DE2125971B2

DE2125971B2 - Klappenanordnung fuer einen flugzeugtragfluegel

Info

Publication number: DE2125971B2
Application number: DE19712125971
Authority: DE
Inventors: Hans-Jürgen 8000 München Schwärzler
Original assignee: Vereinigte Flugtechnische Werke-Fokker GmbH, 2800 Bremen
Priority date: 1971-05-26
Filing date: 1971-05-26
Publication date: 1977-12-15
Also published as: DE2125971C3; FR2138629B1; US3799474A; DE2125971A1; GB1368347A; FR2138629A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Klappenanordnung für einen Flugzeugtragflügel mit zwei hintereinander angeordneten Teilklappen, von denen die hintere Teilklappe an der vorderen Teilklappe zum Schwenken in der einen Richtung und die vordere Teilklappe am Flugzeugtragflügel zum gemeinsamer. Schwenken beider Teilklappen in der anderen Richtung derart angelenkt ist, daß beim Schwenken der hinteren Teilklappe ein Durchtrittsspalt zwischen beiden Teilklappen und beim Schwenken beider Teilklappen ein

Durchtrittsspalt vor der vorderen Teilklappe entsteht.

Es ist bekannt, eine Steuerklappe in beiden Richtungen zu verschwenken und jeweils einen aerodynamisch wirksamen Spalt freizugeben, damit die Strömung bei großen Steuerausschlägen nicht abreißen kann. Große Steuerausschläge sind insbesondere für Steuerklappenanordnungen an Kippflügelflugzeugen von großer Bedeutung, um bei senkrechter Flügelstellung eine aerodynamische Giersteuerung mit einer ausreichenden Gierbeschleunigung zu erzielen.

Bei einer bekannten Anordnung ist vorgesehen, den Spalt beiderseits durch zusätzliche Klappen in der neutralen Lage der Steuerklappe abzudecken und derart kinematisch mit dem Flugzeugprofil und der Steuerklappe zu verbinden, daß beim Verschwenken der Steuerklappe jeweils die Strömung von der Druckseite zur Saugseite des Profils durch den Spalt geleitet wird.

Es bestehen bei dieser bekannten Anordnung die Mangel, daß der eigentliche Kanal und der Austrittsspalt nicht nach aerodynamischen Gesichtspunkten gestaltet werden können und ein erheblicher Aufwand für die Kinematik der Spaltklappen erfolgen muß. Ferner entsteht eine relativ große Gesamttiefe der Anordnung, die zur Wirksamkeit der Steuerausschläge nicht ausgenutzt werden kann.

Weiterhin sind im wesentlichen zur Auftriebserzeugung Klappenanordnungen bekannt, die aus mehrteiligen an der Flügelhinterkante hintereinander angeordneten und gemeinsam in gegenseitiger Abhängigkeit verschieden weit ausfahrbare und in einer Richtung verschwenkbare Spaltklappen aufweisen. Zwischen den einzelnen Klappenteilen werden dabei Durchtrittsspalte gebildet. Klappenanordnungen dieser Art betreffen eine andere Gattung.

Durch die US-PS 32 23 356 ist auch eine verstellbare Anordnung mit zwei hintereinander liegenden Klappen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt. Hierbei sind eine aufwendige Kinematik und Ansteuermittel erforderlich, und es werden auch die gebildeten Durchtrittsspalte nicht jeweils für eine Durchtrittsrichtung aerodynamisch wirksam ausgebildet.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine wirkungsvolle Klappenanordnung für große Steuerausschläge in beiden Richtungen zu schaffen, die beim Verschwenken jeweils die Strömung von der Druckseite zur Saugseite des Profils durch einen zugeordneten Durchtrittsspalt ermöglicht. Darüber hinaus soll eine Ausnutzung des vorhandenen Einbauvolumens im Flügel gewährleistet und dabei eine einfache Kinematik ermöglicht werden, die mit einem Steuerelement Ausschläge der Steuerklappe sowohl nach oben als auch nach unten erzielen lassen.

Die Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die vordere Teilklappe um eine auf der einen Profilseite außerhalb der Tragflügelkon'ur liegende Flügellängsachse schwenkbar am Tragflügel gelagert ist und die hintere Teilklappe um eine auf der anderen Profilseite außerhalb der Klappenkontur verlaufende erste Klappenlängsachse schwenkbar an der vorderen Teilklappe gelagert ist, wobei ein mit seinem ersten Ende im Bereich der anderen Profilseite um eine zweite Klappenlängsachse schwenkbar angelenkter Lenker mit seinem zweiten Ende auf der einen Profilseite um eine dritte Klappenlängsachse schwenkbar gelenkig mit der hinteren Teilklappe verbunden ist, und daß eine Verstellvorrichtung an einem Arm eines zweiarmigen, an der vorderen Teilklappe um eine vierte

Klappenlängsachse schwenkbar gelagerten Hebels angreift, der mit dem Ende seines anderen Arms mit einem Lenker verbunden ist, welcher an einem an der hinteren Teilklappe befestigten Haltcarm zwischen der hinteren Teilklappe und den Anlenkpunkten der ■-, hinteren mit der vorderen Teilklappe angelenkt ist.

