DE2253877B2 - Störklappe für Flugzeugtragflächen - Google Patents

Description

ao Schnitt längs der Linie H-II in F i g. 1,

F i g. 3 einen F i g. 2 ähnelnden Schnitt bei ausgefahrener Hinterkantenklappe und aufwärts ausgefahrener Störklappe,

Fig. 4 eine graphische Darstellung zur Veranschaulichung der Störklappenwirtung bei einer herkömmlichen Störklappe,

F i g. 5 einen in vergrößertem Maßstab gehaltenen Schnitt durch eine Ausführungsform der Störklappe nach der Erfindung,
F i g. 6 eine Teilaufsicht auf die Unterseite der

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Störklappe, die am Tragflügel eines Flugzeugs zwischen der Vorderkante und der Hinterkantenklappe angeordnet ist, an der Oberseite des Tragflügels mit ihrem der Vorderkante des Tragflügels zugewandten Ende angelenkt ist und die in ihrer nach oben verschwenkten Stellung einen Kanal zwischen der Unterseite und der Oberseite des Tragflügels freigibt.

Die bekannten Störklappen der eingangs genannten Gattung (US-PS 22 61363 und DT-PS 7 35881) geben einen derartigen Kanal frei, daß beim Durchströmen der Luft durch diesen Kanal sich der Rollmomenteneffekt der Störklappe in Abhängigkeit vom 35 Störklappe, Störklappen-Anstellwinkel ab einer bestimmten Stör- F i g. 8 eine

klappenstellung sehr stark erhöht und so der Luftstrom an der Oberseite der Hinterkantenklappe bei dieser bestimmten Anstellung der Störklappe schnell abreißt. Wenngleich diese Erscheinung in jedem Falle 4<> bei einer Hinterkantenklappe auftreten kann, so tritt sie bei der bekannten Ausbildung der Störklappe und des Kanals in besonders verstärktem Maße auf.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Störklappe der eingangs genannten Gattung zu schaffen, durch die, ohne bei ihrer Nicht-Betätigung einen ungünstigen Einfluß auf die anderen Eigenschaften eines Flugkörpers auszuüben, eine gleichmäßige und zweckmäßige Störklappenwirkung bzw. eine gleichmäßige Veränderung des Rollmomenteneffektes in Abhängigkeit vom Störklappen-Anstellwinkel gewährleistet wird.

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß im Bereich des Kanals zur Erzeugung eines Wirbels in der durch den Kanal strömenden Luft ein Wirbelerzeuger an der Störklappe oder am Tragflügel so angeordnet ist, daß er über die Außenkontur des Tragflügels nicht hinausragt.

Dadurch, daß der Wirbelerzeuger nicht über die Außenkontur des Tragflügels hinausragt, wird bei einem Störklappen-Anstellwinkel von 0° kein ungünstiger Widerstand erzeugt. Bei ausgefahrener Störklappe wird durch die Wirbelerzeuger ein aus dem Kanal heraustretender Wirbel erzeugt, so daß Anordnung von F i g. 5, in Richtung des Pfeils VI gesehen,

Fig. 7 eine Fig. 5 ähnelnde Ansicht bei ausgefahrener Hinterkantenklappe und nach verschwenkter

Schrägansicht der Anordnung von F i g. 7, in Richtung des Pfeils VIII gesehen,

Fig. 9 einen Schnitt durch eine abgewandelte Ausführungsform,

Fig. 10 einen Schnitt längs der Linie X-X in Fig. 9,

Fig. 11 einen Fig. 9 ähnelnden Schnitt zur Veranschaulichung des Betriebszustandes der Klappe und der Störklappe gemäß F i g. 9,

Fig. 12 eine Schrägansicht der Anordnung von Fi p. 11. in Richtung des Pfeils XfI gesehen,

Fig. 13 und 14 Schnittansichten weiter abgewandelter Ausführungsformen,

Fig. 15 eine charakteristische graphische Darstellung der Wirkung der Störklappe bei den Ausführungsformen gemäß den F i g. 5 bis 8 im Vergleich zu den herkömmlichen Störklappen gemäß den F i g. 1 bis 3.

