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Steuerprofil für Flugzeuge aller Art Die Erfindung beziedt sich auf
ein Steuerprofil für Flugzeuge aller Art, deren Tragflächen bzw. Leitwerksteile
mit profiländernden Teilen versehen sind, wobei das Profil ein feststehendes Mittelteil
mit einem an der Luftabströmseite angelenkten Profilendkeil aufweist und Mittel
zum Schwenken des Profilendkeils vorgesehen sind.
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Dieses Steuerprofil ist auch für Hubschrauber, wie Helikopter und
Girokopter verwendbar, wobei eine Veränderung der Auftriebsluftkraftkomponente durch
ein Ändern des Querschnitts des Profils des Hauptmotors erfoigt. Bei den bekannten
Flugzeugtypen erfolgt die Steuerung mit Hilfe von beweglichen Teilen, wobei die
Tragflächen des Flugzeugs verstellbare Klappen und Querruder aufweisen. Die Leitwerk
steuern und stabilisieren das Flugzeug, wobei das Leitwerk meist aus einem feststehenden
Teil, der Flosse, und einem
beweglichen Teil, dem Ruder, besteht.
Das Flugzeug wird vom HöhenruSder um die Querachse, vom Seitenruder um die Hochachse
und vom Querruder um die Längsachse gesteuert.
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Die Ruderwirkung entsteht dadurch, daß der Ruderausschlag eine Änderung
der Profilwölbung und damit eine Änderung der Auftriebskraft hervorruft. Die am
Ruder wirkenden Luftkräfte ergeben im Schwerpunkt ein Drehmoment, das die Lage des
Flugzeugs verändert.
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Durch den Ruderausschlag nach unten werden nicht nur den Auftrieb
begünstigende Strömungen erzeugt, sondern auch auftriebsschädliche und luftwiderstanderhöhende
Verwirbelungen hervorgerufen. Besonders drastisch wird die Betriebssicherheit eines
Flugzeugs durch die großen Start-und Landeklappen beim Start und bei der Landung
gefährdet.
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Bei Gebrauch dieser Klappen wird die Verwirbelung der Strömung so
groß, daß der Luftwiderstand sprunghaft ansteigt und die Fluggeschwindigkeit des
startenden Flugzeugs nur mit höchster Triebwerksleistung aufrechterhalten werden
kann. ;3s ist daher häufig feataustellen, daß. Flugzeuge während des Starts oder
bei der Landung abstürzen.
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Mit diesem erhöhten Luftwiderstand ist auch ein erhöhter Kraftstoffverbrauch
verbunden.
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Die vorliegende Erfindung hat sich demnach die Aufgabe gestellt,
ein Steuerprofil der eingangs beschriebenen Art zu entwickeln, beides die genannten
Nachteile vermieden werden, indem eine erhebliche Reduzierung der Wirbeln bildung
erreicht werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an der Luftanströmseite
des Profils an dem Mittelteil eine Profilnase angelenkt ist, und daß der Profilendkeil,
das ,Mittelteil und die Porfilnase an der Ober- und Unterseite des Profils von einer
elastisch verformbaren Profilhaut abgedeckt sind, die an dem Profilendkeil bzw.
der Profilnase befestigt ist, und daß die Profilhaut vorteilhaft aus einem textilen
Nadelfilz besteht.
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Eine erfindungsgemäße Bauform sieht vor, daß die Profilnase und der
Profilendkeil kastenartig ausgebildet sind, während das feststehende Mittelteil
einen rohrförmigen Hauptholm aufweist, an dem einander- gegenüberliegend keilförmige
Blechteile angebracht sind, an deren Enden an Lagern die Profilnase und der Profilendkeil
angelenkt sind.
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Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung geht man so vor, daß an
dem rohrförmigen Hauptholm ein Kettenrad gelagert ist, an dem eine Pleuelstange
angelenkt ist, die außermittig zum Lager des Mittelteils mit dem Profilendkeil an
dem Profilendkeil angeordnet rist, wobei der Profilendkeil an seinem äußersten Ende
eine Kettenführung sowie Kettenspanner aufweist, die über eine Kette mit dem Kettenrad
verbunden sind und die Profilhaut im Bereich des Profilendkeils an der Kette befestigt
ist.
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Eine weitere erfindungsgemäße Bauform besteht darin, daß die Pleuelstange
in einem radialen Schlitz des Kettenrades verschiebbar ist.
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Vorteilhaft geht man so vor, daß die aus einem Nadelfilz bestehende
Oberfläche der Profilhaut mit einer dünnen Metallhaut oder einem Kunststofflack
versehen ist.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung
von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen und den Ansprüchen.
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Es zeigen, in schematischen Skizzen, Figur 1 eine perspektivische
Ansicht eines Flugzeugs mit dem erfindungsgemäßen Steuerprofil,
Figur
2 einen Querschnitt durch das Steuerprofil und Figur 3 einen weiteren Querschnitt
durch das erfindungsgemäße Steuerprofil bei einer anderen Stellung dieses Profils.
