DE1531357C3

DE1531357C3 - Flugzeug mit in Rumpföffnungen einschwenkbaren Tragflügeln

Info

Publication number: DE1531357C3
Application number: DE1531357A
Authority: DE
Inventors: James Kenneth Preston Lancashire Appleby (Grossbritannien)
Original assignee: British Aircraft Corp Ltd
Current assignee: BAE Systems PLC
Priority date: 1966-07-07
Filing date: 1967-07-06
Publication date: 1978-11-30
Also published as: DE1531357A1; DE1531357B2; US3480237A; GB1144231A

Description

Die Erfindung betrifft ein Flugzeug, dessen Tragflügel in Rumpföffnungen einschwenkbar sind, die von oberen und unteren mit einem Druckmittel füllbaren Luftbalgreihen, die entlang ihrer Stoßlinie einen nachgiebigen Eintrittsspalt für einen Tragflügel bilden, verschlossen sind.

Bei einem bekannten Flugzeug dieser Art (GB-PS 32 181) sind zum Verschluß der Rumpföffnungen für die einschwenkbaren Tragflügel Luftbälge mit kreisrundem Querschnitt in ihrer Ausgangsstellung, d. h. bei nicht eingeschwenktem Tragflügel vorgesehen. Diese kreisrunden Luftbälge werden beim Einschwenken eines Tragflügels in stark abgeflachte Kissen umgeformt. Bei dieser Formveränderung verschieben sie sich auch nach innen und da kreisrunde Luftbälge auch nicht an den äußersten Rumpfkanten befestigt werden können, entstehen auf diese Weise strömungstechnisch ungünstige Kanäle in der Rumpfaußenfläche. Weil ein kreisrunder Luftbalg in seiner Ausgangsstellung nur eine kleine Berührungsfläche schafft, sind mehrere hintereinander gelagerte Luftbälge erforderlich. Dies bedeutet jedoch einen wesentlichen Mehraufwand. Infolge der mit zunehmendem Einschwenken eines Tragflügels sich vergrößerenden Berührungs- bzw. Andrückflächen der Luftbälge ergeben sich zudem recht unterschiedliche Widerstandskräfte, die das Flügeleinschwenken erheblich erschweren.

Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, für Flugzeug-Rumpföffnungen für einschwenkbare Tragflügel einen Verschluß zu schaffen, der ausreichend steif ist, um unabhängig vom Grad der Tragflügeleinschwenkung, eine verhältnismäßig glatte, abgeschlossene und mit dem Flugzeugrumpf fluchtende Außenfläche zu bilden, der sich gut verformen läßt, um beim Einschwenken möglichst geringen Widerstand entgegenzusetzen und der sich ferner verhältnismäßig einfach anbringen läßt.

ίο Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Flugzeug der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß jede Luftbalgreihe aus zumindest einem aufblasbaren keilförmigen Balg besteht, der mit der einen Basiskante an einem Öffnungsrand so befestigt ist, daß seine Keilbasis eine der Rumpfkontur angepaßte Außenfläche und die andere Basiskante einen ununterbrochenen Rand des Eintrittsspaltes bildet, und daß mindestens eine Balgreihe an ihrer ins Rumpfinnere ragenden Keilspitze durch Federelemente gegenüber einem angrenzenden Rumpfelement abgestützt ist.

Die erfindungsgemäßen keilförmigen Verschlußelemente passen sich mit ihrer Keilbasis günstig dem Flugzeugrumpf an und behalten auch bei ganz oder nur teilweise eingefahrenem Tragflügel diese Stellung bei. Keilförmige Verschlußelemente, die sich beim Einfahren eines Tragflügels um ihre Befestigungspunkte etwas verschwenken können, bilden auch bei stark eingeschwenktem Tragflügel nur verhältnismäßig kleine Berührungsflächen und damit einen geringen Widerstand. Wegen ihrer geringen Verformung beim Einschwenken eines Tragflügels ist auch ihre Verdrängung vor allem von der Rumpfaußenfläche gleichfalls gering. Die Keilform und die besondere Anordnung der Verschlußelemente gibt ihnen bei ausreichender Nachgiebigkeit eine hohe Stabilität, so daß auch die strömungstechnischen Forderungen vollauf erfüllt werden.