In Fig. 1 ist entsprechend einer herkömmlichen Anordnung eine Störklappe 2 einer Querruderanordnung dargestellt, der als Querruder zur Erhaltung der Querstabilität oder zur Gewährleistung der Bewegung eines Flugzeuges auf Grund des Rollmoments infolge der Ansteuerung nur des einen Tragflügels, um den Auftrieb nur an der betreffenden Seite zu verringern, dient. Diese Störklappe 2 ist an der Oberseite eines Haupt-Tragflügels 1 in der Weise montiert, daß eine Hinterkantenklappe 3 einer auftriebserhöhenden Anordnung, die praktisch über die gesamte Flügelspann-

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dem Abstrom der Störklappe durch diesen Wirbel in ⁶5 weite hinweg an der Hinterkante des Tragflügels 1 mäßigem Ausmaße Energie zugeführt und der angeordnet ist, hinsichtlich ihres Auftriebskoeffi-

zienten durch die Störklappe 2 unter Langsamflugbedingungen beeinflußt werden kann. Eine solche

schnelle Luftstrom-Abriß von der Oberseite der Hinterkantenklappe oder der Oberseite der Trag-

Störklappe 2 bietet daher für Hochgeschwindigkeitsflugzeuge außerordentliche Vorteile.

Bei einer herkömmlichen Störklappe, bei welcher sich bei ihrer Betätigung gemäß den F i g. 2 und 3 ein Kanal öffnet, über den ein Luftstrom von der Unterseite zur Oberseite des Tragflügels 1 streichen kann, ändert sich jedoch der Rollmomenteffekt jCl der Störklappe gleichmäßig in Abhängigkeit vom Störklappen-Anstellwinkel «s, wie dies in Fig. 4 durch die Kurve α für den Fall bei eingefahrener Hinterkantenklappe veranschaulicht ist. Dagegen reißt der Luftstrom bei ausgefahrener Hinterkantenklappe 3 an der Oberseite der Klappe bei einem bestimmten Anstellwinkel der Störklappe 2 schnell ab, so daß der Auftrieb der zur Erzeugung hohen Auftriebs ausgefahrenen Hinterkantenklappe 3 verlorengeht. In dLocm Fall erhöht sich der Rollmomenteffekt aCI in Abhängigkeit vom Störklappen-Anstellwinkel ts sehr stark, wie dies d'\rch die Kurve b in Fig. 4 veranschaulicht ist.

Gemäß den Fig. 5, 7, 9, 11, 13 und 14 weist ein Flugzeug einen Haupt-Tragflügel 1 und eine Störklappe 2 auf, die an seiner Hinterkante einen Kanal 4 festlegt und am Tragflügel 1 mittels eines Scharniers S angelenkt ist.

Eine Hinterkantenklappe 3, welche die Hauptklappe des Tragflügels 1 bildet, ist mittels eines Scharniers 6 am Tragflügel 1 angelenkt.

Gemäß den F i g. 5 bis 8 ist eine flache, sägezahnförmige Platte 7 über ein gewünschtes Stück der gesamten Spannweite an der LInterseite der Hinterkante der Störklappe 2 angebracht.

Die Ausführungsfonnen gemäß den F i g. 5 bis 8 sind so ausgebildet, daß beim Aufwärtsschwenken, d. h. Ausfahren der Störklappe 2, ein Luftstrom zu dem hinter der Störklappe 2 befindlichen Kanal 4 erzeugt wird, wobei dieser Luftstrom mit der flachen, sägezahnförmigen Platte 7 in Berührung gelangt und dabei einen Wirbel 10 erzeugt.

