DE1810138A1

DE1810138A1 - Wing for a variable geometry aircraft

Info

Publication number: DE1810138A1
Application number: DE19681810138
Authority: DE
Inventors: Hans Jochner
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1968-11-21
Filing date: 1968-11-21
Publication date: 1970-08-13
Also published as: DE1810138C3; DE1810138B2

Abstract

The aircraft has wings which can be rotated about vertical axis. The wing roots are covered by flat flexible components which ensure that aerodynamic losses at this region are kept at minimum. The spring seal arrangement consists of eg. steel spring elements which are coated with low friction plastic e.g. PTFE for reducing friction on the wing on rotation. The spring element is fixed on the fuselage and only the tips of the spring seal are in contact with the wing.

Description

Tragflügel für Flugkörper mit variabler Geometrie und deren Herstellung.Airfoils for missiles with variable geometry and their manufacture.

Bei allen Flugkörpern, insbesondere Flugzeugen, deren Tragflügel mehrteilig bzw. schwenkbar ausgebildet sind, besteht die Absicht, zur Verbesserung der aerodynamischen Verhältnisse die Tragflügel mit der Geschwindigkeitserhöhung enger an den Flugzeugrumpf anzulegen, bzw. weitgehend der Flugrichtung anzupassen. Dabei befinden sich die Drehgelenke, deren Achsen nahezu vertikal ausgerichtet sind, im Falle des meist zweiteiligen Flügels zwischen den beiden Flügelteilen. Bei einem einteiligen Schwenkflügel sind die Drehgelenke am oder im Rumpf des Flugkörpers untergebracht. Allen Schwenkflügeln ist jedoch das gemeinsame Problem eigen, die Verbindungs- bzw. Anschlußstellen der Schwenkflügel bzw. der Schwenkflügelteile so auszugestalten, daß möglichst in allen Phasen des Schwenkvorganges in der Flügelhaut kein Spalt auftritt. Ein solcher könnte in den verschiedenen Flugzuständen nicht nur hinsichtlich des Luftwiderstandes, sondern auch hinsichtlich der Sicherheit des Flugzeuges katastrophale Folgen haben. Ein einschlägiger Schwenkflügel ist beispielsweise in der amerikanischen Patentschrift 3 279 721 beschrieben und dargestellt. Bei dieser Ausführungsform sind die beiden Flügelhäute der Tragflächenteile im Bereich des Drehgelenkes sich gegenseitig überlappend ausgebildet, so daß in dieser Gegend beim Schwenken das Entstehen eines Spaltes vermieden wird. Wie aus den anderen zeichnerischen Darstellungen der vorgenannten Patentschrift hervorgeht, trifft dies für die vordere und insbesondere für die hinter dem Drehgelenk liegende Flügelpartis nicht zu, Die Anmeldung befaßt sich mit dem Problem, bei Schwenkrlüglern der eingangs genannten Art die gesamte Flügelpartie im Bereich des Drehgelenkes in Jedem Schwenkzustand spaltdicht zu halten. Diese Aufgabe ist mehrfach problematisch. Einmal verändern nahezu alle heute gebräuchlichen Tragflügeltypen über die Länge ihren Querschnitt. Zum anderen führt der Tragflügel im Verlauf der verschiedenen Flugzustände die unterschiedlischten Bewegungen aus, so daß aus diesem Grunde jeder Tragflügel mit einer die Bruchsicherheit garantierten Elastizität ausgestattet sein muß. Letzteres hat zur Folge, daß allein aufgrund der elastischen Ausbildung von Tragflügeln ein Schwenkflügler im Bereich seines Drshgelenkes mit Spaltproblemen in der Flügelhaut rechnen muß.In all missiles, especially airplanes, the wing is made up of several parts or pivotable, the intention is to improve the aerodynamic The relationship between the wings and the aircraft fuselage increases as the speed increases to apply, or to adapt largely to the direction of flight. There are the Swivel joints, the axes of which are almost vertically aligned, in the case of mostly two-part wing between the two wing parts. With a one-piece swivel vane the swivel joints are housed on or in the fuselage of the missile. All swivel blades however, the common problem is inherent in the connection points of the Design swivel vane or the swivel vane parts so that as