DE2159777A1

DE2159777A1 - Vorrichtung an Flugzeugtragflächen

Info

Publication number: DE2159777A1
Application number: DE19712159777
Authority: DE
Inventors: Charles Frederick David Luton Bedfordshire Clarke (Großbritannien)
Original assignee: Hawker Siddeley Aviation Ltd
Current assignee: Hawker Siddeley Aviation Ltd
Priority date: 1970-11-30
Filing date: 1971-11-29
Publication date: 1972-06-08
Also published as: FR2115468A2; GB1381476A

Description

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EIKENBERG & BRÜMMERSTEDT PATENTANWÄLTE IN HANNOVER

HAWKER SIDDEIEY ATIATIOH UXLTSD 240/523

Vorrichtung an Flugzeugtragflächen (Zusatz zu Patentanmeldung P 21 00 733.0)

Die Erfindung "betrifft eine Vorrichtung an flugzeug— tragflachen zum Aus- und Einfahren einer Klappe nach Art der * in der Patentanmeldung P 21 00 733.0 beschriebenen Vorrichtung.

!Eragflächenklappen werden vorzugsweise verwendet, um bei einem flugzeug von gegebenem Gewicht die Durchsaclcgeschwin-

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digkeit zu verringern oder die aerodynamische Belastung der ^ Auftriebsflächen "bei einer gegebenen Reihe von Bedingungen zu vermindern. Dies kann durch zwei Maßnahmen erreicht werden: .

(a) Durch Verschieben der Klappe nach hinten'^ in Bezug auf die Tragfläche wird der wirksame Tragflächenbereich vergrößert;

(b) Durch Auslenkung nach unten wird die Trag-

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flächenwölbung und die Strömungszirkulation vergrößert.

Wesentliche Kriterien für ein geeignetes aerodynamische^ Verhalten des gesamten Systems sind die Form der Klappe, der rückwärtige Tragflächenabschluß und der Schlitz für die Luftströmung, der gebildet wird, wenn sich die Klappe von dem rückwärtigen Tragflächenabschluß während der Ausfahrbewegung und der Auslenkung nach unten löst.

Bei der in der Hauptanmeldung beschriebenen Vorrichtung ist die Klappe drehbar an einem,in einer an der Tragfläche angeordneten Führung entlang bewegbaren Trägerteil gelagert, wobei die Klappe mittels eines weiteren Steuerteils bei ihrer Bewegung nach hinten um ihren Drehpunkt am Trägerteil geschwenkt wird.

Als Trägerteil dient dabei ein Rollengestell oder ein · Wagen, der in einer Hauptspur läuft, während das Steuerteil für den Anstellwinkel in einer gesonderten Steuerspur läuft oder in eine Verlängerung der Hauptspur einläuft, wobei die Spur bzw. die Spuren vollständig oberhalb des Weges der Klappe angeordnet sind.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Klappensteuerung gemäß der Hauptanmeldung konstruktiv zu vereinfachen und in ihrer Punktion zu verbessern.

Die Erfindung geht dabei davon aus, daß bei einer Reihe von Flugzeugtypen eine einfache Klappensteuerung verwendet wird, beider ein äußerer Drehpunkt in einigem Abstand unterhalb der unteren Tragflächenseite an einem mit der Tragfläche verbundenen Ausleger angeordnet ist. Bei dieser.bekannten Vorrichtung ist ein von der Klappe nach unten ragender Arm drehbar mit dem Drehpunkt verbunden, so daß während des Arbeitsablaufes die Klappe durch Drehung um den Drehpunkt wahlweise von einer geschlossenen in eine voll ausgefahrene Lage bewegt werden kann. Hierbei sind jedoch Grenzen gesetzt, da die Klappe mit einem festen Radius um den Drehpunkt bewegt wird, so daß zwar eine große Klappendrehung jedoch nur eine begrenzte Bewegung nach hinten möglich ist. Aufgrund des festen Radius ist es ferner erforderlich, den Drehpunkt ziemlich weit nach vorn zu verlegen, damit bei der Klappenbetätigung die Klappe von der Unterseite des ortsfesten Tragflächenteils am ablaufenden Ende sauber abhebt, und hierdurch wird zusätzlich die Vergrößerung des wirksamen Tragflächenbereiches aufgrund der dadurch bedingten Abmessungen der Klappe vermindert.

Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Führung oder eine antreibende Gewindeachse ganz oder teilweise unterhalb der Klappe angeordnet ist, daß ein Radiallenker mit seinem oberen Ende drehbar an der Klappe und mit seinem unteren Ende an einem im Abstand von der Tragflächenunterseite befindlichen Drehpunkt angelenkt ist und daß sich die Verbindung des Radiallenkers mit der Klappe

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hinter dem "bewegbaren Trägerteil·, das die· Ease der Klappe "betätigt, "befindet.

Durch Anpassung der "bekannten Technik eines äußeren Drehpunktes an die in der Hauptanmeldung beschriebene !Vorrichtung wird erreicht, daß bei Drehung der Klappe eine rasche Änderung des Anstellwinkels verhindert wird. Zugleich läßt sich eine erhebliche Vergrößerung des wirksamen Tragflächenbereichs in Verbindung mit einer konvergierenden Zunahme der Tragflächenwölbung erreichen, und zugleich wird ein konvergierender Schlitz für den Luftstrom zwischen der Unterseite des Tragflächenabschlusses und der Oberseite der Klappe aufrechterhalten, der erwünscht ist. Gegenüber der Vorrichtung gemäß der Hauptanmeldung ergibt sich durch den Einsätz des Radiallenkers eine konstruktive Vereinfachung und eine funktioneile Verbesserung, weil der unterhalb der Tragflächenunterseite drehbare Radiallenker eine allmählichere Änderung der Tragflächenwölbung bei gleichzeitig vergrößerter Auslenkung der Klappe nach hinten ermöglicht.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann der untere Drehpunkt äea Radiallenkers an einem Ausleger der Tragfläche angeordnet werden, und die Spur für den Wagen oder die antreibende Gewindeachse kann gegebenenfalls an diesem Ausleger unterhalb der Tragflächenunterseite aber oberhalb des Drehpunktes vorgesehen werden.

Die Klappe kann aus zwei tragfläohenartigen Elementen gebildet sein, wobei das hintere Element an der Hauptklappe angelenkt ist, um eine aerodynamische Stabilisierungswirkung zu erzeugen. Zwischen dem Lagerelement der auflaufenden Kante

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und dem hinteren Xlappenelement kann ein Yerbindungshebel vorgesehen werden, der die Auslenkung des hinteren Klappenelementes in Bezug auf die Hauptklappe steuert, oder statt dessen kann ein Kurvensehlitz an der Hinterseite des Radiallenkers vorgesehen werden, der eine am Arm des hinteren iClappenelements befestigte Rolle führt, wodurch allmählich die wirksame Wölbung des Auftriebssystems über dem gesamten Bereich der penbewegung erhöht und dadurch die gewünschte Änderung des Auftriebs und des Strömungswiderstandes beim Landeanflug und in der Aufsetzphase bewirkt wird. Es sind auch andere Betätigungsvorrichtungen für das hintere Element möglich.

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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung "bedeuten:

Pig. 1 ein bekanntes Klappensystem mit einem . äußeren Scharnierpunkt zur Yer an schau·?*· lichung der großen Klappendrehung Dei vernachlässigbar kleiner Auslenkung nach hinten;

Pig. 2 eine Anordnung gemäß der Erfindung;

Pig.;3 und 3a verschiedene Steuervorrichtungen

. für die Auslenkung des hinteren Klappen- t teils der in Pig. 2 dargestellten Ausführungsform und

Pig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel.

Bei der in Pig. 1 dargestellten bekannten Klappensteuerung erstreckt sich ein Ausleger oder Kragarm 25 von der Hauptragflächenkonstruktion 26 nach unten und nach hinten,und die Klappe 27 ist drehbar am unteren Ende dieses Auslegers mittels eines sich unten und nach vorn erstreckenden, an der Klappe befestigten Arms 28 gelagert. Der Drehpunkt 29 befindet sich ein gutes Stück unter der Tragflächenunterseite, und die Klappe wird allein durch eine Drehbewegung nach hinten um diesen Drehpunkt ausgeschwenkt, so daß die Tragflächenvergrößerung stark begrenzt ist. Am vorderen Teil der Klappe wird ein konvergierender Schlitz 30 für den Luftstrom gebildet.