Durch die Bildung von jeweils der Strömungsriciitung zugeordneten Durchtrittsspa'ten ist es möglich, eine optimale Gestaltung des eigentlichen Kanals und des Austrittsspalts nach aerodynamischen Gesichtspunkten durchzuführen.

Weiterhin wird zum Antrieb der Teilklappen eine einfache Kinematik mit zwei Totpunktlagen geschaffen, die es ermöglichen, mit nur einem Stellzylinder die Steuerbewegungen durchzuführen. ι τ

LJm eine Bewegung der Teilklappen zueinander auf ein Minimum zu begrenzen, wird vorgeschlagen, daß die Anlenkpunkte auf jeder Profilseite in ihrer Normallage nahezu in einem Punkt vereinigt sind.

Weiternin ist zur Erzielung günstiger Hebelarme vorgesehen, daß die Anlenkpunkte über Haltearme an den Teilklappen bzw. am Flugzeugprofil angeschlossen sind.

Zur Beschleunigung der Strömung ist ferner vorgesehen, daß die gebildeten Durchtrittsspalte zwischen bzw. 2=, vor den Teilklappen in der jeweiligen Strömungsrichtung düsenförmig ausgebildet sind.

Die Erfindung ist in der Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispiels schematisch dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 bis 3 Prinzipdarstellungen der Teilklappen am Tragflügel in der neutralen Lage sowie in der Stellung bei negativem und positivem Ausschlag,

Fig. 4 bis 6 Darstellungen gemäß Fig. 1 bis 3 mit einer Anordnung der Teilklappen über ein Viergelenkgetriebe unter Fortlassung des Antriebs, r>

Fig. 7 bis 9 Darstellungen gemäß Fig.4 bis 6 mit einem Stellantrieb.

An einem Tragflügel 1 sind zwei hintereinander liegende Teilkiappen 2 und 3 angeordnet. Die Teilklappen 2 und 3 bilden zusammen eine strömungsgünstige Steuerklappe, wobei die hintere Teilklappe 3 ebenfalls als vollständige Steuerklappe ausgebildet ist und die vordere Teilklappe 2 einen Vergrößerungsteil darstellt.

Die Teilklappen 2 und 3 sind dabei so angeordnet, daß 1 > beim Schwenken in einer Richtung beispielsweise bei negativem Ausschlag beide Teilklappen 2 und 3 gemeinsam verschwenkbar sind und einen Durchtrittsspalt 4 zwischen dem Tragflügel 1 und der vorderen Teiiklappe 2 freigeben. Beim Schwenken in de·· anderen ,0 Richtung — positiver Ausschlag — wird nur die hintere Teilklappe 3 verschwenkt und gibt dabei einen Durchtrittsspah 5 zwischen den Teilklappen 2 und 3 frei. Hierdurch entsteht für jede Strömungseinrichtung ein zugeordneter Durchtrittsspalt 4 bzw. 5, der jeweils in γ, Strömungsrichtung durch die Hinterkante des Tragflügels 1 bzw. der zugeordneten Teilklappe 2 düsenförmig eingeengt und für die Strömungsrichtung nach aerodynamischen Gesichtspunkten optimal ausgelegt ist.

Zur Durchführung der Schwenkbewegungen greifen i,n an jeder Teilklappe 2 und 3 auf jeder Profilseite 6 und 7 Haltearme 8 und 9 bzw. 10 und 11 an, die mit den Teilklappen 2 und 3 jeweils fest verbunden sind und an ihren freien Enden Anlenkpunkte 12, 13 bzw. 14, 15 aufweisen. Ferner ist auf der Profilseite 6 ein flugzeugfester Haltearm 16 angeordnet, der an seinem freien Ende einen Anlenkpunkt 17 aufweist. Die Anlenkpunkte 13 und 15 der Haltearme 9 und 11 auf der Profilseite 7 sind miteinander verbunden. Auf der Profilseite 6 ist ferner der Haltearm 8 der vorderen Teilklappe 2 über seinen Anlenkpunkt 12 mit dem Anlenkpunkt 17 des flugzeugfesten Haltearmes 16 verbunden.

An der Profilseite 7 befindet sich ebenfalls ein fiugzeugfester Haltearm 20 mit einem Anlenkpunkt 21 an seinem freien Ende. Der Haltearm 10 der hinteren Teilklappe 3 steht über einen Lenker 22 mit dem flugzeugfesten Haltearm 20 auf der Profilseite 7 in Verbindung. Damit sich für jede Schwenkrichtung angenähert eine Totpunktlage ergibt und beim Verschwenken der Teilklappen 2 und 3 keine nennenswerten Bewegungen der Teilklappen 2 und 3 zueinander ergeben, liegen auf jeder Profilseite 6 bzw. 7 die Anlenkpunkte 12, 17 und 14 bzw. 13, 15 und 21 in Ruhelage der Teilklappen 2 und 3 nahe beieinander. Durch diese Zuordnung der Anlenkpunkte sind die Teilklappen 2 und 3 über ein Viergelenkgetriebe angeordnet.

