DE19743907C1

DE19743907C1 - Wing mounting for aircraft gas turbine

Info

Publication number: DE19743907C1
Application number: DE1997143907
Authority: DE
Inventors: Ulrich Dipl Ing Stache; Manfred Dipl Ing Schalk
Original assignee: Airbus Operations GmbH
Current assignee: Airbus Operations GmbH
Priority date: 1997-10-04
Filing date: 1997-10-04
Publication date: 1998-12-10
Anticipated expiration: 2017-10-05

Abstract

The wing has a closely mounted gas turbine and a flap (7) deployable in front of the wing. The flap is positioned between the gas turbine pylon (4) and the outer edge of the slot (5) positioned inwardly of the pylon. The flap is profiled so that the maximum lift and the stall angle are raised in the flow to the rear positioned wing area. The flap can be formed as a Kruger (rtm) flap which is extendible and retractable. The flap can define a gap with the leading edge of the wing to form a slat.

Description

Die Erfindung betrifft eine Tragfläche mit mindestens einem kurzgekoppelten Triebwerk (flügelnahe Triebwerks lage) und Hochauftriebshilfe.The invention relates to a wing with at least a short-coupled engine (near-wing engine location) and high buoyancy aid.

Die Entwicklung von Triebwerken mit hohem Bypassver hältnis, das zu großen Triebwerksdurchmessern führt, erzwingt eine Lage des Triebwerks dicht unter der Flügelvorderkante, da ein Mindestabstand zum Boden ein gehalten werden muß. Durch konstruktive Änderungen an bekannten Triebwerken ist es unabhängig davon möglich, auch aus anderen Gründen einen geringeren Abstand zur Tragfläche zu realisieren.The development of high bypass engine ratio that leads to large engine diameters, forces the engine to be located just below the Leading edge of the wing, as there is a minimum distance to the floor must be kept. By constructive changes to known engines it is possible regardless also for other reasons a closer distance to Realize wing.

Die Tragflächen moderner Luftfahrzeuge haben im allge meinen eine positive Pfeilung. Außerdem sind solche Tragflächen mit Klappen der verschiedensten Art ausge rüstet, die bei der Landung ausgefahren werden und zur Vergrößerung des Auftriebs bei geringer Geschwindigkeit bzw. zur Vergrößerung des Stallwinkels der Tragflächen dienen. Zu diesen Klappen gehören auch die sogenannten Vorflügel, die vor die Flügelnase gefahren werden.The wings of modern aircraft generally have mean a positive sweep. Besides, there are Wings out with flaps of all kinds equips that are extended on landing and for Increased buoyancy at low speeds or to increase the stall angle of the wings to serve. These flaps also include the so-called Slats that are moved in front of the wing nose.

Aufgrund der Pfeilung der Tragflächen und der Be wegungsrichtung der Vorflügel, die in Draufsicht auf die Tragfläche im wesentlichen senkrecht zum Vorderholm bzw. der Flügelnase gerichtet ist, bewegt sich der an der Innenseite eines Triebwerks (zwischen Triebwerk und Rumpf) liegende Vorflügel beim Ausfahren mehr oder weniger direkt auf den Triebwerkspylon bzw. das Trieb werk zu.Due to the sweeping of the wings and the loading Direction of movement of the slats in plan view the wing substantially perpendicular to the front spar or the wing nose is directed, moves on the inside of an engine (between engine and Fuselage) slats more or less when extending less directly on the engine pylon or the drive plant to.

Dabei entsteht ein in Draufsicht auf die Tragfläche dreieckiger offener Bereich, der durch den Triebwerks pylon, die seitliche Außenkante des Vorflügels und den zwischen beiden liegenden Abschnitt der Flügelnase ab gegrenzt wird.This creates a top view of the wing triangular open area through the engine pylon, the lateral outer edge of the slat and the between the two lying sections of the wing nose is limited.

