-
Anlage zum Patentgesuch vom 14. Januar 1971 Tragflügel für Luftfahrzeuge
mit beweglichem Vorflügel Die Erfindung bezieht sich auf einen Tragflügel für Luftfahrzeuge
mit beweglichem Vorflügel und einem diesem zugeordneten Antrieb.
-
Zum Lagern sowie FUhren von beweglichen Vorflügeln an Tragflügeln
für Luftfahrzeuge werden Führungsschienen verwendet. Insbesondere bei großen Trag
flügeln mit Vorflügeln werden sehr lange Führungsschienen benötigt, die meistens
in den Tragflügelkasten ragen müssen. Im Tragflügelkasten müssen dann Öffnungen
für die Führungsschienen vorgesehen werden, die zum Umleiten der Kräfte besonders
zu umbauen sind. Das ist aus statischen. Gesichtspunkten äußerst unerwunsoht. Es
ist auch bekannt, bei Tragflügeln mit an der Unterseite der Tragflügelnase aus-
und einschwenkbaren Vorderkantenklappen diese an Schwenkhebeln zu lagern. Die Schwenkhebel
nehmen in der eingeschwenkten Stellung der Vorderkantenklappen den gesamten oberhalb
der Vorderkantenklappen befindlichen Raum im Tragflügel ein und haben beim Aus-
und Einschwenken der Vorderkantenklappen an der Tragflügelunterseite einen Platzbedarf,
der der Tiefe der Vorderkantenklappen entspricht. Das hat zur Folge, daß bei ausgeschwenkten
Vorderkantenklappen die Tragflügelunterseite in einem der Tiefe der Vorderkantenklappen
entsprechenden Bereich offen, d.h. in aerodynamisch unglinstiger Weise ohne Außenkontur
ist.
-
Mit der Erfindung werden bei einem Tragflügel mit beweglichem Vorflügel
die vorerwähnten UnzUlglichkeiten dadurch behoben, daß als Lagerung und Führung
für den Vorflügel ein in der Tragflügelnase befindliches und beim Aus- und Einfahren
des Vorflügels durch eine schmale Durchtrittsöffnung in der Tragflügelnase ragendes
Hebel-Lenkersystem dient und daß dessen Antrieb zwischen dem TragflUgel und einem
der Hebel oder Lenker angeordnet ist bzw. über ortsfeste
Drehpunkte
des Hebel-Lenkersystems erfolgt.
-
Auf diese Weise befinden sich die Lagerung sowie die Führung und der
Antrieb als ein integriertes Führung und Antriebssystem des Vorflügels innerhalb
der Tragflügelnase und dennoch außerhalb des Tragflügelkastens, so daß in diesem
keine dessen Festigkeit schwächende Öffnungen benötigt werden. Da das Hebel-Lenkersystem
ausschließlich Drehbewegungen ausführt, werden außer Führungsschienen auch sonstige
Führungen und Gleitlager eingespart. Die Erfindung bietet den weiteren Vorzug, daß
das Hebel- und Lenkersystem beim Aus-und Einfahren des Vorflügels durch eine nur
schmale Durchtrittsöffnung in der Tragflügelnase ragt und somit die Außenkontur
der Tragflügelnase und der Tragflügelunterseite auch bei ausgefahrenem Vorflügel
zum größten Teil unverändert bleibt. Durch Windkanalmessungen ist erwiesen, daß
zu kleineren Ausfahrwinkeln des Vorflügels große Spalte zwischen dem Vorflügel und
dem Tragflügel gehören.
-
Auch in dieser Hinsicht ist das erfindungsgemäße Hebel- und Lenkersystem
von Vorteil, weil dieses trotz eines von der Lagerung und Führung des Vorflügels
unversehrt belassenen Tragrlügelkastens bei Zwischenstellungen des Vorflügels einen
verhältnismäßig weit geöffneten Spalt zwischen dem Vorflügel und dem Tragflügel
ermöglicht, der dem Luftfahrzeug günstige Starteigenschaften verschafft.
