DE2054150C3

DE2054150C3 - Tragflügel für Luftfahrzeuge mit Spaltklappen

Info

Publication number: DE2054150C3
Application number: DE2054150A
Authority: DE
Inventors: Ernst-August Dipl.- Ing. 2350 Neumuenster Bielefeldt
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1970-11-04
Filing date: 1970-11-04
Publication date: 1975-10-09
Also published as: DE2054150A1; DE2054150B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Tragflügel für Luftfahrzeuge mit zumindest einer ein- oder mehrteiligen Spaltklappe, die mittels eines am rückwärtigen Ende des Tragflügels um einen Drehpunkt aus- und einschwenkbaren ersten Trägers aus- und einfahrbar ist und mit einem im ausgefahrenen Zustand des Hauptklappensystems unterhalb diesem angeordneten Zusatzklappensystem.

Ein derartiges Klappensystem ist in der FR-PS 14 11 489 beschrieben und dargestellt. Ein besonderer aerodynamischer Effekt kann jedoch von diesem bekannten System nicht erwartet werden, da das Zusatzklappensystem nur in Form einer einzigen Klappe ex ι stiert, die mit der letzten Klappe des Hauptklappensystems verbunden ist und an jener mittels eines hydraulischen oder pneumatischen Zylinders betätigbar angelenkt ist.

Um bei Luftfahrzeugen die Auftriebserzeugung, insbesondere bei einem Kurzstart, zu steigern, wurden auch bereits Tragflügelhinterkantenklappen mit stark gewölbten Klappenunterseiten vorgeschlagen. Da jedoch die ständig vorhandene starke konkave Wölbung an den Klappenunterseiten bei eingefahrenen Klappen im Horizontalflug ungünstig ist. sollen bei diesen Ausführungsformen während des Horizontalfluges die Klappenunterseiten mittels ebener Platten überdeckt werden. Bei den jetzt üblichen großen Abmessungen der Luftfahrzeuge und Tragflügel würden beim Verwenden dieser Bauform entsprechend große und schwere Klappen behötigt. Das wiederum hätte zur : oige. daß die Antriebseinrichtungen für die Klappen und deren Abdeckplatten ebenfalls zu groß und aufwendig wären.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit Hilfe des eingangs beschriebenen Tragflügels ein Hochauftriebssystem zu schaffen, das bei verschiedenen Klappenstellungen eine weitgehend verlustarme Strömungs- oder Strahlumlenkung ermöglicht und bei dem die Spaltklappen während des Aus- und Einfahrens für eine günstige Grenzschicht- und Zirkulationsbeeinflussung nur Drehbewegungen ausführen, die mit einer einfachen Antriebskinematik herbeigeführt werden. Mit der Erfindung wird das dadurch erreicht, daß das Zu satzklappensystem aus zumindest zwu hintereinander angeordneten, gegeneinander verschwenkbaren Teilklappen besteht und über einen zweiten Träger am Tragflügel aus- und einschwenkbar angelenkt ist Die Vorteile des erßndungsgemäßen Systems besteben unter anderem darin, daß durch den zweiten Träger die Zusatzklappen w<;it vom Flügel weg nach unten ausgefahren werden können. Das aus mehreren Teilklappen bestehende Zusatzklappensystem ermöglicht eine großflächige Ausbildung mit sanfter Wölbungsänderung aus einem relativ kleinen Stauraum des Klappensystems heraus. Die Folge davon ist ein großer Strahlumlenkwinkel mit höherem Reaktionsauftrieb. Außerdem ergibt sich durch die Erfindung ein höherer Zirkulationsauftrieb und eine Vergrößerung des Ausblaseimpulsbeiwertes an den Spalten. Durch alle diese Vorteile kann gegebenenfalls eine gesonderte Strahlablenkklappe am Triebwerk entfallen. Weiterhin sieht die Erfindung vor. daß das Zusatz klappensystem in dem Strahlbereich der Triebwerke angeordnet ist. Hierdurch wird eine quantitative Steigerung der vorstehend aufgezeigten Auftriebsanteile et zielt. Außerdem ergeben sich gunstigere Druckgradienten und damit verminderte Gefahr plötzlicher Strömungsablösung, was zur Folge hat, daß Unfälle durch das sogenannte Überziehen weitgehend vermieden » erden können.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen veranschaulicht. Es zeigt A b b. 1 einen senkrechten Querschnitt durch einen Tragflügel mit einem mehrteiligen Zusatzklappensystem und einer über diesem angeordneten einteiligen Spaltklappe in der eingeschwenkten Stellung. A b b. 2 einen senkrechten Querschnitt durch den Tragflügel nach der A b b. 1 mit in der ausgeschwenkten Stellung befindlichen Spaltklappe,