Dieser Bereich hat zur Folge, daß die Strömung bei aus gefahrenen Vorflügeln in dem hinter diesem Bereich liegenden Abschnitt der Tragfläche nicht in auftriebs erhöhender Weise beeinflußt wird. Abhilfe wird im allgemeinen dadurch geschaffen, daß der dreieckige Bereich durch eine entsprechende Aufdickung ("Beret Basque") an der Innenseite des Pylons geschlossen und auf diese Weise der Auftriebsverlust vermindert wird. Nachteilig hierbei ist jedoch, daß diese Aufdickung im Reiseflug, d. h. bei eingefahrenen Klappen einen zusätzlichen Widerstand erzeugt. Außerdem ist diese Maßnahme überhaupt nur dann sinnvoll, wenn das Trieb werk genügend tief liegt, so daß der Vorflügel bis an den Pylon herangefahren werden kann und das Loch somit relativ klein ist.This area means that the flow is off driven slats in the rear of this area lying section of the wing is not buoyant is influenced increasing. Remedy is in generally created by the triangular Area by a corresponding thickening ("Beret Basque ") closed on the inside of the pylon and in this way the loss of buoyancy is reduced. The disadvantage here, however, is that this thickening in Cruise, d. H. one with the flaps retracted creates additional resistance. Besides, this is Measure only makes sense if the instinct plant is sufficiently deep so that the slat up to the pylon can be moved up and thus the hole is relatively small.

Bei kurzgekoppelten Triebwerken, die sehr nahe an der Tragflächenunterseite liegen, würde ein unveränderter Vorflügel schon vor Erreichen der voll ausgefahrenen Stellung mit dem Triebwerk kollidieren. Wenn trotzdem ein für die Landekonfiguration großer Vorflügelwinkel erzielt werden soll, muß das seitliche äußere Ende des inneren Vorflügels entsprechend gekürzt werden.For short-coupled engines that are very close to the Wing underside would be an unchanged Slats before reaching the fully extended Collide position with the engine. If anyway a large slat angle for the landing configuration To be achieved, the lateral outer end of the inner slat can be shortened accordingly.

Dies hat zur Folge, daß der betreffende Vorflügel nun zwar vollständig ausgefahren werden kann. Der wie im obigen Fall dabei entstehende dreieckige freie Bereich wird jedoch so groß, daß er mit einer Aufdickung nicht mehr wirksam geschlossen werden kann bzw. eine solche Aufdickung im Reiseflug einen unakzeptabel hohen Wider stand verursachen würde.As a result, the slat in question is now can be fully extended. The like in The triangular free area that arises in the above case However, it becomes so large that it does not thicken can be closed more effectively or such Thickening in cruise flight an unacceptably high cons would cause stand.

Versuche im Windkanal haben ergeben, daß der dreieckige Bereich bei einem Flugzeug mit zwei Triebwerken einen Auftriebsverlust von etwa 7% hervorruft.Experiments in the wind tunnel have shown that the triangular Area on an aircraft with two engines Buoyancy loss of about 7%.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Tragfläche mit mindestens einem kurzgekoppelten Trieb werk (flügelnaher Triebwerkslage) und Hochauftriebs hilfe zu schaffen, bei der diese Verluste nicht auftreten.The invention is therefore based on the object Wing with at least one short-coupled drive plant (wing position near engine) and high lift to help create those losses occur.

Gelöst wird diese Aufgabe bei der eingangs genannten Tragfläche dadurch, daß eine Klappe vorgesehen ist, die vor die Tragfläche in einen Bereich ausfahrbar ist, der zwischen einem Triebwerkspylon und der äußeren Kante eines an der Innenseite des Triebwerkspylons ausge fahrenen Vorflügels liegt, und die so profiliert ist, daß sie den maximalen Auftrieb und den Stallwinkel des in Anströmrichtung dahinter liegenden Tragflächen bereichs erhöht.This task is solved with the above mentioned Wing in that a flap is provided, the in front of the wing can be extended into an area that between an engine pylon and the outer edge one on the inside of the engine pylon the slat that is driven, and which is profiled in such a way that they have the maximum buoyancy and stall angle of the wings lying behind in the direction of flow area increased.