possible in all Phases of the pivoting process in the wing skin no gap occurs. Such a could in the different flight conditions not only in terms of air resistance, but also have catastrophic consequences with regard to the safety of the aircraft. A relevant swivel vane is for example in the American patent 3 279 721 described and illustrated. In this embodiment, the two are Wing skins of the wing parts in the area of the swivel joint, mutually overlapping formed, so that in this area when pivoting the formation of a gap is avoided. As from the other graphic representations of the aforementioned Patent specification shows, this applies to the front and especially for the rear The wing part lying on the swivel is not, the application deals with the Problem with the entire wing section in the case of swivel-toe lugers of the type mentioned in the area of the swivel joint in everyone Swivel condition gap-tight to keep. This task is problematic in several ways. Almost everyone changes once today common wing types over the length of their cross-section. On the other hand the wing leads the different in the course of the different flight conditions Movements, so that for this reason each wing with a break resistance must be equipped with guaranteed elasticity. The latter has the consequence that alone due to the elastic design of hydrofoils, a swivel wing in the area of his girdle joint has to reckon with cleft problems in the wing skin.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde9 bei Tragflügeln für Flugkdrper mit variabler Geometrie, die mit um Drehgelenke mit vertikaler Achse schwenkbaren Flügeln oder Flügelteilen ausgerüstet sind, im Bereich der Drehgelenke die Stoßstellen derart abzudichten, daß bei guter 8paltabdeckung rings um den Tragflügel in jeder Schwenkphase auch eine hinreichende Elastizität der Abdichtelemente für die Bewegungen des Tragflügels während des Fluges gewährleistet ist. Gelöst ist diese Aufgabe dadurch, daß die schwenkbaren Flügel bzw. Flügelteile an ihrem inneren Ende in allen Schwenkphasen über ihre gesamte Breite und beidseitig von mit den starren Flügel teil bzw. mit dem Flugzeugrumpf verbundenen, flächigen Federelementen überdeckt sind, wobei jeweils nur die vordere Kante der Federelemente mit dem Flügel bzw. dem Flügelteil Kontakt hat. Hierdurch ist vorteilhafterweise die Möglichkeit gegeben, zwischen den er findungsgemäßen Federelementen und den betreffenden Flügeln bzw. Flügelteilen so viel Spielraum zu belassen, wie ihn die Flügelbewegungen im Rahmen ihrer elastischen Bewegungen erfordern. Der besondere Vorteil ist dabei vor allem darin zu sehen, daß trotz der FlügeMbewegungen in allen Schwenkphasen ringsum für die Tragfläche im Bereich des Drehgelenkt eine gute Spaltabdichtung gewährleistet ist.The invention is based on the task of airfoils for airplanes with variable geometry, which can be swiveled around swivel joints with a vertical axis Wings or wing parts are equipped, the joints in the area of the swivel joints to be sealed in such a way that with good gap coverage around the wing in each Swivel phase also a sufficient elasticity of the sealing elements for the movements of the wing is guaranteed during flight. This task is solved by that the pivotable wing or wing parts at their inner end in all pivot phases over its entire width and on both sides of part with the rigid wing or with the aircraft fuselage connected, flat spring elements are covered, each only the front edge of the spring elements makes contact with the wing or wing part Has. This advantageously gives the possibility between which he inventive Spring elements and the wings or wing parts concerned so much leeway to leave it like the wing movements in the context of their elastic movements require. The special advantage can be seen above all in that despite the flight movements in all pivot phases all around for the wing Good gap sealing is guaranteed in the area of the swivel joint.