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n Fiffi-' 1 1 ist-ein Flugzeug dargestellt, dessen Tragflächen 1
u»d Leitwerk 2 tnit der erfindungsgemäen Steuervorrichtung versehen ist, indem Steuerprofile
4 angeordnet sind. Die Steuerprofile 4 sind jeweils von GRenzschichtzäunen 3 begrenzt,
die aus dünnen Blechen bestehen, die im rechten Winkel an der Ober# und Unterseite
der Tragfläche 1 und des Leitwerk 2 verlaufen und die Aufgabe haben, die Steuerprofile
nach den Seiten abzuschließen, utn ein Eindringen der Luft in das innere der Tragfläche
zu vermeiden.
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Figur 2 zeigt das erfindungsgemäße Steuerprofil 4, das ein feststehendes
Mittelteil 5 aufweist, an dem beidseitig eine kastenartige Profilnase 6 sowie ein
kastenartiger Profilendkeil 7 angelenkt sind. Das Mittelteil 5 besteht aus dem rohrförmigen
Hauptholm 10, der beispielsweise durch die gesamte Tragfläche 1 bzw. Bettwerksteil
2 zur Stabilisierung geführt ist, wobei an den Hauptholrn 10 einander gegenüberliegend
keilförmige Blechteile 11 bzw. 12 angebracht sind. Je nach den erforderlichen lÇonstruktionsbedingungen
können die Blechteile 11 bzw. 12 aus mehreren zueinande- parallel und in einem Abstand
zueinander verlaufenden Blechen bestehen, wobei die Blechteile 11 an einem Lager
3 die kasternatige Profilnase 6 haltern, während an den 3lechteilen 12 an einem
weiteren Lager 14 der P--'zfilendkeil 7 angelenkt ist. Die kastenartige Profilnase
o
besteht ebenso wie der Kastenartige Profilendkeil 7 im wesentlichen
aus den zwei seitlichen Begrenzungsblechen, deren Abstand zueinander in etwa der
Länge des Steuerprofils 4 entspricht, und aus an der Ober-und Unterseite angeordneten
Abdeckblechen. Zur weiteren Stabilisierung können in den kastenartigen eilen 6,
7 Versteifungsrippen bzw. Versteifungsprofile angebracht werden.
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An dem rohrförmigen Kaupholn 10 ist in einem Lager 19 ein Kettenrad
18 gelagert, an dem außermittig an einem Pleuellager 16 eine Pleuelstange 15 befestigt
ist. Das andere Ende der Pleuelstange 15 ist ebenfalls außermittig zu dem Lager
14 an dem Profilendkeil 7 an dem weiteren Pleuellager 17 angebracht. Zum Verstellen
der Pleuelstange 15 dient ein radialer Schlitz 20 im Kette rad 18. Am äußersten
Ende desProfilendkeils 7 ist eine Kettenführung 22 vorgesehens Wobei der Profils
endkeil 7 ferner Kettenspanner 23 aufweist und das Kettenrad 18, die Kettenspanner
23 und die Kettenführung 22 mittels einer Setzte 21 verbunden sind.
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Das feststehende Mittelteil 5, die Profilnase 6 und der Profilendkeil
7 sind von der Profilhaut 8 abgedeckt, wobei die Profilhaut 8 an der Profilnase
6 an Befestigungestellen 9 befestigt ist, während die Profilhaut 8 im Bereich des
Profilendkeils 7 an der -Kette 21 beispielsweise mittels- Schrauben 24 befestigt
ist.
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. Durch Verdrehen des Kettenrades 18 in Pfeilrichtung 25 kann beisielsweise
das in Figur 3 dargestellte Profil hergestellt werden, wobei das Verdrehen des
Kettenrades
18 von der Flugzeugkanzel aus über Hebel und dergleichen erfolgen kann. Durch das
Verdrehen dos Kettenrades 18 kann jedes für die Steuerung des flugzeuges erforderliche
Steuerprofil erzeugt werden.
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3ei der "Auftriebstellung" gemäß Figur 3 werden die Auftriebskräfte
an der unteren Seite der Profilhaut 8 erheblich verstärkt, wobei die: Kette 21 auf
d die.Profilhaut 8 stabilisierend wirkt und die Profilhaut S aD-stützt. Zur Abstützung
der Profilhaut 8, insbesondere im Bereich' des Mittelteils 3, können Pneumatik-
oder Hydraulikzylinder oder elastische Versteifungsrippen verwendet werden.
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Die Profilhaut 8 an den Steuerprofilen 4 besteht vorteilhafterweise
aus einem textilen Nadelfilz hoher Festigkeit, wobei die Stärke dieses Filzes der
jeweiligen Flugzeugtype angepaßt ist, indem den bei den verschiedenen Flugzeugtypen
unterschiedlich auftretenden Kräften Rechnung getragen wird. Ein derartiges Material
eignet sich hierfür in besonderem Maße, da in Folge der vielfachen Wölbungsänderungen
eine Rißbildung, wie sie etwa bei den im Flugzeugbau verwendeten Metallen gegeben
ist, nicht auftreten kann Zum Erzielen einer glatten Oberfläche kann der Nadelfilz
außen mit einer dünnen Metallhaut versehen werden. Man kann eine glatte Oberfläche
auch dadurch erreichen, daß man auf den Filz Kunststofflacke oder dergleichen aufträgt.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, den Filz, der in seiner Zusammensetzung
mit Kunststoffasern versehen ist, an seiner Oberfläche einer Wärmebehandlung auszusetzen,
was ebenfalls. eine glatte Oberfläche ergibt.