Mit dieser Lösung wird bei ausgefahrenem und an der Außenseite gekürztem Vorflügel die Ablöseneigung im Bereich hinter den Triebwerken reduziert. Dadurch können auch bei kurzgekoppelten Triebwerken höhere An stellwinkel eingenommen werden, wobei der Verlust an maximalem Auftrieb im Vergleich zu Tragflächen mit Triebwerken in konventioneller Lage kompensiert wird.With this solution, when extended and at the The slanted slat on the outside shows the tendency to peel off Area behind the engines reduced. Thereby can also have higher An with short-coupled engines angle are taken, the loss of maximum lift compared to wings with Engines in conventional location is compensated.

Die Erfindung ist jedoch prinzipiell auch bei tief liegenden bzw. konventionellen Triebwerken anwendbar und kann bei diesen die genannte Aufdickung ("Beret Basque") ersetzen. Da außerdem durch die erfindungsge mäße Hochauftriebshilfe der maximale Auftrieb gegenüber Tragflächen ohne diese Erfindung bei gleicher Geschwindigkeit größer ist, kann die Landege schwindigkeit entsprechend verringert werden. Im Reise flug tritt der bei bekannten Konfigurationen durch die Aufdickung verursachte Widerstand nicht auf, da die erfindungsgemäße Klappe für diesen Betriebszustand einfahrbar ist.In principle, however, the invention is also deep horizontal or conventional engines applicable and can with these the thickening ("Beret Basque "). Because of the inventive high lift aid compared to the maximum lift Wings without this invention at the same Speed is greater, the landing can speed can be reduced accordingly. In the trip flight occurs in known configurations through the Thickening did not cause resistance since the flap according to the invention for this operating state is retractable.

Die Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.The subclaims have advantageous developments the content of the invention.

Danach kann die Klappe wie eine Krügerklappe aus- und einfahrbar sein. Eine solche Klappenführung hat sich angesichts des geringen zur Verfügung stehenden Raumes in und vor dem betreffenden Flächenbereich konstruktiv als besonders vorteilhaft erwiesen.Then the flap can be opened and closed like a Krugerrap be retractable. Such a flap guide has given the limited space available constructive in and in front of the area in question proven to be particularly advantageous.

Außerdem kann die Klappe wie ein Vorflügel (Slat) wirken, der in ausgefahrenem Zustand mit der dahinter liegenden Nase der Tragfläche eine energiereiche Spalt strömung erzeugt.The flap can also be used as a slat act in the extended state with the one behind lying nose of the wing an energetic gap flow generated.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfin dung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform anhand der Zeichnung. Es zeigt:Further details, features and advantages of the Erfin dung result from the following description a preferred embodiment with reference to the drawing. It shows:

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Tragflächenabschnitt mit einer erfindungsgemäßen Hochauftriebshilfe von oben, Fig. 1 is a plan view of a wing section according to the invention with a high-lift device from above,

Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie A-A in Fig. 1 und Fig. 2 shows a cross section along the line AA in Fig. 1 and

Fig. 3 eine grafische Darstellung von Meßwerten des Auftriebs einer Tragfläche mit bzw. ohne die erfindungsgemäße Hochauftriebshilfe. Fig. 3 is a graph of measured values of the lift of a lifting surface with or without the inventive high-lift aid.

In Fig. 1 ist schematisch in Draufsicht ein Teil einer rechten Tragfläche 1 und eines daran befestigten Trieb werks 2 dargestellt. An der inneren, das heißt dem Rumpf zugewandten Seite des Triebwerks 2 befindet sich ein erster Vorflügel 5, während an der äußeren Seite des Triebwerks 2 ein zweiter Vorflügel 6 vorgesehen ist. Beide Vorflügel 5, 6 sind in ausgefahrenem Zustand dargestellt.In Fig. 1, a part of a right wing 1 and an attached engine 2 is shown schematically in plan view. There is a first slat 5 on the inner side, ie the fuselage, of the engine 2 , while a second slat 6 is provided on the outer side of the engine 2 . Both slats 5 , 6 are shown in the extended state.

