DE202016000269U1 - Wing with integrated engine gondolas - Google Patents

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Abstract

Tragflügel, mit auf jeder Flugzeugseite mindestens einer Einströmöffnung 8 entlang seiner Vorderkante und mindestens einer Ausströmöffnung 28 entlang seiner Hinterkante dadurch gekennzeichnet, dass sich im Inneren des Tragflügels der Einströmöffnung 8 und der Ausströmöffnung 28 zugeordnete Gebläseeinheiten 10 befinden die nebeneinander angeordnet sind.Wing, with on each side of the aircraft at least one inflow opening 8 along its leading edge and at least one outflow opening 28 along its trailing edge characterized in that in the interior of the wing of the inflow opening 8 and the outflow opening 28 associated blower units 10 are arranged side by side.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung betrifft einen Flugzeug-Tragflügel mit integrierten Triebwerken nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to an aircraft wing with integrated engines according to the preamble of claim 1.

Stand der TechnikState of the art

An einem Flugzeug befindet sich ein Tragflügel zur Erzeugung von Auftrieb sowie, im Allgemeinen bei mehrmotorigen Flugzeugen, daran befestigte Triebwerke zum Erzeugen von Vortrieb.On an aircraft there is an airfoil for generating lift and engines for generating propulsion attached thereto, generally in multi-engine airplanes.

Die Triebwerke sind nach dem Stand der Technik Mantelstromtriebwerke mit einem Bläser und einem Kerntriebwerk, die in Triebwerksgondeln über Pylone am Tragflügel befestigt sind. Die Triebwerksgondeln bewirken dabei eine relativ konstante Anströmgeschwindigkeit zum Bläser innerhalb der Gondel, unabhängig von der Fluggeschwindigkeit. Dies ermöglicht eine starre Anbindung der Schaufelblätter an die Bläsernabe sowie eine höhere Fluggeschwindigkeit im Gegensatz zu freien Propellern.The engines are the prior art turbofan engines with a fan and a core engine, which are mounted in engine gondolas on pylons on the wing. The engine nacelles cause a relatively constant flow velocity to the fan inside the nacelle, regardless of the airspeed. This allows a rigid connection of the blades to the fan hub and a higher airspeed in contrast to free propellers.

Zur Unterstützung der Radbremsen zur Verzögerung des Flugzeugs bei der Landung nach dem Aufsetzen sind an den Triebwerksgondeln Klappensysteme eingebaut, welche der Umlenkung der Triebwerks-Blasstrahle entgegen der Flug- bzw. Rollrichtung dienen um damit Bremsschub zu erzeugen.In order to support the wheel brakes for deceleration of the aircraft during landing after touchdown flap systems are installed on the engine nacelles, which serve the deflection of the engine blower jet against the direction of flight or rolling in order to generate braking thrust.

Der Tragflügel beinhaltet im Allgemeinen ein vorderes und hinteres Klappensystem, welches zur Erhöhung des Auftriebs beim Start und bei der Landung dient. In einer ersten Raste wird die Auftriebserhöhung hauptsächlich durch die Vergrößerung der Tragflügelfläche und im kleineren durch Verwölbung bewirkt, was durch Schwenken und Ausfahren des vorderen Klappensystems nach vorne unten und durch Ausfahren des hinteren Klappensystems nach hinten und geringfügiges Schwenken nach unten erreicht wird.The wing generally includes a front and rear flap system which serves to increase lift during takeoff and landing. In a first detent, lift enhancement is primarily caused by enlargement of the airfoil surface and in the minor by warping, which is achieved by pivoting and extending the front flap system forward and downwards, and extending the rear flap system rearward and slightly downward pivoting.

In weiteren Rasten wird das hintere Klappensystem durch weiteres axiales Ausfahren in Kombination mit einer Schwenk- und Drehbewegung der Klappensegmente verstellt. Beide Maßnahmen bewirken eine weitere Erhöhung der Fläche und der Wölbung des Tragflügels, was mit einer weiteren Auftriebserhöhung einhergeht. Um eine Strömungsablösung im Bereich des hinteren Klappensystems zu vermeiden, werden dabei durch das axiale Verfahren Verbindungsspalte zwischen den Klappenelementen geöffnet, die ein Überströmen von Luft von der Unterseite auf die Oberseite der Klappenelemente ermöglichen. Durch den dort herrschenden hohen Druckunterschied und der daraus folgenden hohen Strömungsgeschwindigkeit der überströmenden Luft wird die Strömung auf den Oberseiten der Klappenelemente stabilisiert und so am Ablösen gehindert.In other notches, the rear flap system is adjusted by further axial extension in combination with a pivoting and rotating movement of the flap segments. Both measures cause a further increase in the area and the curvature of the wing, which is associated with a further lift increase. In order to avoid flow separation in the region of the rear flap system, connecting gaps between the flap elements are opened by the axial method, which allow an overflow of air from the bottom to the top of the flap elements. Due to the high pressure difference prevailing there and the consequent high flow velocity of the overflowing air, the flow is stabilized on the upper sides of the flap elements and thus prevented from detaching.

Die Erhöhung der Wölbung und das Überströmen der Luft durch die Verbindungsspalte führen jedoch auch zu einer starken Erhöhung des Strömungswiderstandes des Tragflügels, so dass diese höheren Rasten-Stellungen nur bei der Landung und nicht für den Start Verwendung finden. Ebenfalls zu Unterstützung der Radbremsen bei der Landung nach dem Aufsetzen werden Bremsklappen senkrecht nach oben ausgeschwenkt. Die Bremsklappen bewirken dabei nicht nur einen bremsenden Aufstau der Luft vor der Klappe, sondern eröffnen auch einen sehr großen Verbindungskanal von der Unterseite auf die Oberseite der Tragfläche, welcher den Zusammenbruch des kompletten Auftriebs bewirkt. Dadurch erhöht sich der Anpressdruck des Fahrwerks auf die Landebahn, wodurch die Wirksamkeit der Radbremsen gesteigert wird.However, the increase of the curvature and the overflow of air through the connecting gaps also lead to a large increase in the flow resistance of the wing, so that these higher detent positions are used only on landing and not for takeoff. Also, to assist the wheel brakes on landing after touchdown, the airbrakes are swung vertically upwards. The brakes cause not only a braking backlog of air in front of the flap, but also open a very large connection channel from the bottom to the top of the wing, which causes the collapse of the entire lift. This increases the contact pressure of the landing gear on the runway, whereby the effectiveness of the wheel brakes is increased.

Um möglichst wenig Treibstoff zur Erzeugung des notwendigen Vortriebs zu verbrauchen müssen die Bläser der Mantelstromtriebwerke bei der Auslegung des Flugzeugs möglichst groß bemessen sein um einen möglichst großen Luftmassenstrom zu erfassen, welcher in Flugrichtung nach hinten beschleunigt wird.To consume as little fuel to produce the necessary propulsion the fans of the turbofan engines must be sized as large as possible in the design of the aircraft to capture the largest possible air mass flow, which is accelerated in the direction of flight to the rear.

Die Vergrößerung der Bläser hat zwingend eine Vergrößerung der Durchmesser der Triebwerksgondeln zur Folge, welche die Bläser umfassen müssen. Dadurch ergibt sich eine erhöhte von der Strömung benetzte Oberfläche der Gondel, welche einen erhöhten Reibungswiderstand zur Folge hat und damit die Treibstoffeinsparung aus der Durchmesservergrößerung teilweise kompensiert.The enlargement of the wind instruments inevitably entails an increase in the diameter of the engine nacelles, which must include the winds. This results in an increased wetted by the flow surface of the nacelle, which has an increased frictional resistance result and thus partially compensates for the fuel savings from the increase in diameter.