Durch diesen Wirbel 10 wird dem Abstrom von der Störklappe 2 mäßige Energie erteilt, wodurch der schnelle Strömungsabriß von der Oberseite der Hinterkantenklappe 3 entsprechend dem Anstellwinkel der Störklappe 2 gemildert wird. Dieser Abriß schreitet somit mit zunehmendem Anstellwinkel der Störklappe 2 allmählich fort.

Infolgedessen wird die Änderung des Störklappeneffekts aCI in Abhängigkeit vom Störklappenwinkel ss so gleichmäßig, wie dies in Kurve c von F i g. 15 veranschaulicht ist, d. h., sie tritt nicht so plötzlich auf wie der im Kurven von Fig. 4 und 15 dargestellte Störklappeneffekt jC/ bei der herkömmlichen Störklappe.

Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsfonnen kann die Klappe 3 unter einem erheblichen Winkel ausgefahren sein, um höheren Auftrieb zu erzeugen, während die Quersteuereigenschaften auch im Langsamflugzustand aufrechterhalten bleiben.

Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen können die Charakteristika des Störklappeneffekts beliebig modifiziert werden, z.B. indem die

ao Erstreckung oder die Form der flachen, sägezahnförmigen Platte 7 über die Flügel-Spannweite hinweg geändert oder ihre Form unter Berücksichtigung ihrer Position in Richtung der Spannweite variiert wird. Allgemein gesagt, kann die Form und Gestalt

der Platte 7 längs der Spannweite beliebig bzw. wie gewünscht geändert werden.

Darüber hinaus kann an Stelle der flachen, sägezahnförmigen Platte 7 an der Unterseite der Hinterkante der Störklappe 2 gemäß den Fig. 9 bis 12 ein Wirbelerzeuger 8 vorgesehen sein. Hierdurch werden praktisch die gleichen Funktionen und Wirkungen erzielt wie bei den Ausführungsformen gemäß den Fig. 5 bis 8.

Außerdem können eine flache, sägezahnförmige

Platte 9 oder ein Wirbelerzeuger 10 a gemäß den Fig. 13 und 14 an dem dem Kanal4 zugewandten Teil des Tragflügels 1 angeordnet sein.

Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ist jeweils eine Hinterkantenklappe 3 vor-

gesehen, doch kann die Störklappe 2 selbstverständlich auch auf einen Tragflügel angewandt werden, der keine Hinterkantenklappe aufweist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   flügel-Hinterkante gemäßigt wird. Hierbei nimmt dieser Strömungs-Abriß mit zunehmendem Anstellwinkel der Störklappe nur allmählich zu, worauf sich der Störklappeneffekt mit zunehmendem Anstellwinkel nur sehr langsam erhöht. Somit ist es möglich, der Hinterkantenklappe einen so großen Ausfahrwinkel zu erteilen, daß eine ausreichende Auftriebserhöhung erreicht wird, während gleichzeitig die Quersteuerungseigenschaften im Langflugzustand gut

   ίο bleiben. Dadurch ist es außerdem möglich, die Flächenbelastung unter Verbesserung der Eigenschaften im Schnellflugzustand zu erhöhen.

   Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläu-

   Störklappe, die am Tragflügel eines Flugzeugs zwischen der Vorderkante und der Hinterkantenklappe angeordnet ist, an der Oberseite des Tragflügels mit ihrem der Vorderkante des Tragflügels zugewandten Ende angelenkt ist und die in ihrer nach oben verschwenkten Stellung einen Kanal zwischen der Unterseite und der Oberseite des Tragflügels freigibt, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Kanals (4) zur Erzeugung eines Wirbels in der durch den Kanal (4) strömenden Luft ein Wirbelerzeuger (7,8,9,10 a) an dei Störklappe (2) oder am Tragflügel (1) so 15 tert. Es zeigt angeordnet ist, daß er über die Außenkontur des F i g. 1 eine perspektivische Darstellung eines mit

   Tragflügels (1) nicht hinausragt. einer herkömmlichen Störklappe versehenen Flug

   zeugs, F i g. 2 einen in vergrößertem Maßstab gehaltenen