Bei diesen Vorflügeln 5, 6 handelt es sich ihrer Art nach um sogenannte Slats, bei denen in ausgefahrenem Zustand zwischen der Vorderkante FLE der (starren) Tragfläche 1 und der Hinterkante TE des Vorflügels 5, 6 ein Spalt vorhanden ist. Die durch diesen Spalt hin durchtretende, stark beschleunigte Luftströmung bewirkt unter anderem, daß die Grenzschichtdicke auf der Unter druckseite der Tragfläche 1 verringert wird. Dies führt zu einer wesentlichen Vergrößerung des maximal möglichen Anstellwinkels und somit zu einer entsprechenden Erhöhung des maximalen Auftriebs.These slats 5 , 6 are, by their nature, so-called slats, in which, in the extended state, there is a gap between the leading edge FLE of the (rigid) wing 1 and the trailing edge TE of the slat 5 , 6 . The passing through this gap, strongly accelerated air flow causes, among other things, that the boundary layer thickness on the vacuum side of the wing 1 is reduced. This leads to a substantial increase in the maximum possible angle of attack and thus to a corresponding increase in the maximum lift.

Von dem Triebwerk 2 sind nur die im Bereich der Trag fläche 1 liegenden Teile der Triebwerksgondel 3 und des Pylons 4 (TFN) dargestellt.From the engine 2 , only the parts of the engine nacelle 3 and the pylon 4 (TFN) lying in the area of the supporting surface 1 are shown.

Zwischen dem Pylon 4 und dem ersten (inneren) Vorflügel 5 befindet sich eine erfindungsgemäße Hochauftriebs hilfe 7, die ebenfalls wie ein Slat funktioniert, und zusammen mit den Vorflügeln 5, 6 ausgefahren wird. Wie in der Darstellung zu erkennen ist, erstreckt sich die Hochauftriebshilfe entlang der Vorderkante der Trag fläche 1 zwischen dem Pylon und dem inneren (ersten) Vorflügel 5, dessen in Richtung der Spannweite außen liegendes Ende aus den einleitend genannten Gründen gekürzt ist.Between the pylon 4 and the first (inner) slat 5 there is a high-lift aid 7 according to the invention, which also works like a slat, and is extended together with the slats 5 , 6 . As can be seen in the illustration, the high-lift aid extends along the front edge of the supporting surface 1 between the pylon and the inner (first) slat 5 , the outer end of which in the direction of the span is shortened for the reasons mentioned in the introduction.

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt entlang der Linie A-A in Fig. 1. In dieser Darstellung ist ein Teil des Profils der Tragfläche 1 sowie der Triebwerksgondel 3 dargestellt. Der erste Vorflügel 5 und die Hochauf triebshilfe 7 befinden sich wiederum in ausgefahrener Stellung. Aus dieser Darstellung wird insbesondere deutlich, wie weit der Vorflügel vor und unter das Profil der Tragfläche reicht. Die erfindungsgemäße Hochauftriebshilfe 7 ist so bemessen, daß zwischen ihrer Vorderkante und der Triebwerksgondel in ausge fahrenem Zustand ein Spalt mit einer vorbestimmten Größe bestehen bleibt. Fig. 2 shows a cross section along the line AA in Fig. 1. In this illustration, a part of the profile of the wing 1 and the engine nacelle 3 is shown. The first slat 5 and the Hochauf driving aid 7 are in turn in the extended position. From this illustration it becomes particularly clear how far the slat extends in front of and below the profile of the wing. The high-lift aid 7 according to the invention is dimensioned such that a gap with a predetermined size remains between its front edge and the engine nacelle in the extended state.