In weiterer Ausgestaltung im Hinblick auf die Spaltabdichtung sieht die Erfindung vor, daß in dem der Flügelvorderkante nächstliegenden Federelement ein Schlitz vorhanden ist, der entlang der Tragflächenvorderkante verläuft. Hierdurch wird dem betreffenden Federelement eine größere Nachgiebigkeit verliehen, die es in die Lage versetzt, in Jeder Schwenkphase engen Kontakt mit dem bewegten Flügelteil zu halten, wodurch auch die Wölbung der Flügelvorderseite beim Schwenken weitgehend spaltfrei bleibt.See in a further embodiment with regard to the gap seal the invention provides that in the closest spring element to the wing leading edge there is a slot running along the wing leading edge. Through this the spring element in question is given a greater resilience that it enabled to have close contact with the moving wing part in every swing phase to hold, whereby the curvature of the wing front side when pivoting largely remains free of gaps.

Die erfindungsgemäßen Federelemente können aus jedem geeigneten, federnden Material bestehen, welches die flugtechnischen Mindestanforderungen an ein niedriges Eigengewicht erfüllt. Besonders bewährt haben sich die Werkstoffe Federstahl von der metallischen Seite und glasfaserverstärkter Kunststoff von der nichtmetallischen Seite.The spring elements according to the invention can be made of any suitable, resilient Material that meets the minimum aeronautical requirements for a low Dead weight met. The materials spring steel from the metallic side and glass fiber reinforced plastic from the non-metallic Page.

Fertigungstechnisrh können die erfindungsgemEßen Federelemente als mit den meist honigwabenartigen aellente;len des starren Flügelteils integrierte Teile lösbar, vorzugsweise durch Schrauben oder nicht lösbar, vorzugsweise durch Angießen, in sich verbunden sein. In dem ersteren Falle brauchen im Reparatur- oder Schadensfall nur die Federe1emente ausgetauscht zu werden. Da diese auf ihrer Gegenfläche gleiten bzw.In terms of manufacturing technology, the spring elements according to the invention can be used as integrated with the mostly honeycomb-like aellente; len of the rigid wing part Parts detachable, preferably by screws or not detachable, preferably by Pour on, be connected in yourself. In the former case in need of repair or In the event of damage, only the spring elements have to be replaced. Since this is on its opposite surface slide or

schleifen, nutzen sie sich mit jeder Schwenkbewegung des Tragflügels ab. Um dieser Abnutzung entgegenzuwirken, können im Falle der stählernen Federelemente deren Vorderkanten mit einer geeignnten Gleitschicht, beispielsweise aus Polyterrafluoraethylen belegt ein, das tor dom Handelsnamen Teflon bekannt ist. Sind andererseits die erfindungsgemäßen Federelemente formschlüssig mit den betroffenden Zellenteilen des starren Flügelteils integriert, so ist es wirtschaftlicher, im Schadensfalle den kompletten integrierten Teil auszutauschen. In diesem Falle empfiehlt es sich, die Federelemente aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff herzustellen. Dieser hat den Vorteil, daß er für die im Rahmen der Erfindung auftretende Gleitung nicht gesondert geschmiert su werden braucht, da die Gegengleitfläche mit einem selbstschmierenden Gleitmittel beschichtet wird.grind, they are used with every pivoting movement of the wing away. To counteract this wear and tear, in the case of steel spring elements their front edges with a suitable sliding layer, for example made of polyterrafluoroethylene evidenced one that is known tor dom trade name Teflon. On the other hand, the invention Spring elements form-fit with the affected cell parts of the rigid wing part integrated, so it is more economical to use the complete integrated one in the event of damage Exchange part. In this case, it is recommended that the spring elements from one Manufacture glass fiber reinforced plastic. This has the advantage that it is for the sliding occurring in the context of the invention is not separately lubricated su needs, as the counter sliding surface is coated with a self-lubricating lubricant will.