Der Effekt einer nahezu konstanten Anströmgeschwindigkeit zum Bläser in einer Triebwerksgondel beruht zum großen Teil auf dem kritischen Druckverhältnis, welcher dieser aufbaut um am hinteren Ende der Triebwerksgondel die verdichtete Luft mit Schallgeschwindigkeit aus der Schubdüse auszublasen. Dadurch ist die Strömung im Inneren der Gondel nahezu von den Umgebungsbedingungen abgekoppelt, was die bereits beschriebenen Vorteile hat. Wird jedoch der Durchmesser des Bläsers vergrößert, muss sein Druckverhältnis gesenkt werden um den Schub konstant zu halten. Damit wir an der Schubdüse nicht mehr mit Schallgeschwindigkeit ausgeströmt wodurch die Entkoppelung von Innen nach Außen verloren geht. Die führt zu Fehlanströmungen am Bläser. Um dies auszugleichen muss entweder eine Blattverstellung am Bläser oder eine variable Schubdüse vorgesehen werden. Beide Maßnahmen führen zu einer weiteren Erhöhung der Triebwerksmasse beziehungsweise der Gondelmasse was wiederum zu einer Erhöhung des Treibstoffverbrauches führt.The effect of a nearly constant flow velocity to the fan in an engine nacelle is due in large part to the critical pressure ratio which it builds up to blow out the compressed air at the speed of sound from the exhaust nozzle at the rear end of the engine nacelle. As a result, the flow inside the nacelle is almost decoupled from the ambient conditions, which has the advantages already described. However, if the diameter of the fan is increased, its pressure ratio must be lowered to keep the thrust constant. So that we no longer emanate at the speed of sound at the speed of the exhaust nozzle, whereby the decoupling from inside to outside is lost. This leads to Fehlanströmungen the fan. To compensate for this, either a blade adjustment on the fan or a variable exhaust nozzle must be provided. Both measures lead to a further increase in the engine mass or the nacelle mass, which in turn leads to an increase in fuel consumption.

Weiter ergibt sich ein Installationsproblem der Gondel am Tragflügel. Da bei Flugzeugen die Triebwerksgondeln niemals den Boden berühren dürfen, auch nicht bei einer misslungenen Landung mit extremer Schräglage, dürfen diese nicht über eine gedachte Linie zwischen Fahrwerk und Tragflügel-Spitzen herausragen. Wird der Gondeldurchmesser vergrößert, muss bei gleicher Spannweite des Tragflügels das Fahrwerk erhöht werden um diese Bedingung zu erfüllen. Ein erhöhtes Fahrwerk ist, sofern es noch ohne zusätzliche Ausbuchtungen am Rumpf installiert werden kann, zumindest schwerer als ein kürzeres und trägt damit ebenfalls zu einer Erhöhung des Treibstoffverbrauches bei. Next results in an installation problem of the nacelle on the wing. Since the aircraft nacelles must never touch the ground on aircraft, even in the case of a failed landing with extreme inclination, they must not project beyond an imaginary line between the landing gear and the wing tips. If the nacelle diameter is increased, the chassis must be increased for the same span of the wing to meet this condition. An elevated chassis is, if it can be installed without additional bulges on the hull, at least heavier than a shorter and thus also contributes to an increase in fuel consumption.

Als weitere Problematik von weiter vergrößerten Triebwerksgondeln ist das Verhalten des Flugzeugs für den Fall des Ausfalls eines Gondelantriebes zu nennen. Dabei erhöht sich der Strömungswiderstand der ausgefallenen Gondel drastisch und in etwa proportional zur deren Querschnittsfläche.Another problem of further enlarged engine gondolas is the behavior of the aircraft in the event of failure of a nacelle drive to call. In this case, the flow resistance of the failed gondola increases drastically and approximately in proportion to their cross-sectional area.

Für den Triebwerksausfall beim Start muss damit für größere Gondeln ein immer größerer Schubüberschuß an den verbleibenden Triebwerken vorgehalten werden um noch eine geringe Steigfähigkeit zu garantieren. Die Triebwerke weichen damit immer weiter von einer optimalen Abstimmung für den normalen Flug ab was wieder einen Mehrverbrauch von Treibstoff zur Folge hat.For the engine failure at the start of larger gondolas so an ever greater excess thrust on the remaining engines must be held in order to guarantee even a low gradeability. The engines thus deviate further and further from optimal tuning for normal flight, which in turn results in more fuel consumption.

Zusätzlich steigt das Giermoment überproportional, da durch die Erhöhung des Gondeldurchmessers zusammen mit der Fahrwerksproblematik auch der Abstand der Triebwerksgondel zur Rumpfmitte erhöht werden muss. Zur Kompensation muss das Seitenleitwerk vergrößert werden was eine weitere Gewichtserhöhung zur Folge hat und damit den Treibstoffverbrauch vergrößert.In addition, the yaw moment increases disproportionately, since the increase of the nacelle diameter together with the chassis problem also the distance of the engine nacelle to the center of the hull must be increased. For compensation, the fin has to be increased, which results in a further increase in weight and thus increases the fuel consumption.

Beide Effekte wirken sich besonders stark bei Flugzeugen mit nur zwei Triebwerken aus.Both effects have a particularly strong impact on aircraft with only two engines.

Es ist damit offensichtlich, dass mit dem Konzept von installierten Triebwerksgondeln der Treibstoffverbrauch nur bis an eine gewisse Grenze verringert werden kann, da dem Vorteil eines vergrößerten erfassten Luftmassenstroms immer stärker Treibstoff verbrauchende Nachteile entgegenwirken.It is thus obvious that, with the concept of installed engine nacelles, the fuel consumption can only be reduced to a certain limit, since the advantage of an increased mass air flow detected is increasingly counteracting fuel-consuming disadvantages.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Gegenstand dieser Erfindung ist eine weitere Treibstoffeinsparung durch Vergrößerung des Luftmassenstromes zur Schuberzeugung, unter Erhaltung aller Funktionsmerkmale eines aktuellen Tragflügels mit Triebwerksgondeln unter Vermeidung der aufgezeigten Nachteile.Object of this invention is a further fuel savings by increasing the air mass flow to thrust generation, while preserving all the features of a current wing with engine gondolas while avoiding the disadvantages indicated.

Dazu werden die Triebwerksgondeln nicht mehr über Pylone an der Tragfläche befestigt, sondern in diese integriert. Die so entstandene Triebwerksgondel-Tragflügel-Kombination wird im Folgenden als Gondelflügel bezeichnet.For this purpose, the engine nacelles are no longer attached to the wing via pylons, but integrated into them. The resulting engine nacelle-wing combination is hereinafter referred to as nacelle wings.

Für diesen werden mehrere vom Durchmesser kleine Gebläseeinheiten nebeneinander entlang der Tragflügelerstreckung im Inneren des Gondelflügels im Bereich der größten Profildicke angeordnet. An der Vorderseite des Gondelflügels befindet sich eine Einströmöffnung entlang seiner Erstreckung, durch welche Luft in den Gondelflügel einströmen und zu den Gebläseeinheiten gelangen kann. An der Hinterseite des Gondelflügels befindet sich eine entsprechend Ausströmöffnung aus der die Luft von den Gebläseeinheiten kommend wieder aus dem Gondelflügel ausströmt.For this, a plurality of small diameter fan units are arranged side by side along the airfoil extension in the interior of the nacelle in the area of the largest profile thickness. At the front of the nacelle wing there is an inflow opening along its extension, through which air can flow into the nacelle wing and reach the blower units. At the rear of the nacelle wing there is a corresponding outflow opening from which the air coming from the blower units flows out of the nacelle wing again.

Die Querschnittsfläche der trapezförmigen Einströmöffnung entspricht ungefähr der Summe der kreisförmigen Querschnittsflächen der zugeordneten Gebläserotoren der Gebläseeinheiten. Die Querschnittsfläche der Ausströmöffnung ist etwas kleiner und wirkt als Düse.The cross-sectional area of the trapezoidal inflow port is approximately equal to the sum of the circular cross-sectional areas of the associated fan motors of the fan units. The cross-sectional area of the discharge opening is slightly smaller and acts as a nozzle.

Um ein Rückströmen der Luft zwischen den kreisrunden Gebläserotorflächen und den im Wesentlichen trapezförmigen Querschnitten des Gondelflügelinneren zu verhindern sind Leitflächen in den freibleibenden Zwickeln eingebaut um diese zu verschließen.In order to prevent a backflow of the air between the circular fan rotor surfaces and the substantially trapezoidal cross-sections of the gondola interior, baffles are incorporated in the remaining free gussets to close them.