Als besonders vorteilhaft hat sich erwiesen, wenn die Federelemente aus weiteren keilförmigen aufblasbaren Bälgen bestehen, die mit ihren nach auswärts gerichteten Keilspitzen den Raum zwischen einem Rumpfelement und der anliegenden Balgreihe ausfüllen. Dabei können zweckmäßig die keilförmigen Bälge der einen Reihe an einem schwenkbaren flexiblen Rahmen, der am angrenzenden Öffnungsrand angelegt ist, befestigt sein. Weiterhin kann es vorteilhaft sein, weitere keilförmige aufblasbare Bälge mit ihren auswärts gerichteten Spitzen zwischen dem Rahmen und dem

so anliegenden Rumpfelement anzuordnen.

Anhand der Zeichnung sind nachfolgend Ausführungsbeispiele von Verschlüssen für Flugzeugrumpföffnungen gemäß der Erfindung beschrieben. Es stellen dar F i g. 1 eine perspektivische Ansicht eines Flugzeuges /55 mit schwenkbaren Tragflügeln,

F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie 2-2 der F i g. 1 durch eine erste Ausführungsform in vergrößertem Maßstab,
Fig.3 einen gleichen Schnitt durch eine zweite Ausführungsform,

Fig.4 einen gleichen Schnitt durch eine dritte Ausführungsform,

F i g. 5 eine perspektivische Ansicht einer Flugzeugrumpföffnung und des Verschlusses nach Fig.4 von

<>5 hinten gesehen und

F i g. 6 einen Rahmen zur Befestigung der Bälge gemäß F i g. 4 und 5.

Das Flugzeug gemäß F i g. 1 ist mit schwenkbaren

Tragflügeln 10 am Flugzeugrumpf 11 ausgerüstet. Eine verlängerte öffnung 12 ist auf jeder Rumpfseite 11 zur Unterbringung der einschwenkenden Flügelhinterkante ausgebildet. Diese öffnungen 12 sind durch Verschlüsse aus Luftbalgreihen 13 bzw. 14 abgeschlossen, die ober- bzw. unterhalb der Mittelebene der Flügelschwenkbewegung angeordnet sind. Der Flugzeugrumpf hat einen oberen Aufbau 15 und einen Seiten- oder unteren Aufbau 16. Wenn die Flügel 10 in ihrer vorderen oder verhältnismäßig wenig eingeschwenkten Stellung, wie es die F i g. 1 zeigt, stehen, folgt die Außenfläche des Verschlusses den Rumpfkonturen genau: Die oberen und unteren Luftbalgreihen 13, 14 bestehen jeder aus einer Anzahl von keilförmigen Bälgen 17,171 (F i g. 2 bis 6), die aneinanderliegend am oberen und unteren Rumpfaufbau 15, 16 befestigt sind. Wie in Fig.4 schematisch dargestellt ist, ist das Innere der Bälge 17, 171 an Leitungen 18 angeschlossen, die getrennt sind, aber auch miteinander in Verbindung stehen können und die über Druckreduzierventile 43 und ein Rückschlagventil 40 an einer Druckquelle 41 und über ein Rückschlagventil 42 mit der Atmosphäre in Verbindung stehen zum automatischen Aufblasen oder Entleeren, wenn der Druck in den Bälgen 17, 171 vom gewünschten Wert abweicht. Der Aufblasdruck kann somit im wesentlichen konstant gehalten werden, oder er kann auch zur Anpassung an den entsprechenden Umgebungsdruck über und unterhalb des Flügels geändert werden. Die Öffnung 12 ist an ihrer Oberseite durch ein Rumpfelement 19 und an ihrer Unterseite durch ein Rumpfelement 20 begrenzt.

In F i g. 2 ist eine Ausführungsfcrm für einen Flugzeugrumpf mit im wesentlichen flachen Seiten zu sehen, wobei eine Anzahl von keilförmigen Bälgen 17 in der öffnung 12 mit nach innen gerichteten Spitzen dargestellt ist, welche die obere Luftbalgreihe 13 bildet, während weitere Bälge 171 in ähnlicher Anordnung die untere Luftbalgreihe 14 bilden. Weitere aufblasbare, keilförmige Bälge 21 und 22, mit nach außen gerichteten Scheiteln sind so angeordnet, daß sie die Lücken zwischen den Bälgen 17 und 171 und den Rumpfelementen 19 und 20 ausfüllen und dadurch die Bälge 17 und 171 in ihrer Lage halten. Die Bälge 17 und 171 sind an den Öffnungsrändern 23 bzw. 24 und die Bälge 21 und 22 an den Rumpfelementen 19 und 20 befestigt. Auch die aneinanderliegenden Bälge 171 und 22 sowie 17 und 21 können miteinander verbunden sein.

