-
Leitflächen für Flugzeuge Die Erfindung bezieht sich auf Leitflächen
für Flugzeuge, bei denen das Abreißen der Strömung an den Flügelwurzeln durch die
gegenseitige Beeinflussung der Rumpf- und Flügelströmung begünstigt wird. Die Sicherheit
dieser Flugzeuge ist in den Fluglagen nahe dem Höchstauftrieb besonders gefährdet
durch Sekundärbewegungen, die überall im Luftmeer auftreten.Ist die Geschwindigkeit
dieser Bewegungen sa groß, daß aus ihr mit der Fluggeschwindigkeit zusammen ein
Anstellwinkel resultiert, der den kritischen Anstellwinkel überschreitet, dann erfolgt
ein Abreißen der Strömung und ein Absturz ist unvermeidlich. Besonders gefährdet
sind. jene als Mittel-und Tiefdecker bezeichneten Flugzeuge, bei denen ein Großteil
der vom Rumpf verdrängten Luft über die Flügel strömt und dabei die Flügelströmung
in der Nähe der Flügelwurzel besonders stark beschleunigt. Erfolgt an dieser Stelle
ein Ablösen der Strömung, dann schreitet das Ablösen der Strömung schnell über die
ganze Flügelspannweite fort und stört damit die Längsstabilität des Flugzeuges um
die Querachse.
-
Die Erfindung hat die Aufgabe, diesen kritischen Zustand. auszuschalten.
Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der zum Abreißen der Strömung neigenden
Stellen der Flügel Leitflächen angebracht sind, deren Vorderkanten vor der senkrechten
Ebene der Flügelvorderkanten liegen und deren Hinterkanten mit jener Linie@ parallelverlaufen,
die entlang der Flügelspannweite bei höchster Horizontalfluggeschwindigkeit die
höchsten Profilpunte inbezug auf die Horizontale verbindet. Diese Leitflächen bilden
zusammen mit der Flügeloberseit einen sich verjüngendan Kanal, in welchem die Strömung
von der Flügelvorderkante bis zum Kanalende zusätzlich beschleunigt wird und relativ
zur Flügeloberfläche so gerichtet ist, daß ein Abreißen der Strömung ganz vermieden
wird.
-
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Fig. 1 zeigt die Seitenansicht eines Flugzeuges 1t unter einem der Start-undLandeposition
entsprechenden Anstellwinkel.
-
Die das Flugzeug umströmende Luft wird: durch die Flügel 2 in der
d, durch die:gestricheiteLinie 3 angedeuteten Ebene in einen oberen
Teilstrom
vom Querschnitt 4 und einen unteren Teilstrom vom Querschnitt 5 getrennt. Die Parallelen
6 und 7 sind Hilfslinien, welche die Grenzen der vom Flugzeug beeinflussten Luft
darstellen. Sie erleichtern die Vorstellung von der Querschnittveränderung des Luftstromes
durch das Vorhandensein des Flugzeugkörpers. Der Teilstrom 4 wird an den Flügeln
auf einen Querschnitt 8 verkleinert.Durch diesen Querschnitt strömt auch die vom
Rumpfvorderteil des Rumpfes 1 verdrängte Luft. Durch dieses Zusammentreffen der
Rumpf- und Flügelströmung auf der Flügeloberseite an der Flügelwurzel wird hier
die Luft so stark beschleunigt, daß die Strömung am Flügel bei einer geringen Störung,
beispielsweise einem zu starken Anwachsen der Grenzschicht, abreißt. Diese kritische
Grenze wird bei neuen Flugzeugtypen zwar durch Testflüge festgestelht und die Annäherung
an sie oft durch Warngeräte angezeigt, sodaß normalerweise eine Gefährdung des Fluges
nicht möglich ist. Diese Sicherheitsmaßnahmen sprechen aber nicht schnell genug
an, wenn Sekundärbewegungen nach Pfeilen 9 auftreten, wie sie immer in Bodennähe
vorhanden sind. Wenn diese genügend großer Geschwindigkeiten besitzen, folgt die
Strömung nicht mehr der Flügeloberfläche, sondern reißt an dem der Fluglage entsprechender
höchsten Profilpunkt ab und verfolgt den Weg nach Pfeil 10. Damit ist zwar keine
wesentliche Auftriebsverminderung verbunden, aber die Luftkraftresultierende 11
verlagert sich beim Abreißen der Strömung plötzlich nach vorn entsprechend dem Pfeil
12. Ein Querstellen des ganzen Flugzeuges zur Flugrichtung ist die Folge. Das bedeutet
in Bodennähe einen unvermeidlichen Aufschlag, in großen Höhen und bei hohen Geschwindigkeiten
eine explosionsartige Zerlegung des Flugzeuges.
-
Diese Störung wird durch die Leitfläche 13 ausgeschaltet. Die Luft
wird durch sie in den zwischen den Leitflächen 13 und der Oberseite der Flügel 2
gebildeten, sich verjüngenden Kanal geleitet und zusätzlich beschleunigt. Entscheidend
ist dabei, daß aus dem engsten Kanalquerschnitt der Luftstrom tangential zur Flügeloberfläche
austritt und deswegen nicht abreißen kann.
-
Fig. 2 zeigt die Anordnung der Leitflächen 13 von oben gesehen, Fig.
3 die Leitflächen 13 von vorn in ihrer Stellung bei horizontaler Höchstgeschwindigkeit
des Flugzeuges.
-
Bei Flugzeugen mit starken Profilen an der Flügelwurzel-können die
Leitflächen 13 auf der vor der Flügelvorderkante liegenden
Tiefe
14 zwecks stoßfreier Anströmung leicht gewölbt sein, wie Fig. 4 zeigt.
-
Für Flugzeuge, die im Überschallgebiet fliegen, kann die Leitfläche
13 nach Fig. 5 über die Linie der höchsten Profilpunkte hinaus nach hinten verlängert
werden. Die um die Strecke 15 verlängerte Leitfläche 13 bildet mit der Flügeloberfläche
einen sich erweiternden Kanal. In der Erweiterung erreicht die Strömung Überschallgeschwindigkeit
und verhindert damit die sonst durch den Verdichtungsstoß bedingte Ablösung der
Strömung.
-
Fig. 6 zeigt die Anwendung des Erfindungsgegenstandes bei einem Hochdecker
im Flug mit großem Anstellwinkel. Hier ist in der Mitte der Flügel 2 ein senkrechter
Steg 16 angebracht, auf dem die Leitfläche 13 befestigt ist. Die Trennebene 3 zwischen
der oberen und unteren Strömung zeigt, daß auch hier die Strömung der vom Rumpf
verdrängten Luft mit der oberen Flügelströmung interferiert und bei Sekundärbewegungen
in der anströmenden Luft die Flugstabilität gefährdet.
-
Bei Leitflächen mit gewölbtem Vorderteil nach Fig. 4 und 6 ist die
Wölbung auf ein Maß beschränkt, daß das zur Flügelsehne parallel nach vorn projizierte
Flügelprof iL von der Wölbung nicht überdeckt wird, wie die Projektionslinie 17
zeigt.