Die vorderen Leitflächen sind dabei so geformt, dass sie den trapezförmigen vorderen Strömungskanal gleichmäßig in die kreisförmigen Formen der Gebläserotoren überführen und dabei die Strömung beschleunigen. Die hinteren Leitflächen sind umgekehrt geformt und überführen den kreisförmigen Strömungskanal wieder in die rechteckige Form, wobei die Strömung dabei verzögert wird. Die vorderen und hinteren Leitflächen bilden zusammen mit einem Gebläserotor eine Gebläseeinheit.The front fins are shaped so that they evenly transform the trapezoidal front flow channel in the circular shapes of the fan motors and thereby accelerate the flow. The rear baffles are reversely shaped and return the circular flow channel to the rectangular shape, thereby retarding the flow. The front and rear vanes together with a blower motor form a blower unit.

Die von der Strömung benetzte Oberfläche dieser Konfiguration ist unter Beibehaltung der axialen Länge dabei gleich oder kleiner als die einer frei installierten Triebwerksgondel, sofern das Verhältnis von Höhe zu Breite der Einlauföffnung gleich oder größer als ca. 1/8 ist. Dies ist dadurch zu erklären, da bei der Integration der Triebwerksgondel in den Tragflügel hinein die Außenfläche der Gondel sowie die des Pylons entfällt.The wetted by the flow surface of this configuration while maintaining the axial length is equal to or less than that of a freely installed engine nacelle, provided that the ratio of height to width of the inlet opening is equal to or greater than about 1/8. This can be explained by the fact that with the integration of the engine nacelle into the wing, the outer surface of the nacelle as well as that of the pylon is omitted.

Damit wird eine Erhöhung des Reibwiderstandes durch den im Prinzip ungünstigen trapezförmigen Strömungsquerschnitt vermieden.Thus, an increase in the frictional resistance is avoided by the in principle unfavorable trapezoidal flow cross-section.

Wie schon erläutert ist bei einer Erhöhung des Bläser-Luftmassenstromes und Absenkung des Bläser-Druckverhältnisses zur Verringerung des Treibstoffverbrauches entweder eine Blattverstellung am Gebläserotor oder eine variable Schubdüse notwendig. Wenn im Gondelflügel aus Kosten- und Gewichtsgründen Gebläserotoren mit starren Rotorblättern verwendet werden sollen, welche mit einem geringen Druckverhältnis und hohen Massenströmen betrieben werden, ist eine variable Schubdüse notwendig. Durch die lineare Anordnung der Gebläserotoren entlang der Erstreckung des Tragflügels wird diese besonders einfach durch eine über mehrere Gebläseeinheiten durchlaufende Düsenklappe am Ende des unteren Teils des Gondelflügels aufgebaut. Um mit einer Düsenklappe alle Gebläseeinheiten abstimmen zu können ist diese dabei so weit zurückgesetzt, dass die einzelnen Blasstrahlen der Gebläseeinheiten vor dieser schon wieder zu einem einzigen gemeinsamen Blasstrahl zusammengeführt sind.As already explained is an increase in the fan air mass flow and lowering the fan pressure ratio to reduce fuel consumption either a blade adjustment on the fan rotor or a variable exhaust nozzle necessary. If, for reasons of cost and weight, blower motors with rigid rotor blades are to be used in the nacelle, which are operated with a low pressure ratio and high mass flows, a variable exhaust nozzle is necessary. Due to the linear arrangement of the fan motors along the extension of the wing, this is particularly easy to set up by a nozzle flap passing through several fan units at the end of the lower part of the nacelle wing. In order to be able to tune all blower units with a nozzle flap, this is set back so far that the individual blow jets of the blower units before this are again combined to form a single common blow jet.

Zur Erhaltung des Auftriebs am Gondelflügel muss die Düsenströmung immer parallel zur Strömung auf der Oberseite des Gondelflügels abströmen. Um dies bei unterschiedlichen Öffnungsquerschnitten der Düsenklappe sicher zu stellen endet diese etwas vor dem Ende der Hinterkante des oberen Teils des Gondelflügels. Der so nach hinten überstehende obere Teil muss so groß bemessen sein, dass er eine ausreichende ausrichtende Wirkung auf den Düsenstrahl hat.To maintain buoyancy on the nacelle, the nozzle flow must always flow parallel to the flow on the top of the nacelle wing. To ensure this at different opening cross sections of the nozzle flap, this ends slightly before the end of the trailing edge of the upper part of the nacelle wing. The upper part projecting backwards must be dimensioned so that it has a sufficient directing effect on the jet.

Optional kann die Einströmöffnung ebenfalls durch eine Diffusorklappe vorne am unteren Teil des Gondelflügels nach demselben Prinzip wie die Düsenklappe variabel gestaltet werden. Dies ermöglicht eine weitere verbesserte Anpassung der Strömung im Gondelflügel, wodurch Verluste verringert werden und damit Treibstoff eingespart werden kann.Optionally, the inlet opening can also be made variable by a diffuser flap at the front of the lower part of the nacelle wing according to the same principle as the nozzle flap. This allows a further improved adaptation of the flow in the nacelle, whereby losses can be reduced and thus fuel can be saved.

Das bei Flugzeugen nach dem Stand der Technik bekannte vordere und hintere Klappensystem wird beim Gondelflügel übernommen und nur geringfügig verändert. Eine Veränderung betrifft die bekannten Krügerklappen sofern diese für das vordere Klappensystem angewendet werden. Solche Klappen können beim Gondelflügel wegen der Einströmöffnung nicht angewendet werden. Es ist aber möglich Klappen oder Vorflügel von der Oberseite nach vorne unten zu schwenken und somit dieselbe Funktion zu erhalten.The known in aircraft of the prior art front and rear flap system is taken on the nacelle wings and changed only slightly. A change affects the known Krügerklappen if they are used for the front flap system. Such flaps can not be applied to the nacelle due to the inlet opening. But it is possible to swing flaps or slats from the top to the bottom front and thus to obtain the same function.

Das hintere Klappensystem ist vom Aufbau unverändert muss jedoch stabiler aufgebaut werden, da es bei ausgefahrenen Klappen in die Umlenkung des Schubstrahles nach unten zur weiteren Steigerung des Auftriebs eingebunden ist, was bei separat aufgehängten Triebwerksgondeln nicht der Fall ist. Dies ist ein weiterer Vorteil für die Treibstoffeinsparung, da durch die Auftriebserhöhung die Tragflügelfläche verkleinert werden kann und dies im Streckenflug eine Reduzierung des Strömungswiderstandes bewirkt.The rear flap system is unchanged from the structure, however, must be built more stable, since it is integrated with extended flaps in the deflection of the thrust jet down to further increase the buoyancy, which is not the case with separately suspended engine nacelles. This is a further advantage for the fuel savings, since the wing increase can be reduced by increasing the lift and this causes a reduction of the flow resistance in the cross-country flight.

Die Schubumkehr zur Unterstützung der Radbremsen bei der Landung ist im Gondelflügel wie in einer freien Gondel als Kaskaden- oder Klappen-Schubumkehrer möglich. Beim Gondelflügel befinden sich die Ausströmöffnungen des umgelenkten Luftstrahls auf der Unterseite. Die Ausblasung wird dabei so gestaltet, dass sich einzelne unterbrochene Blasstrahlen nach vorne ausbilden um einen Druckaufbau unter dem Gondelflügel und damit das Entstehen eines Auftriebs zu vermeiden.The thrust reverser to assist the wheel brakes on landing is possible in the nacelle wing as in a free nacelle as a cascade or flap thrust reverser. The nacelle wings are the outflow openings of the deflected air jet on the bottom. The blow-out is designed in such a way that individual interrupted blast jets form to the front in order to avoid pressure build-up under the nacelle wing and thus avoid the emergence of buoyancy.