Schließlich kann es vorteilhaft sein, alle erfindungsgemäßen Federelemente zunächst einstückig herzustellen und ihre Unterteilung durch Schlitzen erst nach der Fertigstellung vorzunehmen. Hierbei besteht die Möglichkeit, die entstehenden Federelemente in Form und Wirkung den realen Anforderungen individuell f Jede Schwenkphase anzupassen. Dos vorstehen aufgezeigte Verfahren hat sich besonde@s bewährt. In den Abbidungen ist die Erfindung zeichnerisch erläutert.Finally, it can be advantageous to use all spring elements according to the invention first to be made in one piece and their subdivision by slitting only after of completion. Here there is the possibility of the resulting Spring elements in shape and effect meet the real requirements individually for each swivel phase adapt. The procedure outlined above has proven particularly successful. In the Illustrations the invention is explained graphically.

Die Figur 1 ist eine Draufsicht auf einen fest mit einem Flugzeugrumpf verbundenen Flügelteil, der mit einem Drehgelenk zum schluß eines beweglichen schwenkbaren Flügelteiles ausgerüstet ist.Figure 1 is a plan view of a fixed to an aircraft fuselage connected wing part, which is pivotable with a swivel joint at the end of a movable Wing part is equipped.

Die Figur 2 ist der Schnitt II - II gemäß der Figur 1 w rend die Figur 3 dem Schnitt III - III gemäß der Figur 1 entspricht.FIG. 2 is section II - II according to FIG. 1 w rend the figure 3 corresponds to the section III - III according to FIG.

Die Figur 4 veranschaulicht den Schnitt IV - IV gemäß Figur 1 Die Figur 5 zeigt den Ausschnitt A gemäß Figur 1, wobei die Erfindung eines nicht ihren Rahmen verlassende andere Ausgestaltung aufweist, Mit der Linie 1 in der Figur 1 ist die Begrenzungslinie des Flug3eugrumpfes fixiert. An diesem ist in relativ starrem Verbund ein Tragflügelteil 2 befestigt, welches hier etwa die Form eines gleichschenkligen Dreiecks besitzt. Der Schenkel 3 bildet dabei einen Teil der Vorderkante des gesamten Tragflügels, während der Schenkel 4 die Anschlußpartie für den beweglichen Teil 6 des Tragflügels, der nicht gesondert gezeigt ist, darstellt. Inmitten des Schenkels 4 befindet sich ein Drehgelenk 5, in welchem der Flügelteil 2 schwenkbar mit dem beweglichen Flügelteil 6 verbunden wird, der in der Figur 4 lediglich in angeschnittenem Zustand angedeutet ist. Erfindungsgemäß wird der bewegliche Flügelteil 6 in allen Schwenkphasen beidseitig an seinem inneren Ende über die gesamte Länge des Schenkels 4 vzn Federelementen 7 überdeckt, die mit dem starren Flügel teil 2 bzw. mit dem Flugzeugrumpf fest verbunden sind.FIG. 4 illustrates the section IV-IV according to FIG Figure 5 shows the section A according to Figure 1, the invention not one of them Has another embodiment leaving the frame, with the line 1 in FIG. 1 the boundary line of the fuselage is fixed. This is relatively rigid Composite attached to a wing part 2, which here approximately the shape of an isosceles Triangle owns. The leg 3 forms part of the leading edge of the whole Wing, while the leg 4 is the connection part for the movable part 6 of the wing, which is not shown separately. In the middle of the thigh 4 there is a swivel joint 5 in which the wing part 2 is pivotable with the movable wing part 6 is connected, which in Figure 4 only in cut State is indicated. According to the invention, the movable wing part 6 is in all Swivel phases on both sides at its inner end over the entire length of the leg 4 vzn spring elements 7 covered with the rigid wing part 2 or with the Aircraft fuselage are firmly connected.

