DE19653851A1 - Aerodynamischer Körper mit innenliegenden Stellantrieben - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen aerodynamischen Körper mit innenliegenden Stell­ antrieben zur Erzeugung von variablen Wölbungen.

Durch die US 4,217,066 ist bereits ein solcher aerodynamischer Körper be­ kannt, bei dem in jedem Segment zwei mit Gewindestangen relativ zueinander gelenkig verstellbare Träger angeordnet sind, wodurch eine variable Wölbung erzeugbar ist. Die elastische Profilhaut gleitet auf den Trägern und wird bei deren Verstellung mit gebogen. Die hier verwendeten Stellantriebe erfordern einen erheblichen mechanischen Aufwand an Profilträgern, Gewindestangen und Kugelgelenken.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen aerodynamischen Körper der eingangs genannten Art einfacher und damit funktionssicherer auszubilden.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprü­ chen gekennzeichnet.

Mit den erfindungsgemäßen Stellantrieben kann die Profilform eines aerody­ namischen Körpers mit geringer Arbeitsenergie durch die Aktuatoren kontinu­ ierlich verstellt werden. Dabei werden die Profilschalen auf Biegung belastet und nehmen aufgrund ihrer geometrischen Form nur eine geringe elastische Energiemenge auf. Somit ist nur eine geringe Stellarbeit mit den Aktuatoren, die auch die Längskräfte aufnehmen, zu erbringen. Die Aktuatoren werden zweckmäßig in jedem Segment des aerodynamischen Körpers in der Nähe der Hinterkante angeordnet. Die Profilschalen können mit Hilfe von Schwalben­ schwanzführungen aufeinander gleiten, wobei diese die Querkräfte aufnehmen.

Um eine hohe Formsteifigkeit zu erreichen, sind in dem Raum zwischen den Profilschalen vor dem Aktuator die Profilschalen ganz oder teilweise mit Schaumwerkstoff verbunden, der bei Verstellung auf Schub belastet wird. Ge­ biete hoher Schubverformung durch die Wölbung des aerodynamischen Kör­ pers können von Schaumwerkstoff frei gehalten werden, um eine übermäßige elastische Kraftentwicklung und Materialversagen zu vermeiden. Wenn nötig, können die Profilschalen in diesem Gebiet verstärkt werden bzw. mit Stringern versteift werden, um ein unzulässiges Ausbeulen senkrecht zur Profilsehne des Körpers unter Luftlast zu verhindern. Bei sehr großen und steifen aerodynami­ schen Körpern können noch zwei weitere die Wölbung mitbewirkende Aktua­ toren in dem Raum zwischen dem Aktuator an der Hinterkante und einem in der Vorderhälfte des Körpers angeordneten Holm angeordnet werden, die wechselseitig mit den Profilschalen und dem Holm verbunden sind.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 die Hinterkante eines Segmentes eines aerodynamischen Körpers mit einem eingebauten Aktuator in Schnittdarstellung;

Fig. 2 ein gesamtes Segment des Körpers nach Fig. 1 mit nach oben ge­ wölbte Hinterkante;

Fig. 3 das Segment nach Fig. 2 mit nach unten gewölbter Hinterkante und

Fig. 4 ein Segment eines aerodynamischen Körpers, in dem zwei weitere Aktuatoren in der Mitte angeordnet sind.

In der Hinterkante eines Segmentes 1 eines aerodynamischen Körpers ist eine obere Profilschale 2 und eine untere Profilschale 3 vorhanden, die mit Schwalben­ schwanzführungen 4 und 5 aufeinander gleiten können. Die untere Profilschale 3 bildet durch einen Ansatz 3a mit der oberen Profilschale 2 einen Hohlraum 6, in dem ein Aktuator 7 gelagert ist. Der Aktuator 7 hat an beiden Enden Ar­ beitskolben 8 und 9, die beispielsweise hydraulisch ausfahrbar sind, wobei sie in Öffnungen 11 und 12 der Profilschalen 3 und 2 eingreifen. Wenn der Ar­ beitskolben 9 ausgefahren wird, wie in der Fig. 2 dargestellt, wird die Profil­ schale 2 nach oben gedrückt, wodurch sich der aerodynamische Körper 1 nach oben wölbt. Beim Ausfahren des Arbeitskolbens 8 wirkt dieser auf die Profil­ schale 3, wodurch entsprechend Fig. 3 das Segment 1 des aerodynamischen Körpers sich nach unten wölbt. In beiden Fällen gleiten die Profilschalen 2 und 3 mittels der Schwalbenschwanzführungen, die zugleich als Lager dienen, auf­ einander.

Aus den Fig. 2 und 3 ist weiterhin ersichtlich, daß in dem Raum zwischen den Profilschalen 2 und 3 vor den Aktuatoren 7 Lager 13 bis 17 aus Schaumwerk­ stoff angeordnet sind, die bei Verstellung der Profilschalen 2 und 3 auf Schub beansprucht werden. Zweckmäßig ist der Raum 18 hoher Schubbelastung hin­ ter dem Aktuator 7 frei gehalten. Die Profilschalen 2 und 3 sind im Vorderteil des Segmentes 1 mit einem Holm 19 verbunden.

Fig. 4 zeigt ein Segment 20 eines weiteren aerodynamischen Körpers, bei dem außer dem Aktuator 7 an der Hinterkante noch zwei weitere Aktuatoren 21 und 22 in den Raum 23 in der Mitte des Segmentes 20 eingebaut sind. Die Aktua­ toren 21 und 22 stützen sich auf einer Seite mit Stangen 24 und 25 am Holm 19 ab und haben verlängerte Arbeitskolben 26 und 27, mit denen sie auf die Pro­ filschalen 2 und 3 zur Erzeugung der gewünschten Profilwölbung einwirken können. Das Segment 20 ist noch mit einer Aussteifung 28 versehen.

Claims (5)

1. Aerodynamischer Körper mit innenliegenden Stellantrieben zur Erzeu­ gung von variablen Wölbungen, dadurch gekennzeichnet, daß als Stellantrieb mindestens ein Aktuator (7) angeordnet ist, der mit einem Arbeitskolben (9) auf eine obere Profilschale (2) und mit einem entgegengesetzt wirkenden Ar­ beitskolben (8) auf eine untere Profilschale (3) einwirkt, wobei die Profilscha­ len (2, 3) verschiebbar zueinander gelagert sind.

2. Aerodynamischer Körper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Aktuator (7) pro Körpersegment (1) in der Nähe der Hinterkante ange­ ordnet ist.

3. Aerodynamischer Körper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilschalen (2, 3) mit Hilfe von Schwalbenschwanzführungen (4, 5) aufeinander gleiten können.

4. Aerodynamischer Körper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Raum vor dem Aktuator (7) die Profilschalen (2, 3) ganz oder teil­ weise mit Schaumwerkstoff (13 bis 17) verbunden sind, wobei ein Raum (18), der bei einer Wölbung des Segmentes (1) am meisten gekrümmt wird, frei von Schaumstoff ist.

5. Aerodynamischer Körper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Unterstützung des einen Aktuators (7) an der Hinterkante eines Seg­ mentes (20) zwei weitere Aktuatoren in einem Raum (23) in der Mitte des Segmentes (20) vorhanden sind, die wechselseitig mit den Profilschalen (2, 3) und einem vorderen Holm (19) verbunden sind.