DE2426245A1

DE2426245A1 - Hyperauftriebsklappen fuer flugzeugtragflaechen

Info

Publication number: DE2426245A1
Application number: DE19742426245
Authority: DE
Inventors: Jean Cabriere
Original assignee: Dassault Aviation SA
Current assignee: Dassault Aviation SA
Priority date: 1973-05-29
Filing date: 1974-05-29
Publication date: 1974-12-19
Also published as: FR2231564A1; DE2426245B2; US3940093A; DE2426245C3; GB1461792A; FR2231564B1

Description

Patentanwälte

Dr. Ing. H. Negsndank

Dipl. Ing. H. Hauck - Π-οΙ. -h/7. '.V. Schmitz

Dipl. Ing. E, Gr^sIi: - Dipl. !nc. VV. Wehnert

8 München 2, fc^ai^isuSe 25

Telefon 5380586

Avions MaT¹OeX Dassault-Breguet

Aviation

46, Avenue Kleber 21. Mai 1974

75 Paris, Frankreich Anwaltsakte M-3116

Hyperauftriebsklappen für Flugzeugtragflachen

Die Erfindung betrifft eine Hyperauftriebseinrichtung mit Hyperauftriebsklappen, welche an der Vorderkante einer Tragfläche eines Flugzeuges angeordnet sind und welche zum Flug mit glattem Profil eine eingezogene Stellung und zur Erhöhung des Auftriebes eine ausgefahrene Stellung einnehmen können, wobei sie in der ausgefahrenen Stellung nach vorne und unten über die Tragfläche vorstehen und mit einem hydraulischen Verteiler zur Steuerung der Druckbeaufschlagung von die Hyperauftriebsklappen betätigenden Stellmotoren.

Gewisse Formen der Tragflächen moderner Flugzeuge, welche für hohe Reisegeschwindigkeiten entworfen sind, gestatten nicht, bei glattem Profil der Tragflächen annehmbare Überzieheigenschaften zu erhalten .

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welche eine Führungsvorrichtung für die Nase aufweist J¹;

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Es ist notwendig, diese Tragflügel an der Vorderkante mit Klappen oder mit Nasen zu versehen, die sich bei Reisegeschwindigkeit in das Profil der Tragfläche einfügen und die bei Gefahr des Überziehens ausgefahren und eingeschwenkt werden, um den Auftrieb des Profils zu erhöhen..

Durch die vorgelegte Erfindung soll eine solche Hyperauftriebseinrichtung geschaffen werden, welche sowohl eine Bedienung durch den Piloten als auch eine automatische Bedienung in Abhängigkeit vom Neigungswinkel der Flugrichtung gestattet. Dies wird durch die im Hauptanspruch angegebenen Merkmale erreicht. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben»

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 und 2 Schnitte durch die Vorderkante einer Tragfläche, wobei die Nase in der sich in das Tragflächenprofil einfügenden Lage bzw. in der ausgefahrenen Lage gezeigt ist (der Schnitt verläuft durch eine der Ebenen,*

Fig. 3 einen ähnlichen Schnitt, jedoch durch eine der Ebenen, welche einen Zylinder zum Betätigen der Nase enthält;

Fig. 4 eine schematische Aufsicht auf eine Tragfläche mit einer erfindungsgemäßen Hyperauftriebsklappe;

Fig. 5 eine schematische Ansicht einer elektrohydraulischen Steuervorrichtung für die Nasen, welche sowohl vom Piloten als auch automatisch betätigt werden kann. "

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Die Fig. 1 bis 4 zeigen einen Teil der Vorderkante der Tragfläche 1 eines Flugzeuges .

Bei glattem Profil (Fig. 1 und 4) wird die Vorderkante dieser Tragfläche von einer Nase 2 umgeben, welche genau das für eine hohe Reisegeschwindigkeit geeignete Profil nachbildet. Diese Nase wird durch eine mit dem Profil versehene Haut 3 gebildet, welche auf einer in Längsrichtung verlaufenden Versteifung 4 befestigt ist.

Sie ist mit der Tragfläche durch wenigstens zwei Träger verbunden, welche auf der Nase in gewissem Abstand voneinander befestigt sind.

Wie die Fig. 2 und 3 zeigen, weist jeder dieser Träger ein gekrümmtes Teil 5 auf, welcher zur Nase hin in einer Platte 6 endet, die an der Versteifung 4 befestigt ist und an ihrem anderen Ende in dem die Angriffskante bildenden Teil der Tragfläche geführt ist.

Bei der gezeigten Ausführungsform wird die Führung durch Rollen 7 mit horizontaler Achse und durch Rollen 8, welche in einer senkrechten Ebene angeordnet sind, erhalten, wobei darüberhinaus ggf. Stützflächen 9 vorgesehen sind, die mit einem Material mit geringem Reibungskoeffizienten bedeckt sein können. Diese Rollen und diese Stützflächen werden von einer Platte Io getragen, welche in der Tragfläche angeordnet ist und auf einem Versteifungsteil 11 derselben befestigt ist, wobei das Versteifungsteil 11 eine Öffnung 12 aufweist, durch die der Träger 5 bei seiner Bewegung hin-

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durchtritt. Zwei der Rollen 7 verlaufen in einem gekrümmten Spalt 13 des Trägers 5. Sie bilden daher Endanschläge für die Bewegung des Trägers 5.