-
Eine Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß in der Tragflügelnase
an einem Schwenkhebel eine Schwinge drehbeweglich gelagert ist, daß die Enden der
Schwinge mittels Lenkern mit dem Tragflügel und dem Vorflügel verbunden sind und
daß die Schwinge einen zweiarmigen Hebel trägt, der am Vorflügel drehbeweglich angelenkt
und mit seinem anderen Ende mittels eines Lenkers mit dem Schwenkhebel verbunden
ist1 sowie daß der Antrieb zwischen dem TragflUgel und der Schwinge angeordnet ist.
Hiermit wird neben den vorerwähnten statischen und strukturellen Vorteilen der Erfindung
eine günstige Raumausnutzung in der Tragflügelnase erzielt.
-
Die Erfindung kann auch so ausgestaltet sein, daß zwischen der Schwinge
und dem VorflUgel ein Zwischenhebel vorgesehen und daß an diesem ein Lenker gelagert
ist, der mit einer am Vorflügel aus- und ein schwenkbar gelagerten Abheckklappe
verbunden ist. Auf-;dieso Weise betätigt das erfindungsgemäße Hebel und Lenkersystem
beim Aus- und Einfahren des Vorflügels zugleich eine an der Nasenunterseite des
Vorflügels befindliche Abdeckklappe, Diese gestattet eine aerodynamisch günstige
Vorflugelnase und Uberde¢ fi -bei eingefahrenem Vorflügel
einen
unterhalb der Vorflügel und Tragflügelnase vorhandenen Spalt.
-
Ein weiteres Erfindungsmerkmal besteht darin, daß als Antrieb Hydraulikzylinder
mit zugeordneter Kolbenstange, Spindelantriebe, Hydraulik- oder Elektromotoren dienen.
Diese Aggregate können mit ihrem verhältnismäig geringen Platzbedarf innerhalb der
Tragflügelnase und dennoch außerhalb des Tragflügelkastens angeordnet werden.
-
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung veranschaulicht.
-
Es zeigen: Abb. 1 in schematischer Darstellung einen senkrechten Querschnitt
durch den vorderen Teil eines Tragflügels mit ausgefahrenem Vorflügel, Abb. 2 in
schematischer Darstellung einen senkrechten Querschnitt durch den vorderen Teil
des Tragflügels nach der Abb. 1 mit eingefahrenem Vorflügel, Abb. 3 in schematischer
Darstellung einen senkrechten Querschnitt durch eine andere Ausführungsform eines
vorderen Teiles eines Tragflügels mit ausgefahrenem Vorflügel und Abb. 4 in schematischer
Darstellung einen senkrechten Querschnitt durch den vorderen Teil des Tragflügels
nach der Abb. 3 mit eingefahrenem Vorflügel.
-
Die Abbildungen 1 und 2 zeigen den vorderen Teil eines Tragflügels
1 eines im übrigen nicht dargestellten Luftfahrzeuges, der mit einem beweglichen
Vorflügel 2 und einem diesem zugeordneten Antrieb 3, 12 ausgestaltet ist. Als Lagerung
und Führung für den Vorflügel dient ein in der Tragflügelnase 4 befindliches und
beim Aus- und Einfahren des Vorflügels 2 durch eine schmale Durchtrittsöffnung 5
in der Tragflügelnase 4 ragendes Hebel-Lenksystem, dessen Antrieb 3, 12 zwischen
dem Tragflügel 1 und einem der Hebel oder Lenker angeordnet ist.
-
Wie die Zeichnung erkennen läßt, ist in der Tragflügelnase 4 an einem
Schwenkhebel 6 eine Schwinge 7 drehbeweglicil gelagert. Die Enden der Schwinge 7
sind
mittels Lenkern 8,9 mit dem Tragflügel 1 und dem Vorflügel
2 verbunden. Die Schwinge 7 trägt einen zweiarmigen Hebel 10, der am Vorflügel 2
drehbeweglich angelenkt und mit seinem anderen Ende mittels eines Lenkers 11 mit
dem Schwenkhebel 6 verbunden ist. Der Antrieb, der aus einem Hydraulikzylinder 3
mit einer diesem zugeordneten Kolbenstange 12 besteht, ist zwischen dem Tragflügel
1 und der Schwinge 7 angeordnet. An Stelle des Hydraulikzylinders mit der Kolbenstange
kann als Antrieb ein Spindelantrieb wie äuch ein Hydraulik- oder Elektromotor dienen.