Bei dem in Pig. 2 dargestellten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel besteht eine am ablaufenden Tragflächen-

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ende vorgesehene KlappenanOrdnung 5 aus einer Hauptklappe 5A und einer Hilfsklappe 5B. Im eingefahreneu Zustand befindet sich die Klappenanordnung innerhalb des Querschnittsprofils eines Tragflächenabschnitts 3 am ablaufenden Ende, wobei das Hauptklappenelement 5A unterhalb einer Verlängerung oder Verkleidung 4 an der Tragfläche 3 liegt. Die Hilfsklappe 5B 1st drehbar an der Hauptklappe 5A mit Hilfe von Armen 10 gelagert, die nach unten weisend etwa im mittleren Teil der Hilfsklappe 5B befestigt sind und an einem Punkt 24 unterhalb der Hilfsklappe gelenkig mit den hinteren Enden von Armen 9 verbunden sind, die fest an der Hauptklappe 5A sitzen und sich nach hinten sowie etwas nach unten erstrecken. In der Zeichnung ist zu erkennen, daß die Hilfsklappe zur Erzeugung eines Wölbungseffektes in Uhrzeigerrichtung bewegt werden kann, während eine Bewegung gegen den Uhrzeigersinn bei 11 durch einen einstellbaren Anschlag zwischen der auflaufenden Kante der Hilfsklappe und dem Arm 9 verhindert wird. Hierdurch wird die Möglichkeit einer negativen Wölbung an der Tragflächenoberseite verhindert.

An der Tragfläche 3 ist vor der auflaufenden Kante der Klappe ein Ausleger 6 starr befestigt, der sich nach hinten und unten erstreckt und dabei eine mehr oder weniger große Entfernung zur Klappe aufweist bis etwa unmittelbar zur ablaufenden Kante der Verlängerung 4, wo er einen Drehpunkt 7 für die Klappenanordnung bildet. Am Drehpunkt 7 ist das untere Ende eines Gelenkhebels 12 drehbar befestigt, der sich etwa verti- " kai vom Drehpunkt 7 nach oben erstreckt und dort bei 13 drehbar mit dem Arm 9 etwas hinter und oberhalb der Gelenkverbindung der Arme 9 und 10'verbunden ist.

Die auflaufende Kante der Hauptklappe ist gezwungen, auf etwa derselben horizontalen Höhe zu verbleiben, wenn die

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Klappe nach, hinten ausgefahren ist. Dies wird dadurch, erreicht, daß die Klappe an einem Arm 14 starr "befestigt ist, der seinerseits bei 15 drehbar mit einem Srägerteil in Form eines Rä&ergesteils, eines ¥agens oder einer Gewindemutter 16 verbunden ist. Die Mutter 16 oder ein !ragerteil, das die gleiche Punktion ausüben kann, wird entweder in einer Spur geführt oder unmittelbar auf einer Gewindeaehse 8 entlang bewegt, die an dem Ausleger 6 gelagert ist. Diese Spur hat in rückwärtiger Richtung nur eine geringe Neigung nach unten, die von den Erfordernissen des Schlitzes bestimmt ist, der zwischen der Verlängerung 4 und der Nase der Klappe bei ausgefahrener Klappe gebildet wird. Ein Verbindungshebel 17 ist mit seinem vorderen Ende drehbar an dem Wagen bzw. an der Mutter 16 befestigt, während sein hinteres Ende an einem Arm 18 angelenkt ist, der unter der auflaufenden Kante der Hilfsklappe 5B befestigt ist. Dieser Hebel steuert die Stellung der Hilfsklappe, um den sich über den gesamten Ausfahrbereich ändernden Wölbungseffekt zu erzielen.