Im Inneren des Gondelflügels werden dabei Verschlussklappen in den Strömungskanal der einzelnen Gebläse eingeschwenkt, welche die Verbindung zur Düse versperren und im unteren Teil des Gondelflügels den Bereich der Ausströmöffnungen freigeben. Je nach Bauart wird bei einer Strömungsumlenkung durch eine Kaskade außen am Gondelflügel unten ein Schubumkehrdeckel nach hinten weggefahren oder bei einer Umlenkung durch Klappen eine solche ausgeschwenkt.In the interior of the nacelle shutter flaps are pivoted into the flow channel of the individual fans, which block the connection to the nozzle and release the area of the outflow in the lower part of the nacelle. Depending on the design of a flow reversal by a cascade outside of the nacelle wing down a thrust reverser cover is moved backwards or swung at a deflection by flaps such.

Der obere Teil des Gondelflügels ist als Torsionskasten aufgebaut um diesem die notwendige Steifigkeit gegen Verwindung zu verleihen. Der untere Teil des Gondelflügels dient mechanisch hauptsächlich der Übertragung von Zugkräften, welche durch Auskreuzungen übertragen werden. Das Konzept des Gondelflügels ist damit durch die größere Profildicke, im Vergleich zu bekannten Tragflügeln, erheblich steifer und damit auch leichter, wodurch sich ein weiterer Vorteil bezüglich Treibstoffeinsparung ergibt.The upper part of the nacelle wing is constructed as a torsion box to give it the necessary rigidity against twisting. The lower part of the nacelle wing mechanically serves mainly to transmit tensile forces transmitted by outcrossings. The concept of the nacelle wing is so by the larger profile thickness, compared to known wings, significantly stiffer and thus lighter, resulting in another advantage in terms of fuel economy.

Offensichtlich ist auch, dass im Vergleich zu einer installierten Triebwerksgondel erheblich an Bauhöhe gespart wird, was das Problem der Fahrwerksanpassung für die schräge Landung vermeidet.It is also obvious that in comparison to an installed engine nacelle considerable height is saved, which avoids the problem of adjusting the landing gear for the inclined landing.

Die Gebläserotoren der nebeneinander angeordneten Gebläseeinheiten werden einzeln bevorzugt durch Hochleistungs-Elektromotoren angetrieben, welche über ein mehrfach redundantes Hybridsystem aus gasturbinenbetriebenen Generatoren und Hochleistungsbatterien oder nur über solche Batterien ihre elektrische Leistung beziehen.The fan motors of the juxtaposed blower units are individually preferably driven by high-performance electric motors, which draw their electric power via a multi-redundant hybrid system of gas turbine-powered generators and high-performance batteries or only on such batteries.

Die Elektromotoren sind in Motorgondeln eingebaut, welche bevorzugt an den Auskreuzungen zwischen dem oberen und unteren Teil des Gondelflügels befestigt sind. Die Motorgondeln sind strömungsgünstig ausgeformt. Die Streben der Auskreuzungen sind im Bereich des Strömungskanals der Gebläseeinheit tragflügelartig ausgebildet und stellen neben ihrer mechanischen Funktion zusätzlich ein Leitgitter für die drallbehaftete Strömung aus den Gebläserotoren dar. Zwischen den Auskreuzungen können noch weitere Strömungsprofile zur Verbesserung der Leitgitterfunktion angeordnet werden. Durch das Leitgitter wird der Drall der Strömung nach den Gebläserotoren in Druck und/oder axiale Strömungsgeschwindigkeit umgewandelt und dient daher der Erhöhung des Wirkungsgrades der Gebläseeinheit.The electric motors are installed in motor nacelles, which are preferably attached to the outcrossings between the upper and lower part of the nacelle wing. The motor gondolas are aerodynamically shaped. The struts of the outcrossings are designed like a wing in the area of the flow channel of the blower unit and, in addition to their mechanical function, additionally constitute a guide grid for the swirling flow from the blower motors. Between the outcrossings can be arranged even more flow profiles to improve the Leitgitterfunktion. Through the guide grid, the swirl of the flow is converted to the fan motors in pressure and / or axial flow velocity and therefore serves to increase the efficiency of the blower unit.

Durch die große Anzahl von Gebläserotoren mit separaten Antrieben steigt die Ausfallwahrscheinlichkeit einer Gebläseeinheit im Gesamtantriebssystem. Dies ist ein allgemeines Problem von mehrmotorigen Flugzeugen, welches durch die Auslegung des Gesamtantriebssystems für den Ausfall einer oder mehrerer Komponenten gelöst wird.The large number of fan motors with separate drives increases the probability of failure of a fan unit in the overall drive system. This is a common problem of multi-engine aircraft, which is solved by the design of the overall drive system for the failure of one or more components.

Für den Gondelflügel in der bisher beschriebenen Form wäre dieser Fehlerfall besonders kritisch, da durch das Zusammenführen der Blasstrahlen der einzelnen Gebläseeinheiten vor der gemeinsamen Düse der Ausfall einer einzelnen Gebläseeinheit Einfluss auch auf die noch funktionsfähigen Einheiten hätte. Zur Lösung des Problems werden dazu die Verschlussklappen des Schubumkehrers nicht durchlaufend, sondern separat für jede einzelne Gebläseeinheit schließbar gestaltet. Weiter enden die hinteren Leitflächen jeder Gebläseeinheit so, dass diese zusammen mit einem geschlossenen Verschlussklappenpaar einen abgeschlossenen Raum, ohne eine Verbindung zur gemeinsamen Schubdüse, bilden.For the nacelle in the form described so far, this error would be particularly critical, since the merging of the jets of individual blower units in front of the common nozzle of the failure of a single blower unit would also influence the still functioning units. To solve the problem to the shutter flaps of the thrust reverser are not continuous, but designed separately closable for each individual fan unit. Further, the rear vanes of each blower unit terminate to form a closed space with no connection to the common exhaust nozzle, together with a pair of closed flaps.

Fällt nun eine Gebläseeinheit aus, kann diese durch das Schließen des zugehörigen Verschlussklappenpaares aus dem Verbund der restlichen Einheiten herausgenommen werden. Dadurch wird eine Rückströmung innerhalb des Gondelflügels von hinten nach vorne durch die ausgefallenen Gebläseeinheit hindurch vermieden und der Einfluss des Ausfalls auf die noch funktionierenden Gebläseeinheiten begrenzt.If now a blower unit fails, this can be removed by closing the associated flap pair from the composite of the remaining units. This avoids backflow within the nacelle from back to front through the failed blower unit and limits the impact of the failure on the still functioning blower units.

Die durch den Ausfall ungünstig veränderte Durchströmung des Gondelflügels wird dann durch Anpassen der Düsenfläche über die Düsenklappe sowie der Einlaufklappe so eingestellt, dass sich wieder möglichst optimale Strömungsverhältnisse an den noch verbliebenen Gebläseeinheiten einstellen.The unfavorably changed by the failure flow through the nacelle is then adjusted by adjusting the nozzle surface on the nozzle flap and the inlet flap so that again set the best possible flow conditions on the remaining fan units.

Diese Vorgehensweise lässt sich über mehrfach Ausfälle bis zum kompletten Ausfall aller Gebläseeinheiten fortführen. Auch für diesen Extremfall muss sichergestellt sein, dass der Gondelflügel genügend Auftrieb, zumindest für einen steilen Gleitflug zu einem Notlandegebiet, liefert. So kann durch Ausfahren der hinteren und vorderen Klappensysteme zusammen mit dem Schließen der Düsen- und Einlaufklappen eine Profilgeometrie und Tragflügelfläche erzeugt werden, welche diese Noteigenschaften gewährleistet.This procedure can be continued over multiple failures until complete failure of all fan units. Even for this extreme case, it must be ensured that the nacelle wing provides enough lift, at least for a steep glide flight to an emergency landing area. Thus, by extending the rear and front flap systems together with the closing of the nozzle and inlet flaps, a profile geometry and airfoil surface can be produced which ensures these note characteristics.

Durch die Möglichkeit der Anpassung der Flügelgeometrie bei einem Ausfall einer Gebläseeinheit entsteht dabei im Gegensatz zu einer installierten Gondel kaum ein zusätzlicher Gondelwiderstand, der mit zusätzlich installierter Triebwerksleistung kompensiert werden müsste. Dies gilt ebenfalls für das deshalb auch nicht auftretende zusätzliche Giermoment, was eine Anpassung des Seitenleitwerks vermeidet.Due to the possibility of adapting the blade geometry in the event of a fan unit failure, in contrast to an installed nacelle, there is hardly any additional gondola resistance which would have to be compensated for with additionally installed engine power. This also applies to the therefore also not occurring additional yaw moment, which avoids an adaptation of the vertical stabilizer.