Der Antrieb kann abweichend vom dargestellten Ausführungsbeispiel an einem Hebel
oder Lenker des Hebel-Lenksystems angreifen oder über ortsfeste Drehpunkte, beispielsweise
den Drehpunkt 13 oder 14, des Hebel-Lenkersystems erfolgen.
-
Zum Ausfahren des Vorflügels 2 aus aer in der Abb. 2 gezeigten eingefahrenen
Stellung wird die Kolbenstange 12 in der Pfeilrichtung a aus dem Hydraulikzylinder
3 bewegt. Dabei wird der Schwenkhebel 6 um seinen Drehpunkt 13 entgegen dem Uhrzeigersinn
gedreht, so da13 die Schwinge 7 mit dem zweiarmigen Hebel 10 und dem Lenker 9 durch
die schmale Durchtrittsöffnung 5 aus der Tragflügelnase 4 tritt. Zugleich wird von
der Schwinge 7 der Lenker 8 um einen Drehpunkt 14 entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht.
Der Lenker 8 führt die Schwinge 7 während des Aus- und Einfahrens des Vorflügels
und hält die Schwinge 7 bei ausgefahrenem Vorflügel 2 in ihrer Lage.
-
Vom Schwenkhebel 6 wird während des Ausfahrens des Vorflügels 2 der
Lenker 11 so bewegt, daß dieser den zweiarmigen Hebel 10 um einen Drehpunkt 15 entgegen
dem Uhrzeigersinn schwenkt. Der mit dem Drehpunkt 16 am zweiarmigen Hebel 10 und
mit einem Drehpunkt 17 am Lenker 9 drehbeweglich gelagerte Vorflügel 2 nimmt nun
die in der Abbildung 1 gezeigte ausgefahrene Stellung ein.
-
Mit gestrichelten Linien ist eine Zwischenstellung des Vorflügels
beim Aus-und Einfahren angedeutet. Die gezeichneten Bahnkurven zeigen, daß der Vorflügel
vom Hebel-Lenkersystem zu Beginn seiner Ausfahrbewegung auf schwächer gewölbten
Bahnkurven bewegt wird und erst kurz vor dem Erreichen der Endstellung stärker gekrümmten
Bahnkurven folgt. Damit werden dem Luftfahrzeug die anfangs erwähnten Vorteile hinsichtlich
günstiger Start eigenschaft en unter Beibehalten optimaler Landeeigenschaften verschafft.
-
Zum Einfahren des Vorflügels wird die Kolbenstange 12 in den Hydraulikzylinder
7 eingezogen. Dabei werden der Schwenkhebel 6, die Schwinge 7, der zweiarmige
Hebel
10 und die Lenker 8,9, 11 im Uhrzeigersinn zurückgeschwenkt, bis das Hebel-Lenksystem
- wie in der Abbildung 2 veranschaulicht ist - in die Tragflügelnase 4 eingezogen
ist und der Vorflügel 2 in eingefahrener Stellung an der Tragflügelnase anliegt.
-
Das Ausführungsbeispiel nach den Abbildungen 3 und 4 zeigt den vorderen
Teil eines Tragflügels 18 eines im übrigen nicht dargestellten Luftfahrzeuges. Der
Tragflügel ist mit einem beweglichen Vorflügel 19 und einem diesem zugeordneten
Antrieb 20, 29 ausgestattet. Als Lagerung und Führung für den Vorflügel 19 dient
ein in der Tragflügelnase 21 befindliches und beim Aus- und Einfahren des Vorflügels
19 durch eine schmale Durchtrittsöffnung 22 in der Tragflügelnase 21 ragendes Hebel-Lenksystem,
dessen Antrieb 20, 29 zwischen dem Tragflügel 18 und einem der Hebel oder Lenker
angeordnet ist.