Wenn die Lagerung an der vorderen Klappenkante mit einem Rädergestell oder einem in einer Spur laufenden Wagen gekuppelt ist, erfolgt der Antrieb der Klappe nach hinten über geeignete K„!t^3l, die drehbar entweder unmittelbar mit der Klappe 5A oder mit dem Rädergestell bzw. mit dem Wagen oder mit dem Verbindungshebel oder Radiallenker 12 verbunden sind. Bei dem dargestellten System mit Gewindeachse erfolgt der Antrieb der Klappe nach hinten durch Drehung der Gewindeachse 8 über beliebige Mittel. Eine Kombination der Drehung um den Gelenkpunkt 7 mit der Steuerung der Lage der Klappenvorderkante aufgrund der Bewegung des Trägerteils 16 entlang einer Spur oder entlang einer Gewindeachse gewährleistet die jeweils erforderliche Klappenanstellung in Verbindung mit einer Zunahme der wirksamen iragflächengröße, eine allmähliche Winkeländerung

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der Hilfsklappe für die Zunahme des Wölbungseffektes und die Ausbildung eines "konvergierenden Schlitzes für den Luftstrom. Der Drehpunkt 13 ist etwas vor dem Drehpunkt 7 angeordnet, und hierdurch wird bewirkt, daß während der Anfangsphase der Klappenbewegung in YerMndung mit der von der Bewegung des"^Trägerteils 16 herrührenden leichten Absenkung der Klappenvorderkante ein sauberes Abheben der Klappe von der Verlängerung 4 erfolgt und ein konvergierender Schlitz für den Luftstrom gebildet wird,

Der gesamte Mechanismus ist in einer Verkleidung untergebracht, die aus einem vorderen festen Teil 19 und einem hinteren bei 7 drehbar gelagerten Teil 20 besteht.

_r Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Pig. 3 besitzt der Radiallenket 12A eine hintere Verlängerung mit einem Führungsschlitz 23, der so ausgebildet ist, daß bei Drehung des Radiallenkers in Bezug auf die Klappe 5A um den Drehpunkt 13 die vom Schlitz eingeschlossene Rolle 21, die auf dem Arm 1OA gelagert ist, die Hilfsklappe 5B in Drehung versetzt und die Stellung der Klappe so steuert, daß der veränderliche Wölbungseffekt auf dem gesamten Ausfahrbereich eintritt. Eine andere Steuerung der Hilfsklappe ist in Pig. 3a dargestellt. Der Ausleger 6 besitzt eine hintere Verlängerung 6A und ist über einen Verbindungshebel 22 mit dem Arm 1OB an der Hilfsklappe verbunden.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebene zweiteilige Fowler-Klappe beschränkt sondern kann auch bei einer einstückigen Fowler-Klappe und bei Klappen mit mehreren Elementen angewendet werden.

Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der die Achse 41 der Stellschraube 40 kürzer und annähernd vertikal ist

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und sich in der Nähe des hinteren Tragflächenholms befindet, wobei die Verbindung zwischen der Mutter und der Klappe 5A mit Hilfe eines Lagerzapfens 42 erfolgt, auf dem drehbar das eine Ende eines dreieckigen Winkelhebels 43 gelagert ist. Bin kürzerer Arm des Hebels 43 erstreckt sich vom Lagerzapfen nach hinten zu einem Punkt 44, wo der Hebel drehbar an der Klappenverkleidung gelagert ist. Der längere Arm des Hebels 43 erstreckt sich vom Punkt 44 nach unten, und sein unteres Ende ist drehbar mit einem Arm 46 verbunden, der an der Klappe befestigt ist und sich unter der Klappennase nach vorn und unten erstreckt.

In diesem Falle bildet der Ausleger, der das Drehlager 7 des radialen Lenkers trägt, ein !eil mit der Verkleidung, und das obere Drehlager 13 des Radiallenkers und das Drehlager' der Hilfsklappe fallen zusammen.

Die Betätigung der Stellschraube bewirkt eine Auslenkung der Klappe nach hinten, aber eine Drehung der Klappe wird im ersten Augenblick verhindert. Der Drehpunkt 45 befindet sich zunächst etwas vor dem Punkt 44, was im Anfang der Auslenkbewegung zu einer geringen negativen Wölbung führt, um ein Scheuern der Klappe an der Verkleidung zu verhindern.