Deshalb und unter Berücksichtigung der hohen Anzahl an redundanten Gebläseeinheiten muss beim Gondelflügel nur ein sehr geringer Schubüberschuß für einen Fehlerfall vorgehalten werden, was es ermöglicht das System sehr nahe am Optimum für den normalen Flugfall auszulegen, was Treibstoff spart.Therefore, and taking into account the high number of redundant blower units, only a very small overshoot must be kept available for a fault in the nacelle, which makes it possible to design the system very close to the optimum for the normal flight case, which saves fuel.

Für den Flug im Geschwindigkeitsbereich knapp unter der Schallgeschwindigkeit ist eine Pfeilung des Tragflügels zur Reduzierung des Widerstandes günstig. Diese Pfeilung kann auch beim Gondelflügel realisiert werden, wobei dafür die Gebläseeinheiten treppenförmig entlang der dann schrägen Tragfügelerstreckung angeordnet werden. Die Einlauf- und Düsenklappen verlaufen unverändert parallel der Vorder- beziehungsweise der Hinterkante des Gondelflügels, welche ihrerseits nicht parallel sondern wie allgemein üblich von der Tragflächenwurzel spitzwinkelig Richtung Tragflügelenden verlaufen können.For the flight in the speed range just below the speed of sound, a sweep of the wing to reduce the resistance is favorable. This sweep can also be realized in the nacelle wing, for which purpose the fan units are arranged in a staircase along the then sloping support foot extension. The inlet and nozzle flaps continue unchanged parallel to the front and the rear edge of the nacelle wing, which in turn can not run parallel but as usual from the wing root acute angle direction wing ends.

Zusätzlich zu dem generell lärmreduzierenden Effekt eines erhöhten Luftmassenstroms zur Schuberzeugung, sind die lärmerzeugenden Gebläserotoren im Inneren des Gondelflügels, wegen der relativ langen Strömungskanäle, sehr gut von der Umgebung abgeschirmt. Mit Einbau von lärmdämpfenden Oberflächenelementen in diesem Bereich und unter Verwendung von lärmgekapselten Triebwerken für die Generatoren und besonders im reinen Batteriebetrieb des Flugzeugs ist mit extrem geringen Lärmemissionen auf dem Niveau von Segelflugzeugen zu rechnen. Ein 24-Stunden Flugbetrieb auch in lärmsensiblen Regionen erscheint daher möglich.In addition to the generally noise-reducing effect of increased air mass flow for thrust generation, the noise-generating fan motors inside the nacelle wing, because of the relatively long flow channels, very well shielded from the environment. With the incorporation of noise abatement surface elements in this area and the use of noise-encapsulated engines for the generators and especially in the pure battery operation of the aircraft is expected to extremely low noise emissions at the level of gliders. A 24-hour flight operation, even in noise-sensitive regions, therefore seems possible.

Kurze Beschreibung der ErfindungBrief description of the invention

Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen exemplarisch beschrieben. Es zeigen:The invention will now be described by way of example without limitation of the general inventive idea using an exemplary embodiment with reference to the drawings. Show it:

1 eine Draufsicht auf ein Flugzeug mit zwei Triebwerksgondeln nach dem Stand der Technik 1 a plan view of an aircraft with two engine gondolas according to the prior art

2 eine Draufsicht auf ein Flugzeug mit verdoppelter Eintrittsfläche der Gondeln, links mit zwei und rechts mit einer Triebwerksgondel, in einer Konfiguration nach dem Stand der Technik 2 a plan view of an aircraft with double entry surface of the gondolas, left with two and right with an engine nacelle, in a configuration according to the prior art

3 eine Draufsicht auf ein Flugzeug mit Gondelflügel in Landekonfiguration mit einer verdoppelten Eintrittsfläche bezüglich des Stands der Technik wie in 2 3 a plan view of an aircraft with nacelle wings in landing configuration with a doubled entrance surface in the prior art as in 2

4 eine Draufsicht auf das Flugzeug mit Gondelflügel aus 3 in Flugkonfiguration 4 a top view of the plane with gondola wing 3 in flight configuration

5 eine Draufsicht auf die mechanische Struktur des Gondelflügels aus 3 5 a plan view of the mechanical structure of the nacelle wing 3

6 eine 3D-Ansicht auf die Gebläseeinheiten mit Auskreuzungen des Gondelflügels aus 3 6 a 3D view of the blower units with outbreaks of the nacelle wing 3

7 ein Längsschnitt des Außenprofils des Gondelflügels in Reiseflugkonfiguration mit Darstellung der Skelettlinie 7 a longitudinal section of the outer profile of the nacelle wing in cruise configuration with representation of the skeleton line

8 ein Längsschnitt durch den Gondelflügel aus 7; 8th a longitudinal section through the gondola wing 7 ;

9 ein Längsschnitt durch den Gondelflügel aus 7 in Startkonfiguration; 9 a longitudinal section through the gondola wing 7 in startup configuration;

10 ein Längsschnitt durch den Gondelflügel aus 7 in Landekonfiguration; 10 a longitudinal section through the gondola wing 7 in landing configuration;

11 ein Längsschnitt durch den Gondelflügel aus 7 in Schubumkehr-Konfiguration; 11 a longitudinal section through the gondola wing 7 in thrust reversal configuration;

12 ein Längsschnitt durch den Gondelflügel aus 7 bei Ausfall einer Gebläseeinheit; 12 a longitudinal section through the gondola wing 7 in case of failure of a blower unit;

13 ein Längsschnitt durch den Gondelflügel aus 7 bei Ausfall von mehreren Gebläseeinheiten in Gleitflug-Konfiguration; 13 a longitudinal section through the gondola wing 7 in case of failure of several blower units in gliding configuration;

Wege zur Ausführung der Erfindung, gewerbliche VerwendbarkeitWays to carry out the invention, industrial usability

1 zeigt ein Flugzeug nach dem Stand der Technik mit zwei Triebwerksgondeln 1, einem Fahrwerk 2 in Landekonfiguration und 2a in Flugkonfiguration. Die Linien L von den Tragflügelspitzen 3 zum Fahrwerk stellen die Abhängigkeit der Durchmesser der Triebwerksgondeln 1 und deren Position an Tragflügel in Bezug auf die Fahrwerkshöhe und Spannweite dar, bei der die Triebwerksgondel nicht über diese hinausreichen darf. 1 shows a prior art aircraft with two engine nacelles 1 a landing gear 2 in landing configuration and 2a in flight configuration. The L lines from the wing tips 3 to the suspension set the dependence of the diameter of the engine nacelles 1 and their position relative to the wing height and span, at which the engine nacelle may not extend beyond it.

In 2 sind die Verhältnisse für den Fall einer Verdoppelung der Eintrittsfläche 4 der Triebwerksgondeln aus 1 dargestellt. Auf der linken Seite wir dies durch das Installieren einer zweiten identischen Triebwerksgondel erreicht. Die Linie L1 zeigt, dass selbst bei der hier eingezeichneten extremen Position des Fahrwerks die Bedingung für eine „schräge” Landung kaum zu halten ist. Außerdem ist erkennbar, dass das Fahrwerk zumindest sehr nahe an der inneren Gondel positioniert werden muss um überhaupt noch die Möglichkeit für eine konstruktive Lösung zum Einfahren des Fahrwerks für den Flug finden zu können.In 2 are the conditions for the case of a doubling of the entrance surface 4 of the engine gondolas 1 shown. On the left side we achieved this by installing a second identical engine nacelle. Line L1 shows that even with the extreme position of the landing gear marked here, the condition for an "oblique" landing can hardly be maintained. In addition, it can be seen that the landing gear must be positioned at least very close to the inner nacelle to even find the possibility of a constructive solution for retracting the landing gear for the flight.