-
In der Tragflügelnase 21 ist an einem Schwenkhebel 23 eine Schwinge
24 drehbeweglich gelagert. Die Enden der Schwinge 24 sind mittels eines Lenkers
25 und eines Zwischenhebels 26 mit dem Tragflügel 18 und dem Vorflügel 19 verbunden.
Die Schwinge 24 trägt einen zweiarmigen Hebel 27, der am Vorflügel 19 drenbeweglich
angelenkt und mit seinem anderen Ende mittels eines Lenkers 28 mit dem Schwenkhebel
23 verbunden ist.
-
Der Antrieb ist zwischen dem Tragflügel 18 und der Schwinge 24 angeordnet.
Er besteht beim gezeigten Ausführungsbeispiel aus einem Hydraulikzylinder 20 mit
einer diesem zugeordneten Kolbenstange 29. Statt des Hydraulikzylinders kann in
gleicher Weise ein 3pindelantrieb oder ein Hydraulik- bzw. Elektromotor als Antrieb
vorgesehen werden. Der Antrieb kann zwischen dem Tragflügel 18 und einem der Hebel
oder Lenker angeordnet werden oder über ortsfeste Drehpunkte, beispielsweise den
Drehpunkt 33 oder 34, des Hebel-Lenkersystems erfolgen.
-
An-dem zwischen der Schwinge 24 und dem Vorflügel 19 befindlichen
Zwischenhebel 26 ist ein Lenker 30 gelagert, der mit einer am Vorflügel 19 aus-
und einschwenkbar gelagerten Abdeckklappe 31 verbunden ist. Die Abdeckklappe 31
ist um einen Drehpunkt 32 am Vorflügel 19 schwenkbar.
-
Zum Ausfahren des Vorflügels 19 aus der in der Abbildung 4 gezeigten
eingefahrenen Stellung wird die Kolbenstange 29 in der Pfeilrichtung b aus dem Hydraulikzylinder
20 ausgefahren. Dabei führt der Schwenkhebel 23 um einen Drehpunkt 33 entgegen dem
Uhrzeigersinn eine Schwenkbewegung aus, so daß die
Schwinge 24,
der zweiarmige Hebel 27, der Zwischenhebel 26 und der Lenker 30 durch die schmale
Durchtrittsöffnung 22 der Tragflügelnase 21 treten. Während dem Aus- und Einfahren
des Vorflügels 19 und in dessen ausgefahrener Stellung wird die Schwinge 24 vom
Lenker 25 geführt und gehalten, der beim Ausfahren ebenfalls ehtgegen dem Uhrzeigersinn
eine Schwenkbewegung um einen Drehpunkt 34 ausführt.
-
Der am Schwenkhebel 23 angelenkte Lenker 28 dreht den zweiarmigen
Hebel 27 entgegen dem Uhrzeigersinn um seinen Drehpunkt 35, so daß der an einem
Drehpunkt 36 des zweiarmigen Hebels 27 und an einem Drehpunkt 37 des Zwischenhebels
26 gelagerte Vorflügel 19 die in der Abb. 3 gezeigte ausgefahrene Stellung einnimmt.
Der Lenker 30 legt dabei die Abdeckklappe 31 in eine an der Unterseite der Vorflügelnase
befindliche Ausnehmung 38.
-
Zum Einfahren des Vorflügels wird die Kolbenstange 29 in den Hydraulikzylinder
20 eingezogen, so daß das Hebel-Lenkersystem im Uhrzeigersinn in die Tragflügelnase
21 eingeschwenkt wird, bis der Vorflügel 19 in der in der Abbildung 4 gezeigten
eingefahrenen Stellung auf der Tragflügelnase 21 aufliegt. Bei der Einfahrbewegung
wird die Abdeckklappe 31 vom Lenker 30 im Uhrzeigersinn um deren Drehpunkt 32 geschwenkt,
so daß sie einen zwischen der Unterseite des Vorflügels 19 und der Tragflügelnase
21 befindlichen Spalt überdeckt.