A b b. 3 in schematicher Darstellung einen Tragflügel mit einem mehrteiligen Zusatzklappensystem und einer über diesem angeordneten Doppelspaltklappe in der eingeschwenkten Stellung.

A b b. 4 einen senkrechten Querschnitt durch den Tragflügel nach der Abb. 3 mit in der ausgeschwenkten Stellung befindlichen Spaltklappe, Abb. 5 in schematischer Darstellung einen Tragflü gel mit einem dreiteiligen Zusatzklappensystem und einer über diesem angeordneten einteiligen Spaltklappe in der eingeschwenkten Stellung.

A b b. 6 einen senkrechten Querschnitt durch den Tragflügel nach der A b b. 5 mit in der ausgeschwenk ten Stellung befindlichen Spaltklappe.

Abb. 7 in schematischer Darstellung die Anordnung von einem dreiteiligen Zusatzklappensystem mit einer über diesem befindlichen einteiligen Spaltklappe im Strahlbereich eines Gebläsetriebwerkes, wobei die

SS Spaltklappe sich in der eingeschwenkten Stellung befindet,

Abb. 8 einen senkrechten Querschnitt durch der Tragflügel und einen Teil des Gcbiäsetriebwerkes nach der A b b. 7 mit in der ausgeschwenkten Stellung be· findlichen Spaltklappe.

Bei der Ausführungsform nach den A b b. 1 und 2 is an einem Tragflügel 14 eines im übrigen nicht darge stellten Luftfahrzeuges ein um einen Drehpunkt 15 aus und einschwenkbarer Träger 16 vorgesehen, der eir mehrteiliges Zusatzklappensystem 17, 18 trägt, desser Teilklappe 17 um einen auf dem Träger 16 befindlicher Drehpunkt 19 schwenkbar ist. Die Teilklappe 17 ist mit tels eines Lenkers 20 mit einem Klappenträger 21 de:

Tragflügels 14 verbundea Der Träger 16 ist mittels einer an diesem drehbeweglich gelagerten Zug- und Druckstange 22 mit einer weiteren am Tragflügel 14 um einen Drehpunkt 23 aus- und einschwenkbaren Spaltklappe 24 verbunden. Statt dieser Spakklappe kann eine Doppelspaltklappe oder eine mehrteilige Spaltklappe vorgesehen werden.

Als Antrieb für das Zusatzklappensystem dient ein Hydraulikzylinder 25 mit einer diesem zugeordneten Kolbenstange 26. Der Antrieb ist zwischen dem Tragflügel 14 und dem Träger 16 angeordnet Statt des Hydraulikzylinders mit der Kolbenstange kann eine Stellspindel in der gleichen Weise als Antrieb vorgesehen werden.

Zum Ausschwenken des Zusatzklappensystems wird die Kolbenstange 26 in der Pfeilrichtung daus dem Hydraulikzylinder 25 ausgefahren. Dabei führt der Träger

16 um seinen Drehpunkt 15 eine Schwenkbewegung in der Pfeilrichtung eaus und wird zugleich die Teilklappe

17 von dem nach unten gehenden Lenker 20 in der Pfeilrichtung f um ihren Drehpunkt 19 auf dem Träger 16 geschwenkt. Außerdem bewegt die Zug- und Druckstange 22 die Spaltklappe 24 ebenfalls in der Pfeilrichtung e um deren Drehpunkt 23. Das Klappensystem nimmt nun die in der A b b. 2 gezeigte ausgeschwenkte Stellung ein. Zum Einschwenken der Spaltklappen wird die Kolbenstange 26 in den Hydraulikzylinder 25 eingezogen, bis die Spaltklappen die in der A b b. 1 gezeigte eingeschwenkte Stellung eingenommen haben.