In gleichsam kombinatorischer Weise mit den vorstehenden Merkmalen sieht die Erfindung außerdem vor, daß gemäß der Figur 2 in dem Federelement 8 ein Schlitz 9 vorhanden ist, der entlang der Tragflächenvorderkante verläuft. Die Federelemente 7 und 8 können aus jedem geeigenten Federmaterial wie beispielsweise aus Stahl oder auch aus nicht metallischen Werkstoffen wie Kunststoffen gefertigt sein. Wichtig ist, daß die Federelemente 7 und 8 im wesentlichen nur mit ihren vorderen Kanten 10 bzw. 11 auf dem jeweiligen Tragflügelteil 6 aufliegen. In den übrigen Boreichen besteht ein gewisser Abstand zwischen den Federelementen 7 und 8 einerseits und dem Tragflügelteil andererseits. Dieser Abstand ist mindestens so groß bemessen was es die verschiedenen Bewegungsarten i innerhalb der Flügelelastizität erfordern.In a combinatorial manner, as it were, with the above features the invention also provides that, according to FIG Slot 9 is present, which runs along the wing leading edge. The spring elements 7 and 8 can be made of any suitable spring material such as steel or also be made of non-metallic materials such as plastics. Important is that the spring elements 7 and 8 essentially only with their front edges 10 or 11 rest on the respective wing part 6. In the remaining bar areas consists a certain distance between the spring elements 7 and 8 on the one hand and the wing part on the other hand. This distance is at least like this dimension large what it is the different types of movement i within the wing elasticity require.

In Rahmen der Erfindung können die Federelemente 7 und 8 auch zusammen mit den Teilen 12 als integrierte Teile 13 hergestellt sein.In the context of the invention, the spring elements 7 and 8 can also be used together be manufactured with the parts 12 as integrated parts 13.

Schließlich besteht die Möglichkeit, alle Federelemente 7 und 8 zunächst aus einem Stück bestehend herzustellen und die Unterteilung der einzelnen Federelemente durch Schlitze 14 erst vor der Montage auf der Tragfläche vorzunehmen. Ein Beispiel dafür ist ausschnittsweise in Figur 5 gezeigt. Die Figur 3 veranschaulicht, daß die Erfindung auch bei solchen Tragflächen verwirklicht werden kann, die Einrichtungen zum Variieren ihrer Breite besitzen.Finally, there is the possibility of all spring elements 7 and 8 first Manufacture consisting of one piece and the subdivision of the individual spring elements through slots 14 only before mounting on the wing. An example this is shown in detail in FIG. Figure 3 illustrates that the invention can also be implemented in such wings, the devices to vary their width.

Claims

P a t e n t a n n e p r ü c h e

1. Wing for missiles with variable arrow shape (variable Geometry), with wings that can be pivoted about swivel joints with a vertical axis or Wing parts are equipped, thereby g ek e n n s i c h n e t that the pivotable Wings or wing parts (6) at their inner end in all pivot phases over their entire width, which corresponds approximately to the length of the connecting leg (4), and b @ üseiten from itt the rigid wing part (2) resp.

flat spring elements (7) connected to the aircraft fuselage (2) and (8) are covered, and that in each case only the front edge (10, ii) of the spring elements itt the wing or the wing part (6) has contact.

2. A wing according to claim 1, characterized in that g e k e n n z e i c h n e t, that in you spring element (8) a slot (9) is present, which runs along the leading edge of the wing runs.

3. hydrofoil according to claims 1 and 2, characterized g e k e n n -z E i o h n e t that German spring elements (7) and (8) as itt the mostly honeycomb-like Cell parts (12) of the rigid wing part (2) integrated parts (13) made are.

4. hydrofoil according to claim 3, characterized in that g e k e n n s e i c h n e t, that the integrated parts (13) are legible, preferably by screws or not releasably, preferably by casting, are connected in itself.

5. hydrofoil according to one or more of claims 1 to 4, characterized it is noted that the spring elements (7) and (8) are made of steel, the front edges of which are covered with a sliding layer made of polytetrafluoroethylene.

6. wing according to one or more of claims 1 to 4, characterized G e k e n n n z e i c h n Q t that the spring elements (7) and (8) made of glass fiber reinforced Made of plastic.

7. A method for producing a wing according to one or more of claims 1 to 6, characterized in that initially all spring elements (7) and (8) are made in one piece, and that then their subdivision takes place through slots (14) prior to assembly on the wing.