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Claims

Patentansp r ü ehe

1. vorrichtung an Flugzeugtragflachen zum Aus- und Einfahren \—-deiner Klappe, wobei die Klappe drehbar an einem, in einer an der !Tragfläche angeordneten Führung entlang bewegbaren !lagerteil gelagert ist und wobei die Klappe mittels, eines weiteren Steuerteiles bei ihrer Bewegung nach hinten um ihrep Drehpunkt am Trägerteil geschwenkt wird nach Patentanmeldung P 21 00 733.0, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung oder eine antreibende Gewindeachse (8) ganz oder teilweise unterhalb der Klappe (5A, 5B) angeordnet ist, daß ein Radiallenker (12) mit seinem oberen Ende drehbar an der Klappe und mit seinem unteren Ende an einem im Abstand von der Tragflächenunterseite befindlichen Drehpunkt (7) angelenkt ist, und daß sich die Verbindung des Radiallenkers (12) mit der Klappe hinter dem bewegbaren Trägerteil (16), das die Nase der Klappe betätigt, befindet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehpunkt (7) für das untere Ende des Radiallenkers (12) an einem Ausleger (6) der Tragfläche (3) sitzt, und daß die Spur für das Trägerteil oder die antreibende Gewinde-• achse (8) sich im wesentlichen von vorn nach hinten erstreckt und an dem Ausleger (6) unterhalb der Tragflächenunterseite aber oberhalb des Drehpunktes (7) gelagert ist.

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3. Vorrichtung nach. Anspruch. Έ, dadurch gekennzeichnet« daß die !fase der Klappe mit einer Stellsehraube (40) gekuppelt ist» die Tor der Klappennase an der tragfläche (3) so gelagert ist, daß die Crewirideaehse (41) aonähernd vertikal -verläuft _t daß die Klappe einen an ihr "befestigten; Arm (46) aufweist, der sich, unterhalb der Klappennase nach vorn und nach unten erstreckt und dessen unteres Ende drehbar mit dem unteren Ende eines Hebels (43) verbunden ist,, der drehbar am Flugzeug gelagert ist und an oder nahe seinem oberen Ende eine Verbindung mit einer auf der Gewindeachse angeordneten Mutter aufweist.

4. Vorrichtung.nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehpunkt des am Flugzeug gelagerten Hebels (43) sich an oder nahe am oberen Ende des Hebels hinter der Gelenkverbindung mit der Mutter befindet, und daß im eingezogenen Zustand der Klappe die Gelenkverbindung am unteren Ende des Hebels etwas vor dem Drehpunkt liegt.

5· Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Radiallenker (12) im eingezogenen Zustand äes Klappe annähernd vertikal verläuft.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappe aus einem vorderen (5A) und einem hinteren Tragflächenelement (5B) gebildet ist, wobei das hintere Element eine Hilfsklappe ist, die gelenkig an der vorderen oder Hauptklappe (5A) angelenkt ist, und daß sich die Gelenkverbindung des oberen Endes des Radial lenkers (12) im Bereich der Gelenkverbindung der Hilfsklappe mit der Hauptklappe befindet.

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7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Gelenkverbindung des Sadiallenkers (12) mit der Klappe etwas oberhalb des Hilfsklappendrehpunktes "befindet·

8. Vorrichtung nach Anspruch 6,dadurch gekennzeichnet, .daß die Achse der Gelenkverbindung des Radiallenkers (12) mit der Klappe und die Achse des Hilfsklappendrehpunktes zusammenfallen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verbindungshebel (17) zwischen den»die Klappennase tragenden Träger (16) und der Hilfsklappe vorgesehen-ist, um die Auslenkung der Hilfsklappe relativ zur Hauptklappe zu steuern.

10. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung der Auslenkung der Hilfsklappe relativ zur Hauptklappe im Radiallenker (12) ein Führungsschlitz (23) für einen Nocken (21) an der Hilfsklappe vorgesehen "ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung der Auslenkung der Hilfsklappe ein Hebel hinter dem Radiallenker (12) dient, der parallel zu diesem verläuft und mit seinem oberen Ende drehbar an der Hilfsklappe und mit seinem unteren Ende drehbar mit der selben Anordnung wie der Radiallenker verbunden ist.

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweiteilige Verkleidung vorgesehen ist, deren einer Teil mit dem Flugzeug fest verbunden ist und dessen zweiter Teil drehbar am Drehpunkt des Radiallenkers gelagert ist.

bs/br

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