Auf der rechten Seite ist die Verdoppelung der Eintrittsfläche 4 durch die entsprechende Vergrößerung des Gondeldurchmessers erreicht. Mit der Linie L2 für die Fahrwerksbedingung ist zu erkennen, dass sich die problematischen Verhältnisse zur Positionierung nicht verändert oder verbessert haben. Die Darstellung zeigt damit, dass die hier beispielhaft gewählte Verdoppelung der Gondel-Eintrittsflächen mit einer Flugzeugkonfiguration nach dem Stand der Technik kaum oder gar nicht machbar ist.On the right side is the doubling of the entrance area 4 achieved by the corresponding enlargement of the nacelle diameter. With the line L2 for the chassis condition, it can be seen that the problematic conditions for positioning have not changed or improved. The illustration thus shows that the doubling of the nacelle entry surfaces selected here by way of example with an aircraft configuration according to the prior art is scarcely or not at all feasible.

3 zeigt das Flugzeug aus 2 mit Gondelflügel 5 mit jeweils zwei Gebläsegruppen 6 und 7 pro Seite. Die Einströmöffnung 8 der Gebläsegruppe 6 ist im Verhältnis Höhe zu Breite 1/8 ausgebildet und beinhalten fünf Gebläseeinheiten 10. Die Einströmöffnungen 9 der Gebläsegruppe 7 ist im Verhältnis Höhe zu Breite 1/5 ausgebildet und beinhaltet drei Gebläseeinheiten 10. 3 shows the plane 2 with gondola wing 5 with two fan groups each 6 and 7 per page. The inflow opening 8th the blower group 6 is designed in the ratio height to width 1/8 and includes five fan units 10 , The inflow openings 9 the blower group 7 is formed in the ratio height to width 1/5 and includes three fan units 10 ,

Jeweils beidseitig abgeschlossen sind die Gebläsegruppen 6 & 7 durch Hebelkästen 11 in denen die Mechaniken für die verschiedenen Klappensysteme untergebracht sind. Im mittleren Hebelkasten 11m ist zusätzlich das Fahrwerk 12 untergebracht was zusätzlich in der Flugposition 12a dargestellt ist. Direkt am Flugzeugrumpf 13 befinden sich Lufteinläufe 14 für die hier nicht dargestellten Triebwerke zur Stromerzeugung.The blower groups are completed on both sides 6 & 7 through lever boxes 11 in which the mechanisms for the different flap systems are housed. In the middle lever box 11m is additionally the chassis 12 what additional accommodated in the flight position 12a is shown. Right on the fuselage 13 There are air inlets 14 for the engines for power generation, not shown here.

Die Linien 13 zeigen die problemlose Installation des Fahrwerks 12 in den Gondelflügel bezüglich der Bedingung „schräge Landung” auch mit ausgefahrenen Landeklappen 15.The lines 13 show the trouble-free installation of the chassis 12 in the gondola wing with respect to the condition "oblique landing" also with extended flaps 15 ,

4 zeigt das Flugzeug mit Gondelflügel 5 in Flugkonfiguration. Die Gebläsegruppen 6 & 7 erstrecken sich dabei so über die Spannweite, dass im Bereich der Tragflügelspitzen 3 noch ausreichend Platz für die Querruder 16 vorhanden ist, welche hier nicht direkt dargestellt sind. 4 shows the plane with gondola wing 5 in flight configuration. The fan groups 6 & 7 extend over the span so that in the area of the wing tips 3 still enough space for the ailerons 16 is present, which are not shown here directly.

In 5 ist die mechanische Struktur des Gondelflügels 5 aus 3 dargestellt. Die Auskreuzungen 17 verbinden hier den Obergurt 18 mit dem Untergurt 19 des Gondelflügels 5. Die Motorgondeln 20 für die Gebläserotoren 21 sind an diesen befestigt. In den Zwickeln 22 zwischen den kreisförmigen Strömungskanälen 23 der Gebläserotoren 21 und der trapezförmigen Fläche zwischen Obergurt 18 und Untergurt 19 sind die Auskreuzungen 17 mit eben diesen mechanisch verbunden. Im Bereich der kreisförmigen Strömungskanäle 23 sind die Auskreuzungen 17 als Strömungsprofil ausgebildet.In 5 is the mechanical structure of the nacelle wing 5 out 3 shown. The outcrossings 17 connect the upper belt here 18 with the bottom strap 19 of the gondola wing 5 , The motor gondolas 20 for the blower motors 21 are attached to these. In the gussets 22 between the circular flow channels 23 the blower motors 21 and the trapezoidal surface between upper chord 18 and bottom strap 19 are the outcrossings 17 with this mechanically connected. Around circular flow channels 23 are the outcrossings 17 designed as a flow profile.

In 6 sind Gebläseeinheiten 10 ohne Obergurt 18 und Untergurt 19 aber mit Auskreuzungen 17, vorderen Leitflächen 24, dem kreisförmigen Strömungskanal 23 mit Gebläserotor 21 und den hinteren Leitflächen 25 des Gondelflügels 5 aus 3 in einer 3D-Ansicht dargestellt.In 6 are fan units 10 without upper strap 18 and bottom strap 19 but with outcrossings 17 , front fins 24 , the circular flow channel 23 with blower motor 21 and the rear fins 25 of the gondola wing 5 out 3 shown in a 3D view.

7 zeigt einen Längsschnitt des Außenprofils 26 des Gondelflügels 5 in Reiseflugkonfiguration mit der zugehörigen Skelettlinie 27. Diese ist Zwecks Erhöhung des Auftriebs nach unten gekrümmt. Dargestellt ist die Einströmöffnung 8, welche leicht nach unten gekippt ist um für den normalen Flugfall möglichst senkrecht zur Zuströmung 29 zu stehen, sowie die Ausströmöffnung 28 welche als Düse wirkt. Der Überstand U am Außenprofil 26 ist dabei so groß bemessen, dass die Blasstrahl 30 parallel zum Überstand U gerichtet wird. 7 shows a longitudinal section of the outer profile 26 of the gondola wing 5 in cruise configuration with the associated skeleton line 27 , This is curved down to increase lift. Shown is the inflow opening 8th , which is slightly tilted down to the normal flight case as perpendicular to the inflow 29 to stand, as well as the outflow opening 28 which acts as a nozzle. The supernatant U on the outer profile 26 is dimensioned so large that the blow jet 30 is directed parallel to the supernatant U.

8 zeigt den inneren Aufbau des Gondelflügels aus 7. Am Obergurt 18 ist oberhalb der Einströmöffnung 8 ein Vorflügel 33 angebracht. Oberhalb der Ausströmöffnung 28 befindet sich ein aus dem Stand der Technik bekanntes Landeklappensystem bestehend aus einer Bremsklappe 37 einer vorderen Landeklappe 38 und einer hinteren Landeklappe 39. 8th shows the inner structure of the nacelle wing 7 , At the upper belt 18 is above the inflow opening 8th a slat 33 appropriate. Above the discharge opening 28 is a known from the prior art landing flap system consisting of a brake flap 37 a front landing flap 38 and a rear landing flap 39 ,

Am Untergurt 19 ist unterhalb der Einströmöffnung 8 eine Diffusorklappe 32 angebracht. Unterhalb der Ausströmöffnung 28 befindet sich eine Düsenklappe 31. Im Inneren des Gondelflügels 5 ist der Gebläserotor 21 mit der Motorgondel 20 über die Auskreuzung 17 fixiert. Zusammen mit den vorderen und hinteren Leitflächen 24 & 25 und dem kreisförmiger Strömungskanal 23 bilden diese eine Gebläseeinheit 10.At the bottom strap 19 is below the inlet opening 8th a diffuser flap 32 appropriate. Below the discharge opening 28 there is a nozzle flap 31 , Inside the gondola wing 5 is the fan motor 21 with the engine nacelle 20 about the outcrossing 17 fixed. Along with the front and rear baffles 24 & 25 and the circular flow channel 23 These form a blower unit 10 ,

Im Bereich der hinteren Leitflächen 25 befinden sich zwei Verschlussklappen 35 sowie unten eine Kaskaden-Umlenkgitter 34 das im Inneren durch eine der Verschlussklappen 35 und außen durch einen Schubumkehrdeckel 36 abgedeckt wird.In the area of the rear fins 25 There are two flaps 35 and below a cascade deflector 34 inside through one of the flaps 35 and externally by a thrust reverser cover 36 is covered.