Beim Verschwenken in negativer Richtung werden beide Teilklappen 2 und 3 unter Bildung einer angenäherten Totpunktlage um einen Drehpunkt aus den Anlenkpunkten 12, 14, 17 bewegt und geben einen der Strömungsrichtung angepaßten Durchtrittsspah 4 frei.

Beim Verschwenken in positiver Richtung wird nur die hintere Teilklappe 3 unter Bildung einer angenäherten Totpunktlage um einen Drehpunkt aus den Anlenkpunkten 13, 15, 21 bewegt und gibt ebenfalls einen Durchtrittsspalt 5 zwischen den Teilklappen 2 und 3 frei.

Diese Anordnung eignet sich insbesondere auch für kleinere Bewegungen der Steuerklappe, da bei kleinen Bewegungen ein Drehpunkt innerhalb des Flügelprofils gebildet wird (Schnittpunkt der Strecken 14, 21 und 12, 13).

Zur Betätigung der Anordnung ist ein Stellzylinder 23 etwa in der Mitte der Steuerklappe vorgesehen. Der Stellzylinder 23 ist an der Profilseite 6 im Punkt 24 am Tragflügel 1 angelenkt und greift mit seinem freien Ende an einem Arm 25 eines zweiarmigen Hebels 26 an. Der Hebel 26 ist an der vorderen Teilklappe 2 schwenkbar gelagert und ist mit seinem anderen Arm 27 mit einem Lenker 28 verbunden, wobei der Lenker 28 mit seinem freien Ende am Punkt 29 am Haltearm 11 der hinteren Teilklappe 3 an der Profilseite 7 angreift.

Bei einer Schubbewegung des Stellzylinders 23 erfolgt ein Schwenken beider Teilklappen in negativer Richtung, während bei einer Zugbewegung eine Schwenkbewegung der hinteren Teilklappe in positiver Richtung eintritt. In beiden Richtungen wird dabei der der Durchströmrichtung zugeordnete Durchtrittsspah 4 bzw. 5 freigegeben.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

I . Pateniansprüche:

1. Klappenanordnung für einen Flugzeugtragflügel mit zwei hintereinander angeordneten Teilklappen, von denen die hintere Teilklappe an der vorderen Teilklappe zum Schwenken in der einen Richtung und die vordere Teilklappe am Flugzeugtragflügel zum gemeinsamen Schwenken beider Teilklappen in der anderen Richtung derart angelenkt ist, daß beim Schwenken der hinteren Teilklappe ein Durchtrittsspalt zwischen beiden Teilklappen und beim Schwenken beider Teilklappen ein Durchtrittsspalt vor der vorderen Teilklappe entsteht, dadurch gekennzeichnet, daß die vordere Teilklappe (2) um eine auf der einen Profilseite (obere Profilseite 6) außerhalb der Tragflügelkontur liegende Flügellängsachse (Anlenkpunkt 12) schwenkbar am Tragflügel (1) gelagert ist und die hintere Teilklappe (3) um eine auf der anderen Profilseite (untere Profilseite 7) außerhalb der Klappenkontur verlaufende erste Klappenlängsachse (Anlenkpunkte 13, 15) schwenkbar an der vorderen Teilklappe (2) gelagert ist, wobei ein mit seinem ersten Ende im Bereich der anderen Profilseite (untere Profilseite 7) um eine zweite Klappenlängsachse (Anlenkpunkt 21) schwenkbar angelenkter Lenker (22) mit seinem zweiten Ende (Anlenkpunkt 14) auf der einen Profilseite (obere Profilseite 6) um eine dritte Klappenlängsachse schwenkbar gelenkig mit der hinteren Teilklappe (3) verbunden ist, und daß eine Verstellvorrichtung (Stellzylinder 23) an einem Arm (25) eines zweiarmigen, an der vorderen Teilklappe ,'2) um eine vierte Klappenlängsachse schwenkbar gelagerten Hebels

(26) angreift, der mit dem Ende seines anderen Arms

(27) mit einem Lenker (28) verbunden ist, welcher an einem an der hinteren Teilklappe (3) befestigten Haltearm (11) zwischen der hinteren Teilklappe (3) und den Anlenkpunkten (13,15) der hinteren (3) mit der vorderen (2) Teilklappe angelenkt ist.

2. Klappenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlenkpunkte (12, 14, 17 bzw. 13,15,21) auf jeder Profilseite (6 bzw. 7) in ihrer Normallage nahezu in einem Punkt vereinigt sind.

3. Klappenanordnung nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlenkpunkte (12, 13,14,15,17,21) über Haltearme (8,9,10,11,16,20) an den Teilklappen (2, 3) bzw. am Flugzeugprofil (1) angeschlossen sind.

4. Klappenanordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die gebildeten Durchtrittsspalte (4, 5) zwischen bzw. vor den Teilklappen (2,3) in der jeweiligen Strömungsrichtung düsenförmig ausgebildet sind.