Die A b b. 3 und 4 veranschaulichen einen Tragflügel 27 eines im übrigen nicht gezeigten Luftfahrzeuges, an dem ein um einen Drehpunkt 28 aus- und einschwenkbarer Träger 29 vorgesehen ist, der ein mehrteiliges Zusatzklappensystem 30, 31 und einen drehbeweglich gelagerten zweiarmigen Hebel 32 trägt. Der Träger 29 ist mittels einer an diesem drehbeweglich gelagerten Zug- und Druckstange 33 mit einer weiteren am Tragflügel 27 um einen Drehpunkt 34 aus- und einschwenkbaren Spaltklappe 35 verbunden. Diese isi beim Ausführungsbeispiel als Doppelspaltklappe ausgebildet; es kann in gleicher Weise eine ein- oder mehrteilige Spaltklappe vorgesehen werden. Die Enden des zweiarmigen Hebels 32 sind mit je einem zu einem Klappenträger 36 des Tragflügels 27 und zu einem Klappenträger 37 der Teilklappe 30 führenden Lenker 38 bzw. 39 verbunden.

Als Antrieb für das Klappensystem dient ein Hydraulikzylinder 40 mit einer diesem zugeordneten Kolbenstange 41. Der Antrieb ist zwischen einem Klappenträger 42 des Tragflügels 27 und dem Träger 29 angeordnet. Er kann statt aus dem Hydraulikzylinder und der Kolbenstange aus einer Stellspindel bestehen.

Zum Ausschwenken des Klappensystems wird die Kolbenstange 41 in der Pfeilrichtung g aus dem Hydraulikzylinder 40 ausgefahren. Dabei wird der Träger 29 um seinen Drehpunkt 28 in der Pfeilrichtung h geschwenkt. Zugleich dreht der Lenker 38 den zweiarmigen Hebel 32 um dessen Drehpunkt 43 entgegen dem Uhrzeigersinn, so daß der Lenker 39 die Teilklappe 30 um deren Drehpunkt 44 in der Pfeilrichtung /schwenkt. Bei der Drehbewegung des Trägers 29 wird die Doppelspaltklappe 35 von der Zug- und Druckstange 33 um deren Drehpunkt 34 ebenfalls in der Pfeilrichtung h ausgeschwenkt. Das Klappensystem befindet sich nun in der in der A b b. 4 gezeigten ausgeschwenkten Stellung. Zum Einschwenken des Klappensystems wird die Kolbenstange 41 in den Hydraulikzylinder 40 eingezogen, bis die Spaltklappen die in der A b b. 3 gezeigte eingeschwenkte Stellung eingenommen haben.

Die A b b. 5 und 6 zeigen einen Tragflügel 45 eines im übrigen nicht dargestellten Luftfahrzeuges, an dem ein um einen Drehpunkt 46 aus- und einschwenkbaren Träger 47 gelagert ist Der Träger trägt eine dreiteilige Spaltklappe 48,49,50 und einen zumTragflügel 45 führenden Lenker 51, der an der in Flugrichtung vorderen Teilklappe 48 sowie an einem auf dem Träger drehbeweglich gelagerten dreiarmigenHebel 52 angelenkt ist Ein weiterer Lenker 53 ist an der hinteren Teilklappc 50 und am anderen Ende des zweiarmigen Hebels 52 angelenkt Der Träger 47 ist mittels einer an diesem drehbeweglich gelagerten Zug- und Druckstange 54 mit einer weiteren am Tragflügel 45 um einen Drehpunkt 55 aus- und einschwenkbaren Spaltklappe 56 verbunden. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist eine einteilige Spaltklappe vorgesehen; es kann in gleicher Weise eine mehrteilige oder eine Doppelspaltklappe angeordnet werden.