Der Spalt zwischen der hinteren Kante der Hochauf triebshilfe 7 und der Nase CLE der Tragfläche 1 wird so gewählt, daß die durch diesen hindurchtretende Luft strömung eine ausreichende Stärke und Geschwindigkeit aufweist, um in dem hinter diesem Spalt liegenden Be reich der Tragflächenoberseite in ähnlicher Weise wie die anderen Vorflügel 5, 6 eine Verminderung der Grenz schichtdicke und somit eine auch bei größerem Anstell winkel anliegende Strömung zu bewirken. Dies führt zu einer Erhöhung des maximalen Auftriebs der gesamten Tragfläche insbesondere bei höheren Anstellwinkeln.The gap between the rear edge of the Hochauf driving aid 7 and the nose CLE of the wing 1 is chosen so that the air flowing through it has a sufficient strength and speed to be in the area behind this gap Be the wing top in a similar manner the other slats 5 , 6 a reduction in the thickness of the boundary layer and thus to cause a flow even at a larger angle of attack. This leads to an increase in the maximum lift of the entire wing, especially at higher angles of attack.

Zum Aus- und Einfahren der Vorflügel und Klappen dienen bekannte Gestänge, Rollen und Antriebe. Die darge stellten Vorflügel 5, 6 stellen im Reiseflug einen Teil der Nase der Tragfläche 1 dar und werden nach vorne und nach unten in eine vorbestimmte Positionen vor die vordere Kante des festen Teils FLE der Tragfläche 1 geschoben. Im Gegensatz dazu stellt die erfindungsge mäße Hochauftriebshilfe 7 im Reiseflug einen Teil der vorderen Unterseite der Tragfläche 1 dar und wird wie eine Krügerklappe ausgefahren, das heißt sie wird mit dem sogenannten Krügerausfahrwinkel nach vorne und nach unten ausgeschwenkt.Known linkages, rollers and drives are used to extend and retract the slats and flaps. The Darge presented slats 5 , 6 represent a part of the nose of the wing 1 in cruise and are pushed forward and down into a predetermined positions in front of the front edge of the fixed part FLE of the wing 1 . In contrast, the high-buoyancy aid 7 according to the invention represents a part of the front underside of the wing 1 when cruising and is extended like a Kruger flap, that is to say it is pivoted outwards and downwards with the so-called Kruger exit angle.

Fig. 3 zeigt die Wirkung der erfindungsgemäßen Hoch auftriebshilfe in Form des Auftriebskoeffizienten C_L für verschiedene Anstellwinkel a im Vergleich zu den entsprechenden Werten ohne Hochauftriebshilfe. Die Werte wurden mit einer Landekonfiguration für ein kurz gekoppeltes Triebwerk ermittelt. Die Kurven zeigen, daß sich der Auftrieb insbesondere bei Anstellwinkeln von mehr als 10° deutlich erhöht. Fig. 3 shows the effect of the high buoyancy aid according to the invention in the form of the buoyancy coefficient C _L for different angles of attack a compared to the corresponding values without high buoyancy aid. The values were determined using a landing configuration for a short-coupled engine. The curves show that the lift increases significantly, especially at angles of attack of more than 10 °.

Claims

1. wing with at least one short-coupled engine (wing near engine position) and Hochauf driving aid, characterized in that a flap ( 7 ) is provided which is extendable in front of the wing ( 1 ) in an area between an engine pylon ( 4 ) and the outer edge of an extended on the inside of the engine pylon slat ( 5 ), and which is profiled so that it increases the maximum lift and stall angle of the wing area behind in the direction of flow.

2. Wing according to claim 1, characterized in that the flap ( 7 ) can be extended and retracted like a Kruger flap.

3. Wing according to claim 1 or 2, characterized in that the flap ( 7 ), like a slat (Slat), in the extended state with the underlying nose of the wing ( 1 ) forms a gap.