9 zeigt den Gondelflügel in Startkonfiguration mit ausgefahrenem Vorflügel 33, nach unten geöffneter Diffusorklappe 32, nach hinten ausgefahrenen Landeklappen 38 & 39 sowie nach unten geöffneter Düsenklappe 31. 9 shows the nacelle wing in start configuration with extended slat 33 , down open diffuser door 32 , flaps extended to the rear 38 & 39 and downwardly opened nozzle flap 31 ,

Die Klappenstellung der Klappen am Obergurt 18 dient dabei einer möglichst großen Flügelfläche mit geeigneter Verwölbung für den Start.The flap position of the flaps on the upper flange 18 serves the largest possible wing area with suitable warping for the start.

Die Klappenstellungen der Einlaufklappe 32 und der Düsenklappe 31 am Untergurt 19 dienen der optimalen Abstimmung der Gebläseeinheit auf die sich während des Startlaufes und des Steigfluges stetig ändernden Umgebungsbedingungen und ist daher nur beispielhaft.The flap positions of the inlet flap 32 and the nozzle flap 31 at the bottom strap 19 are used to optimally tune the blower unit on the during the start-up run and the climb constantly changing environmental conditions and is therefore only exemplary.

Entsprechend der sich ändernden Parameter werden diese kontinuierlich geändert um das Gesamtsystem immer im Optimum zu betreiben.According to the changing parameters, these are continuously changed in order to always operate the complete system optimally.

10 zeigt den Gondelflügel in Landekonfiguration mit ausgefahrenem Vorflügel 33 und komplett ausgefahrenen und nach unten geschwenkten Landeklappen 38 & 39. Die Stellungen der Diffusorklappe 32 und der Düsenklappe 31 sind wieder beispielhaft eingezeichnet, da diese entsprechend der Schub- und Auftriebsanforderungen in Abhängigkeit zur Leistungsabgabe der Gebläseeinheiten 10 eingestellt werden. Erkennbar ist wie der Blasstrahl 30 nach unten abgelenkt wird und damit auch zum Auftrieb des Gondelflügels beiträgt. Zusätzlich wird ein Teil des Luftmassenstroms der Gebläseeinheit 10 abgezweigt und als Blasstrahl 30a auf die Oberseite der vorderen Landeklappe 38 geleitet wo er die Strömung stabilisiert und am Ablösen hindert. Dies dient einer zusätzlichen Erhöhung des Auftriebs. 10 shows the nacelle wing in landing configuration with extended slat 33 and completely extended and downwardly flapped landing flaps 38 & 39 , The positions of the diffuser flap 32 and the nozzle flap 31 are again drawn by way of example, since these according to the thrust and buoyancy requirements in dependence on the power output of the fan units 10 be set. Visible is like the blow jet 30 is deflected downward and thus contributes to the buoyancy of the nacelle wing. In addition, part of the air mass flow of the blower unit 10 branched off and as Blasstrahl 30a on the top of the front landing flap 38 directed where it stabilizes the flow and prevents it from detaching. This serves an additional increase in buoyancy.

11 zeigt den Gondelflügel in Schubumkehr-Konfiguration kurz nach dem Aufsetzen bei der Landung. Dazu werden alle Verschlussklappen 35 geschlossen und zeitgleich die Schubumkehrdeckel 36 geöffnet. Der Blasstrahl 30b wird nun über die Kaskaden-Umlenkgitter 34 schräg nach vorne unten gelenkt und bremst damit das Flugzeug. 11 shows the nacelle wing in thrust reverser configuration shortly after landing on landing. These are all the flaps 35 closed and at the same time the thrust reverser cover 36 open. The blow jet 30b will now be on the cascade deflector 34 steered diagonally forward down and brakes the plane.

Ebenfalls zeitgleich wird wie im Stand der Technik bekannt die Bremsklappe 37 nach oben geschwenkt, wodurch sich ein bremsender Aufstau der Strömung vor dieser aufbaut und zugleich der Auftrieb an den Landeklappen 38 & 39 zusammenbricht.Also at the same time as known in the art, the brake flap 37 pivoted upward, whereby a braking accumulation of the flow builds up in front of this and at the same time the buoyancy of the landing flaps 38 & 39 collapses.

12 zeigt den Gondelflügel bei Ausfall einer Gebläseeinheit in angepasster Konfiguration. Die Verschlussklappen 35 sind an der hier gezeigten ausgefallenen Gebläseeinheit 10 geschlossen, an den anderen nicht ausgefallenen Gebläseeinheiten (welche hier nicht dargestellt sind) sind diese offen. Damit wird ein Rückströmen von Luft von hinten nach vorne durch die ausgefallene Gebläseeinheit 10 verhindert was zu einer Rezirkulation von Luft innerhalb der Gebläsegruppe 6 und damit zum einem starken Schubverlust führen würde. 12 shows the nacelle wing in case of failure of a blower unit in an adapted configuration. The flaps 35 are at the failed blower unit shown here 10 closed, on the other non-failed fan units (which are not shown here) they are open. This is a back flow of air from back to front through the failed fan unit 10 prevents recirculation of air within the fan group 6 and thus would lead to a strong loss of thrust.

Wegen der einen ausgefallenen und geschlossenen Gebläseeinheit 10 wird weniger Luft zur Düse 28 geleitet, weshalb deren Querschnittsfläche durch nach oben Schwenken der Düsenklappe 31 verkleinert wird. Dadurch wird für noch funktionsfähige Gebläseeinheiten 10 wieder dasselbe Druckverhältnis wie vor dem Ausfall eingestellt und diese im optimalen Betriebsbereich gehalten.Because of the one failed and closed blower unit 10 less air gets to the nozzle 28 guided, which is why their cross-sectional area by upward pivoting of the nozzle flap 31 is reduced. This will allow for still functioning blower units 10 again set the same pressure ratio as before the failure and kept this in the optimum operating range.

Ebenfalls wir die Querschnittsfläche der Einströmöffnung 8 durch Schwenken der Diffusorklappe 32 nach oben an den reduzierten Luftstrom angepasst um einen Luftaustau vor dem Gondelflügel 5 zu vermeiden. Dieser könnte den Strömungswiderstand erhöhen und den Auftrieb erniedrigen was dadurch vermeidbar ist.Like us, the cross-sectional area of the inflow opening 8th by pivoting the diffuser door 32 adjusted upwards to the reduced air flow to an air accumulation in front of the nacelle wing 5 to avoid. This could increase the flow resistance and lower the buoyancy which is thereby avoidable.

