections.

Auftreten eines zusätzlichen Trimmwiderstandes aus- Die Fig. 1 zeigt einen Rumpf 1 eines Überschallgeglichen und das Flugzeug neutralpunktfest gemacht. 35 flugzeuges mit einem Deltaflügel 2. Beiderseits des Die Erfindung hat den weiteren Vorzug, daß der Rumpfes liegende und spitzwinklig in den Rumpf Flugzeugführer von den beim Durchfliegen eines verlaufende vordere Flügelabschnitte 3 des Deltaschallnahen Bereiches auftretenden Steuerschwierig- flügels sind um parallel zur Flugzeugquerachse liekeiten — insbesondere bei selbsttätigen Verstellungen gende Achsen 4 schwenkbar. Die Schwenkrichtungen der vorderen Flügelabschnitte — wirkungsvoll ent- 40 der Flügelabschnitte sind mit einem Doppelpfeil 5 lastet wird. dargestellt. Die Flügelabschnitte sind am Deltaflügel 2 Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß entweder direkt passend angesetzt oder bilden mit die Flügelabschnitte in der Flügelebene verschiebbar diesem an den Achsen 4 einen Spalt. Mit der letztsind. Ein anderes Erfindungsmerkmal besteht darin, genannten Anordnung wird bei einer Neutralpunktdaß die Flügelabschnitte auf Führungsschienen par- 45 wanderung die Neutralpunktlage besonders wirkungsallel verschiebbar sind. Bei einer weiteren Ausfüh- voll eingestellt. Die Flügelabschnitte erzeugen bei gerungsform der Erfindung sind die Flügelabschnitte in eigneter Form und Einstellung ein günstiges Aufden Rumpf ganz oder teilweise ein- und ausfahrbar. triebsfeld über dem Tragflügel. Außerdem bewirken Diese Bauformen ergeben aerodynamisch und gestal- sie beim Ausschlag eine Wirbelströmung entlang der tungsmäßig günstige Anordnungen und Zuordnungen 50 Flügeloberseite, die in ihrer Stärke mit größer werdender Tragflügelabschnitte am Tragflügel. dem Anstellwinkel zunimmt. Diese Wirbelströmung Die Erfindung kann ferner so ausgebildet werden, ist bestrebt, ein Aufdicken der Grenzschicht zu verdaß die Flügelabschnitte in der ausgefahrenen Stellung ringern und ein Ablösen weiter in.Richtung zur Trageinen zusätzlichen Lufteinlaufkanal der Triebwerke flügelhinterkante zu verlagern. Das sich daraus erganz oder teilweise überdecken. Damit wird in vor- 55 gebende Strömungsbild begünstigt die Richtungsteilhafter Weise erreicht, daß beim Fliegen mit Über- Stabilität und Ruderwirksamkeit bei hohen Anstellschallgeschwindigkeiten zugleich mit dem Ausfahren winkeln.Occurrence of an additional trim resistance from Fig. 1 shows a hull 1 of a supersonic and made the plane neutral. 35 aircraft with a delta wing 2. Both sides of the The invention has the further advantage that the fuselage is lying and at an acute angle into the fuselage Pilot of the front wing sections 3 of the delta sound that runs through a front wing The area of the difficult control wing that occurs is parallel to the aircraft transverse axis - In particular with automatic adjustments lowing axes 4 pivotable. The swivel directions the front wing sections - effectively ent- 40 the wing sections are indicated by a double arrow 5 is burdened. shown. The wing sections are on the delta wing 2. An embodiment of the invention provides that either directly attached or form with the wing sections in the wing plane can be displaced by a gap on the axes 4. With the last. Another feature of the invention is that said arrangement is at a neutral point that the wing sections on guide rails parallely move the neutral point position particularly parallel to the action are movable. In the case of a further execution, fully discontinued. The wing sections produce at gerungsform According to the invention, the wing sections, in a suitable shape and setting, are a favorable Aufden Fuselage fully or partially retractable and extendable. field above the wing. Also effect These designs result in aerodynamics and create a vortex flow along the when it is deflected favorable arrangements and assignments 50 wing top, the strength of which with increasing Wing sections on the wing. the angle of attack increases. This eddy current The invention can furthermore be embodied in such a way that it seeks to thicken the boundary layer Ring the wing sections in the extended position and continue to detach in the direction of the support lines to relocate the additional air inlet duct of the engines. That complements it or partially cover it. In this way, the directional flow pattern is favored in the predetermined flow pattern Way achieved that when flying with over-stability and rudder effectiveness at high sound velocities Angle at the same time as it extends.