Als Antrieb für das KlappensvMem dieni ein Hydrau likzylinder 57 mit einer diesem zugeordneten Kolbenstange 58. Der Antrieb ist zwischen dem Tragflügel 45 und dem Träger 47 angeordnet. Statt des Hydraulikzy linders und der Kolbenstange kann eine Stellspindel verwendet werden.

Zum Ausschwenken des Klappensystems aus der in der A b b. 5 gezeigten eingeschwenkten Stellung wird die Kolbenstange 58 in der Pfeilrichtung k aus dem Hydraulikzylinder 57 ausgefahren. Dabei führt der Träger 47 um seinen Drehpunkt 46 eine Schwenkbewegung in der Pfeilnchtung 1 aus. Zugleich dreht der Lenker 51 die vordere Teilklappe 48 um deren auf dem Träger 47 befindlichen Drehpunkt 59 in der Pfeilrichtung m und den zweiarmigen Hebel 52 um dessen auf dem Träger befindlichen Drehpunkt 60 im Uhrzeigersinn, so daß gleichzeitig ebenfalls in der Pfeilrichtung 1 ausgeschwenkt wird. Außerdem bewegt die Zug- und Druckstange 54 die einteilige Spaltklappe 56 um deren Drehpunkt 55 ebenfalls in der Pfeilrichtung 1. Das Klappensystem nimmt nun die in der Abb. b gezeigte ausgeschwenkte Stellung ein. Zum Einschwenken der Spaltklappen wird der Hydraulikkolben 58 in den Hydraulikzylinder 57 eingezogen, bis die Spaltklappen die in der A b b. 5 gezeigte eingeschwenkte Stellung einnehmen. In den A b b. 7 und 8 ist die vorbeschriebene Ausführungsform nach den A b b. 5 und 6 bei der Anordnung im Strahlbereich eines Gebläsestrahltriebwerkes 61 gezeigt. Dieses befindet sich unterhalb eines Tragflügels 62. an dem ein dem Gebläsestrahltriebwerk zugeordneter Gaserzeuger 63 gelagert ist. Am Tragflügel 62 ist ferner ein um einen Drehpunkt 64 aus- und einschwenkbarer Träger 65 gelagert, der eine dreiteilige Spaltklappe 66. 67. 68 trägt. Oberhalb des Trägers befindet sich eine einteilige Spaltklappe 69, die um einen Drehpunkt 70 aus- und einschwenkbar ist. Zum Ausschwenken der Spaltklappen aus ihrer in der A b b. 7 gezeigten eingeschwenkten Stellung werden der Träger und die Teilklappen sowie die obere einteilige Spaltklappe 69 in der zum vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel nach den A b b. 5 und 6 angegebenen Weise in die in der A b b. 8 gezeigte ausgeschwenkte Stellung gebracht. Beim Horizontal- und Reiseflug werden die Spaltklappen — wie in der A b b. 7 gezeigt ist — wieder eingeschwenkt.

Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen können für die Teilklappen Einzelantriebe vorgesehen werden, die aus Hydraulikzylindern mit diesen zugeordneten Kolbenstangen oder aus Stellspindeln bestehen.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Tragflügel für Luftfahrzeuge mit zumindest einer ein- oder mehrteiligen Spaltklappe, die mittels eins am rückwärtigen Ende des Tragflügels ura einen Drehpunkt aus- und einschwenkbaren ersten Trägers aus- und einfahrbar ist und mit einem im ausgefahrenen Zustand des Hauptklappensystems unterhalb diesem angeordneten Zusatzklappensystem, dadurch gekennzeichnet, daß das ZusatzklaDpensystero (17. 18; 30. 31; 48. 4». SO; 66. 67, 68) aus mindestens zwei hintereinander angeordneten, gegeneinander verschwenkbaren Teilklappen besteht und über einen zweiten Träger (16; 25fc 47; 65) am Tragflügel (14; 27; 45; 62) aus- und einschwenkbar angelenkt ist

2. Tragflügel für Luftfahrzeuge nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß das Zusatzklappensystem in dem Strahlbereich der Triebwerke angeordnet ist.