13 zeigt den Gondelflügel bei Ausfall von mehreren oder allen Gebläseeinheiten in Gleitflug-Konfiguration. Dazu sind die Landeklappen 38 & 39 sowie der Vorflügel 33 in eine Start-Konfiguration ähnliche Stellung ausgefahren, die Verschlussklappen 35 der jeweils ausgefallenen Gebläseeinheiten 10 geschlossen und die Diffusorklappe 32 sowie die Düsenklappe 31 an den entsprechenden Luftmassenstrom durch die verbleibenden Gebläseeinheiten 10 angepasst. Die Gleitflug-Konfiguration stellt dabei sicher, dass selbst bei Ausfall aller Gebläseeinheiten 10 aller Gebläsegruppen 6 & 7 am Flugzeug noch genügend Auftrieb für einen Gleitflug zu einem Notlandeplatz gewährleistet ist. 13 shows the nacelle wing in case of failure of several or all fan units in gliding configuration. These are the flaps 38 & 39 as well as the slat 33 extended into a starting configuration similar position, the flaps 35 each failed fan units 10 closed and the diffuser door 32 as well as the nozzle flap 31 to the appropriate air mass flow through the remaining blower units 10 customized. The gliding configuration ensures that even if all fan units fail 10 all fan groups 6 & 7 on the aircraft still enough lift is guaranteed for a gliding flight to an emergency landing area.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
TriebwerksgondelEngine nacelle
22
Fahrwerk in LandekonfigurationLanding gear in landing configuration
2a2a
Fahrwerk in FlugkonfigurationLanding gear in flight configuration
LL
Linie „schräge Landung”Line "sloping landing"
L1L1
Linie „schräge Landung”Line "sloping landing"
L2L2
Linie „schräge Landung”Line "sloping landing"
L3L3
Linie „schräge Landung”Line "sloping landing"
33
TragflügelspitzeHydrofoil tip
44
Eintrittsflächeentry surface
55
Gondelflügelgondola wings
66
Gebläsegruppeblower
77
Gebläsegruppeblower
88th
Einströmöffnunginflow
99
Einströmöffnunginflow
1010
Gebläseeinheitblower unit
1111
Hebelkastenlever box
11m11m
mittlerer Hebelkastenmiddle lever box
1212
Fahrwerklanding gear
12a12a
Fahrwerk in FlugpositionLanding gear in flight position
1313
Flugzeugrumpffuselage
1414
Lufteinlaufair inlet
1515
Landeklappenflaps
1616
Querruderaileron
1717
Auskreuzungoutcrossing
1818
Obergurtupper chord
1919
Untergurtlower chord
2020
Motorgondelnacelle
2121
Gebläserotorfan rotor
2222
Zwickelgore
2323
kreisförmiger Strömungskanalcircular flow channel
2424
vordere Leitflächenfront fins
2525
hintere Leitflächenrear fins
2626
Außenprofilouter profile
2727
Skelettlinieskeleton line
2828
Ausströmöffnung/DüseOrifice / nozzle
2929
Zuströmunginflow
3030
Blasstrahlblowing jet
30a30a
Blasstrahlblowing jet
30b30b
Blasstrahlblowing jet
UU
ÜberstandGot over
3131
Düsenklappenozzle flap
3232
Diffusorklappediffuser flap
3333
Vorflügelvane
3434
Kaskaden-UmlenkgitterCascade deflector
3535
Verschlussklappeflap
3636
SchubumkehrdeckelThrust reverser cover
3737
Bremsklappeairbrake
3838
vordere Landeklappefront landing flap
3939
hintere Landklapperear flap

Claims (15)

Tragflügel, mit auf jeder Flugzeugseite mindestens einer Einströmöffnung 8 entlang seiner Vorderkante und mindestens einer Ausströmöffnung 28 entlang seiner Hinterkante dadurch gekennzeichnet, dass sich im Inneren des Tragflügels der Einströmöffnung 8 und der Ausströmöffnung 28 zugeordnete Gebläseeinheiten 10 befinden die nebeneinander angeordnet sind.Hydrofoil, with at least one inflow opening on each side of the aircraft 8th along its leading edge and at least one discharge opening 28 along its trailing edge characterized in that in the interior of the wing of the inflow opening 8th and the discharge opening 28 associated fan units 10 are located side by side. Tragflügel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsfläche der Ausströmöffnung 28 über eine Düsenklappe 31 variabel einstellbar ist.A wing according to claim 1, characterized in that the cross-sectional area of the outflow opening 28 via a nozzle flap 31 is variably adjustable. Tragflügel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterseite der Ausströmöffnung 28 um ein Maß U axial vor der Oberseite beabstandet ist.Wing according to claim 1, characterized in that the underside of the outflow opening 28 is a distance U axially spaced from the top. Tragflügel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gebläseeinheiten 10 axial zur Ausströmöffnung 28 beabstandet sind.Wing according to claim 1, characterized in that the fan units 10 axially to the discharge opening 28 are spaced. Tragflügel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsfläche der Einströmöffnung 8 über eine Diffusorklappe 32 variabel einstellbar ist.A wing according to claim 1, characterized in that the cross-sectional area of the inflow opening 8th via a diffuser flap 32 is variably adjustable. Tragflügel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gebläseeinheiten 10 axial zur Einströmöffnung 8 beabstandet sind.Wing according to claim 1, characterized in that the fan units 10 axially to the inlet opening 8th are spaced. Tragflügel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gebläseeinheiten 10 einzeln an ihrem hinteren Ende über ein Paar Verschlussklappen 35 verschließbar sind.Wing according to claim 1, characterized in that the fan units 10 individually at its rear end over a pair of flaps 35 are closable. Tragflügel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass jede Gebläseeinheit 10 ein Kaskaden-Umlenkgitter 34 besitzt, welche von einer Verschlussklappe 35 abgedeckt wird und welcher unten am Tragflügel über einen Schubumkehrdeckel 36 abgedeckt wird. A wing according to claim 7, characterized in that each blower unit 10 a cascade deflector 34 owns which of a flap 35 is covered and which at the bottom of the wing over a thrust reverser cover 36 is covered. Tragflügel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass jede Gebläseeinheiten 10 eine Umlenkklappe besitzt, welche von einer Verschlussklappe 35 abgedeckt wird und welcher unten am Tragflügel ausschwenken kann.A wing according to claim 7, characterized in that each blower unit 10 has a deflecting flap, which by a flap 35 is covered and which can swing out the bottom of the wing. Tragflügel nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Obergurt 18 als Torsionskasten aufgebaut ist und über Auskreuzungen 17 mit dem Untergurt 19 verbunden ist.Wing according to one of claims 1 to 9, characterized in that the upper flange 18 is constructed as a torsion box and over outcrossings 17 with the bottom strap 19 connected is. Tragflügel nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass am Obergurt 18 ein Landeklappensystem angebracht ist.Wing according to one of claims 1 to 10, characterized in that the upper flange 18 a landing flap system is attached. Tragflügel nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass jede Gebläseeinheiten 10 einen elektrisch betriebenen Gebläserotor 21 besitzt, der über eine Motorgondel 20 und eine Auskreuzung 17 im Tragflügel befestigt ist.A wing according to any one of claims 1 to 11, characterized in that each blower unit 10 an electrically operated fan motor 21 owns that via a motor nacelle 20 and an outcrossing 17 is attached in the wing. Tragflügel nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Auskreuzung 17 im Bereich des Gebläserotors 21 strömungsgünstig als Leitgitter ausgebildet ist.A wing according to any one of claims 10 to 12, characterized in that the outcrossing 17 in the area of the fan motor 21 aerodynamically designed as a guide grid. Tragflügel nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Auskreuzung 17 zusätzliche Strömungsprofile als Leitgitter angebracht sind.Wing according to claim 13, characterized in that in the region of the outcrossing 17 additional flow profiles are mounted as a guide grille. Tragflügel nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Leistung zum Betrieb der Gebläseeinheiten über Gasturbinen betriebene Generatoren und oder Batterien zur Verfügung gestellt wird.A wing according to any one of claims 1 to 14, characterized in that the electric power is provided for the operation of the fan units via gas turbines operated generators and or batteries.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11492099B2 (en) * 2019-04-19 2022-11-08 Wright Electric, Inc. Aircraft nacelle having electric motor and thrust reversing air exhaust flaps
FR3127477A1 (en) * 2021-09-30 2023-03-31 Safran PROPULSION GROUP, AIRCRAFT AND RELATED IMPLEMENTATION
FR3135706A1 (en) * 2022-05-19 2023-11-24 Institut Supérieur De L'aéronautique Et De L'espace POWERTRAIN, AIRCRAFT AND IMPLEMENTATION IN FULL FLIGHT
DE102023118008B3 (en) 2023-07-07 2024-04-04 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Approach procedures with distributed propulsion

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11492099B2 (en) * 2019-04-19 2022-11-08 Wright Electric, Inc. Aircraft nacelle having electric motor and thrust reversing air exhaust flaps
FR3127477A1 (en) * 2021-09-30 2023-03-31 Safran PROPULSION GROUP, AIRCRAFT AND RELATED IMPLEMENTATION
WO2023052392A1 (en) * 2021-09-30 2023-04-06 Safran Propulsion unit, aircraft and corresponding implementation
FR3135706A1 (en) * 2022-05-19 2023-11-24 Institut Supérieur De L'aéronautique Et De L'espace POWERTRAIN, AIRCRAFT AND IMPLEMENTATION IN FULL FLIGHT
DE102023118008B3 (en) 2023-07-07 2024-04-04 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Approach procedures with distributed propulsion

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