der Flügelabschnitte der zusätzliche Lufteinlauf- Bei dem Überschallflugzeug nach der F i g. 2 sind kanal der Triebwerke entsprechend der jeweiligen vordere Flügelabschnitte 3 um zur Flugzeughochachse Fluggeschwindigkeit ganz oder teilweise überdeckt 60 parallele Achsen 6 in den Richtungen eines Doppelwird, pfeiles 7 verschiebbar. Die Flügelabschnitte sind Die Erfindung sieht des weiteren vor, daß die vor- mehr oder weniger weit in den Rumpf 1 ein- und ausderen Flügelabschnitte eine mit dem Rumpfbug inte- fahrbar.of the wing sections the additional air inlet In the supersonic aircraft according to FIG. 2 are channel of the engines corresponding to the respective front wing sections 3 to the aircraft vertical axis Airspeed completely or partially covers 60 parallel axes 6 in the directions of a double, arrow 7 is displaceable. The wing sections are The invention also provides that the front more or less far in and out of the fuselage 1 Wing sections one with the fuselage nose drivable.

grierte starre Einheit bilden und daß der Rumpfbug Eine ähnliche Ausführungsform ist in der Fig. 3 mit den Flügelabschnitten um eine zur Flugzeug- 65 gezeigt. Dort wird beim Schwenken von Flügelquerachse parallele Achse schwenkbar ist. Auf diese abschnitten 3 um Drehachsen 6 der Pfeilungswinkel Weise wird durch Schwenken des Rumpfbuges und geändert. Mit der in der Fig. 4 dargestellten Anordder mit ihm verbundenen Flügelabschnitte der zum nung mit vorderen Flügelabschnitten 3 ist es möglich,A similar embodiment is shown in FIG. 3 shown with the wing sections around one to the aircraft 65. There, when pivoting the wing transverse axis parallel axis is pivotable. On these sections 3 around axes of rotation 6 of the arrow angle Way is changed by pivoting the torso and bow. With the arrangement shown in FIG wing sections connected to it of the front wing sections 3 for the connection, it is possible

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stets den gleichen Pfeilwinkel beizubehalten, da die Flügelabschnitte parallel zur Flugzeuglängsachse an dem Deltaflügel 2 verschoben werden. In den F i g. 3 und 4 zeigen die schraffierten Flächen die Flügelabschnitte in voll eingeschwenkter bzw. eingefahrener Stellung.Always maintain the same arrow angle, since the wing sections are parallel to the longitudinal axis of the aircraft the delta wing 2 are moved. In the F i g. 3 and 4, the hatched areas show the wing sections in fully swiveled or retracted position.

Bei der Bauform nach der F i g. 5 sind vordere Flügelabschnitte 3 um vordere Achsen 8 schwenkbar. Hierdurch wird die Pfeilung verändert. Gleichzeitig werden zusätzliche Lufteinlaufkanäle 9 von Triebwerken 10 ganz oder teilweise verdeckt. In eingefahrener, schraffiert gezeichneter Stellung der Flügelabschnitte sind die Lufteinlaufkanäle 9, beispielsweise für den Start des Flugzeuges, freigegeben. Bei Überschallgeschwindigkeit werden die Flügelabschnitte ganz ausgefahren und zugleich die Zusatzlufteinläufe 9 abgedeckt.In the design according to FIG. 5, front wing sections 3 are pivotable about front axes 8. This changes the arrow. At the same time, additional air inlet ducts 9 of engines 10 completely or partially covered. In the retracted, hatched position of the wing sections the air inlet ducts 9, for example for the take-off of the aircraft, are released. At supersonic speed the wing sections are fully extended and at the same time the additional air inlets 9 covered.