Fig.3 zeigt eine für eine konvexe Rumpfkontur geeignete Ausführungsform. Die untere Luftbalgreihe 14 wird in diesem Beispiel von einem einzigen Balg 171 gebildet, die direkt am Öffnungsrand 24 und /oder an dem Rumpfelement 20 befestigt ist. Die obere Luftbalgreihe 13 besteht aus zwei Reihen von Bälgen 17, deren Scheitel nach innen zeigen. Einzelne Bälge der aufeinanderliegenden Reihen sind miteinander verbunden und die obere Reihe kann am Öffnungsrand 23 befestigt sein.

Die obere Balgreihe 13 wird durch zwei weitere Reihen von Bälgen 25 und 26 mit nach außen gerichteten Scheiteln in ihrer Stellung gehalten. Einzelne Bälge ₄ dieser Reihen können wiederum miteinander verbunden und am Öffnungsrand 23 und/oder am Rumpfelement 19 befestigt sein.

Die Fig.4 und 5 zeigen eine für eine konvexe Rumpfkontur geeignete Ausführungsform, wobei aber der obere Rumpfaufbau 15 nicht zur Aufnahme von Belastungen, die durch die Flügelschwenkbewegungen verursacht werden, ausgebildet ist.

Wenn sich die Tragflügel in die Nähe der Luftbalgreihen bewegen, wie in den F i g. 2 und 3 gezeigt ist, dann pflanzen sich die Balg-Kompressionsdrücke bis zu den Rumpfelementen 19 und 20 fort. Bei der Ausführungsform gemäß den F i g. 4 und 5 ist dies nicht erwünscht, obgleich eine Verstärkung entlang dem Öffnungsrand 23 vorgesehen ist. Dieser verstärkte Rand ermöglicht eine Anordnung, wonach die Bälge 17, die in zwei Reihen vorgesehen sind, auf einer dünnen Metall-Auflageplatte auf einem Rahmen 27 befestigt sind. Dieser Rahmen wird insbesondere in F i g. 6 gezeigt. Er besteht aus einem im wesentlichen rechtwinkligen Fachwerkgitter aus stab- oder rohrförmigen Metallelementen mit Innenstreben 272, wobei der eine Längsstab 271 mittels Scharniere 273 am Öffnungsrand 23 drehbar gelagert ist. Der untere Verschlußteil besteht wie vorher aus einer einzigen Reihe von Bälgen 171.

Zwei aufblasbare Bälge 28 und 29 sind zwischen dem Rahmen 27 und dem Rumpfelement 19 an der Stelle angeordnet, wo das Rumpfelement 19 verstärkt ist. In der Ausführungsform gemäß F i g. 4 und 5 ist dies am rückwärtigen Ende der öffnung 12 der Fall. Diese Bälge 28 und 29 sind von ähnlicher Ausbildung und Form wie die Bälge 17 und sie dienen zur federnden Halterung des Rahmens 27 und seiner dazugehörigen Bälge 17 in dem erwünschten Winkelverhältnis zum Rumpfelement 15 im allgemeinen. Der Rahmen 27 ist so ausgebildet, daß er elastisch verformbar ist, so daß, wenn der Flügel 10 sich in die öffnung 12 bewegt, die sich verändernde Höhe seines Tragflächenabschnittes ausgeglichen werden kann. Diese Verformung wird bei 30 (F i g. 6) ■gezeigt.

An jeder Ausführungsform bedecken durchgehende Abdeckhüllen 31, 32 die Bälge 17, 171 und geben den oberen und unteren Verschlüssen eine gleichmäßige Oberfläche, wenn die einzelnen Bälge 17, 171 voll aufgeblasen sind. Zusätzlich zu der Keilform, wie aus dem Schnitt durch das Flugzeug ersichtlich, können die Bälge 17 und 171 und ebenfalls die Bälge 21, 22, 25, 26 und 29 auch abgeschrägt, wie in der Draufsicht gezeigt, sein, um so den Konturen des Rumpfes zu folgen.

In jeder der gezeigten Ausführungsformen kann einer Vertikalbewegung des Flügels, z. B. durch Schwingbewegungen infolge aerodynamischer Belastung, durch Gasausgleichssystem zwischen den oberen und unteren Verschlüssen Rechnung getragen werden. Dieses System sieht Mittel vor, damit durch die Flügelbewegung gegen einen Verschluß verdichtetes Gas zum gegenüberliegenden Verschluß weitergeleitet werden kann, der eine derartige Auffüllung, um ihn gegen die Flügeloberfläche zu halten, benötigen kann; oder durch die Verwendung getrennter Rückschlagventile 42, damit ein Verschluß mit verdichtetem Gas entleert wird, während die Druckquelle 41 den anderen Verschluß "-auffüllt.