Die F i g. 6 zeigt ein Nurflügelflugzeug, bei dem vordere Flügelabschnitte eine mit einem Rumpfbug 11 integrierte starre Einheit bilden und der Rumpfbug mit den Flügelabschnitten um eine zur Flugzeugquerachse parallele Achse 12 schwenkbar ist. Der Rumpfbug weist eine den Auftrieb fördernde Querschnittsform auf und erzeugt in einer geschwenkten Stellung den jeweils erforderlichen Auftrieb zum Ausgleich der Neutralpunktwanderung. In den Fig. 7 bis 11 sind die vorderen Flügelabschnitte der Tragflügel mit verschiedenen Flügelformen schwarz dargestellt.The F i g. 6 shows a flying wing aircraft in which the front wing sections have one with a fuselage nose 11 Form an integrated rigid unit and the nose of the fuselage with the wing sections around a transverse axis to the aircraft parallel axis 12 is pivotable. The bow of the fuselage has a cross-sectional shape that promotes buoyancy and is generated in a pivoted position the necessary buoyancy to compensate for the neutral point migration. In Figs. 7-11 the front wing sections of the wings with different wing shapes are shown in black.

Die vorbeschriebenen und andere mögliche Ausführungsformen der Erfindung lassen sich zum Ausgleichen der Neutralpunktwanderung so anwenden, daß der Anstellwinkel der vorderen Flügelabschnitte bei konstanter Fläche verändert wird oder die Fläche der vorderen Flügelabschnitte bei konstantem Anstellwinkel vergrößert bzw. verkleinert wird oder schließlich der Anstellwinkel und zugleich die Fläche der vorderen Flügelabschnitte geändert werden.The above-described and other possible embodiments of the invention can be used to compensate apply the neutral point migration so that the angle of attack of the front wing sections is changed at a constant area or the area of the front wing sections at a constant angle of attack is increased or decreased or finally the angle of attack and at the same time the area of the front wing sections can be changed.

Die aufgezeigten Einstellungen erzeugen bei sich ändernder Flugmachzahl einen einstellbaren Zusatzauftrieb, der dem Wandern des Neutralpunktes mit der Machzahl entgegenwirkt und zum Verringern eines zusätzlichen Trimmwiderstandes führt. Die vorderen Flügelabschnitte lassen sich bei geeignetem Auslegen und Steuern ihrer Schwenkstellungen so anwenden, daß im gesamten Geschwindigkeitsbereich die Neutralpunktwanderungen ausgeglichen werden.The settings shown generate an adjustable additional buoyancy when the Flugmach number changes, which counteracts the migration of the neutral point with the Mach number and reduces it an additional trim resistor leads. The front wing sections can be with suitable Design and control their pivot positions so that they can be used in the entire speed range the neutral point migrations are compensated.

Claims

Patent claims:

1. Device to compensate for the neutral point migration in aircraft, in particular Supersonic aircraft with swept wing leading edge and movable wing sections on each Wing half, characterized in that the lying on both sides of the fuselage and Front wing sections running at an acute angle into the fuselage around a vertical axis to the aircraft parallel axis are pivotable.

2. Device according to claim 1, characterized in that the wing sections in the The wing plane can be moved.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the wing sections can be moved in parallel on guide rails.

4. Device according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that the wing sections can be fully or partially retracted and extended into the fuselage.

5. Device according to claim 4, characterized in that the wing sections in the extended Position completely or partially cover an additional air inlet duct of the engines.

6. Device to compensate for the neutral point migration in aircraft, in particular Supersonic aircraft with swept wing leading edge and movable front wing sections on each wing half, characterized in that the front wing sections one with the The bow of the fuselage forms an integrated rigid unit and that the bow of the fuselage with the wing sections around an axis parallel to the aircraft transverse axis is pivotable.

For this purpose 2 sheets of drawings