In der Ausführungsform nach den F i g. 4,5 und 6 wird eine Vertikalbewegung des Flügels durch die federnde Bewegung des Rahmens 27 ausgeglichen, wie sie durch die aufblasbaren Bälge 28 und 29 kontrolliert wird.

Das Material für die aufblasbaren Bälge 17,21,22,25, 26,28 und 29 kann z. B. ein leichter, gewebter Nylonstoff mit einem feinen Neopren- oder Polyurethan-Überzug sein. Das Material für den Außenüberzug der Luftbalgreihen 31 und 32 ist z. B. ein Nylongewebestoff, der durch einen Neopren- oder Polyurethan-Überzug eine festere Oberfläche erhält.

Beim Einsatz tritt die Flügelhinterkante in die Außenflächen der unteren und oberen Luftbalgreihen

13, 14 der öffnung 12 ein. Wenn die Tragflügel noch mehr eingeschwenkt werden, werden die Bälge 17, 171 an der Flügeloberfläche eingedrückt und ermöglichen so den Eintritt, obwohl ihr Innendruck immer noch derart ist, daß ein dichter Kontakt mit dem Flügel gewährleistet ist. Wie schon vorher erwähnt, wird eine gewisse Entleerung der Bälge aufgrund der Volumenverringerung, die durch das Eindrücken verursacht wird, notwendig, weshalb die Rückschlagventile 42 zu diesem Zweck in dem System vorgesehen sind. Wenn der dickere Flügelteil eindringt, werden die anliegenden Bälge 17,171 wie auch die Bälge 21, 22, 25, 26 usw., die die Verschlüsse abstützen, werter eingedrückt, bis der Flügel 10 vollkommen untergebracht ist. Die öffnung ist immer dicht abgeschlossen, in welcher Stellung der Flügel sich auch befindet. Wenn der Flügel wieder

ausgeschwenkt wird, werden die Bälge durch die Druckquelle 41 über das Einweg-Einlaßventil 40 wieder voll aufgeblasen.

Bei der Ausführungsform nach den F i g. 4 bis 6 ist die ursprüngliche Eindruck-Wirkung auf die Lippen der Verschlüsse ähnlich der oben beschriebenen, aber der Rahmen 27 wird, wenn der Flügel 10 weiter eindringt, aufgrund seiner Elastizität progressiv ausgelenkt und nimmt schließlich die Flügelstärke durch Aufwärtsschwingen entgegen der Federwirkung der Bälge 28 und 29 auf. In diesem Fall wird der Teil des Verschlusses, welcher am Rahmen 27 befestigt ist, von der äußeren Rumpfkontur leicht nach innen gezogen, aber dies kann bei Flügen mit Schall- und Überschallgeschwindigkeit eine günstige aerodynamische Wirkung haben.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Flugzeug, dessen Tragflügel in Rumpföffnungen einschwenkbar sind, die von oberen und unteren mit einem Druckmittel füllbaren Luftbalgreihen, die entlang ihrer Stoßlinie einen nachgiebigen Eintrittsspalt für einen Tragflügel bilden, verschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß jede Luftbalgreihe (13,14) aus zumindest einem aufblasbaren keilförmigen Balg (17,171) besteht, der mit der einen Basiskante an einem Öffnungsrand (23, 24) so befestigt ist, daß seine Keilbasis eine der Rumpfkontur angepaßte Außenfläche und die andere Basiskante einen ununterbrochenen Rand des Eintrittsspaltes bildet, und daß mindestens eine Balgreihe an ihrer ins Rumpfinnere ragenden Keilspitze durch Federelemente (Balg 21, 22, 25, 26, 28, 29) gegenüber einem angrenzenden Rumpfelement (19, 20) abgestützt ist.

2. Flugzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente aus weiteren keilförmigen aufblasbaren Bälgen (21, 22, 25, 26) bestehen, die mit ihren nach auswärts gerichteten Keilspitzen den Raum zwischen einem Rumpfeiement (19 bzw. 20) und der anliegenden Balgreihe (13 bzw. 14) ausfüllen.

3. Flugzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die keilförmigen Bälge (17) der einen Reihe (13) an einem schwenkbaren flexiblen Rahmen (27), der am angrenzenden Öffnungsrand (23) angelenkt ist, befestigt sind.

4. Flugzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß weitere keilförmige aufblasbare Bälge (28, 29) mit ihren auswärts gerichteten Spitzen zwischen dem Rahmen (27) und dem anliegenden Rumpfelement (19) angeordnet sind.