Der Träger 5 sowie der Spalt 13 weisen vorzugsweise die Gestalt von.Kreisbögen auf, so daß der Träger 5 und der Spalt 13 sich auf sich selbst bewegen, wodurch die in der Beplankung der Tragfläche vorgesehene Öffnung auf ein Mindestmaß beschränkt werden kann.

Das Bewegen der Nase erfolgt durch einen hydraulischen Stellmotor.

Fig. 3 zeigt einen solchen Stellmotor, dessen in der Tragfläche angeordneter Zylinder 14 durch zwei gegenüberliegende Lagerzapfen 15 angebracht ist, welche eine horizontale Schwenkachse in einem an dem Versteifungsteil 11 der Tragfläche befestigten Teil 16 bilden.

Die Kolbenstange 17 des Stellmotors ist an ihrem äußeren Ende bei 17a auf einem Schuh 17b gelagert, welcher auf der Versteifung 4 der Nase 2 befestigt ist.

Der Stellmotor ist in zwei Richtungen betätigbar, und seine Beaufschlagung kann durch jede geeignete Vorrichtung erfolgen, z.B. durch die nachgiebigen Leitungen 18,19 oder durch die Lagerzapfen 15 durchsetzende Kanäle.

Der Stellmotor ist als Differentialstellmotor ausgebildet, bei dem

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einerseits der volle Querschnitt seines Kolbens und andererseits der ringförmige, zwischen der Kolbenstange und der Zylinderwand befindliche Abschnitt dieses Kolbens dem Druck des Öls ausgesetzt wird (s. weggebrochene Teile in Fig. 3).

Wie Fig. -M- zeigt, ist auf jeder der Tragflächen die Nase 2 in zwei voneinander unabhängige Teile geteilt: eine innere Nase 2a und eine äußere Nase 2b, welche - wie später noch zu beschreiben ist unterschiedlich bedient werden können.

Für die innere Nase 2a jeder Tragfläche ist in zwei zur Vorderkante senkrechten Ebenen, z.B. s - s (Fig. Ό eine Vorrichtung von

a a

der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Art vorgesehen, um die innere Nase 2a zu tragen und bei ihrer Bewegung zu führen, während in einer dazwischenliegenden Ebene ν -v eine .Betätigungswinde von

a a

der in Fig. 3 gezeigten Art angeordnet ist.

In ähnlicher Weise ist für die äußere Nase 2b jeder Tragfläche bei s,-s_h eine Tragvorrichtung nach den Fig. 1 und 2 und in zwei Ebenen wie z.B. v, -v, eine Winde nach Fig, 3 vorgesehen.

Die Gesamtheit der inneren und äußeren Nasen der Tragflächen kann z.B. zum Starten, zum Anflug und zum Landen zugleich mit den nicht gezeigten Ladeklappen bekannter Bauart manuell vom Piloten betätigt werden.

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Darüber hinaus ist eine automatische Betätigung vorgesehen, um die Nasen bei Gefahr des Überziehens bei erhöhtem Anstellwinkel auszufahren .

In einer bevorzugten, nachstehend beschriebenen Ausführungsforni betrifft die automatische Betätigung nur die äußeren Nasen 2b, die für die Beeinflussung des Überziehens am wirksamsten sind.

Die gesamte Betätigungsvorrichtung ist schematisch in Fig. 5 gezeigt.

Eine Leitung 2o ist dauernd mit einer nicht gezeigten, in der Fig. zur rechten angenommenen Druckölquelle verbunden. Diese Leitung befindet sich in ständiger Verbindung mit den Leitungen 18 aller Stellmotoren für die Nasen derart, daß die kleine Oberfläche der Kolben dieser Stellmotoren ständig dem Druck des Öls ausgesetzt ist.

Eine mit dem Vorratsbehälter verbundene Rückführleitung 21 zum Druck null steht normalerweise über eine Auskehlung 22 und einen die Stange eines Schiebers 24 umgebenden ringförmigen Raum 23 mit zwei Leitungen 25a und 25b in Verbindung. Die Leitung 25a ist mit den Leitungen 19 verbunden, welche mit den großen Querschnitt aufweisenden Flächen der Kolben der Stellmotoren für die inneren Nasen 2a verbunden sind, während die Leitung 25b in ähnlicher Weise mit Leitungen 19 verbunden ist, durch welche die Stellmotoren der äußeren Nasen 2b beaufschlagt werden.

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Bei dieser Anordnung wirkt in der in der Fig. 5 gezeigten Ruhelage der Teile kein Druck auf den großen Abschnitt der Kolben der Stellmotoren, so daß die äußeren und inneren Nasen in die in den Fig. 1 und 4 gezeigte Lage zurückgezogen sind.

Ein Schieber 24, welcher einen oberen Kolben 24a und einen unteren Kolben 24b, welche durch eine gemeinsame Stange verbunden sind, aufweist, kann durch einen abgewinkelten Hebel 27 betätigt werden, welcner bei 28 schwenkbar gelagert ist und seinerseits, vermittels eines Fingers 29 durch einen bei 31 schwenkbar gelagerten Hebel 3o betätigt wird. Dieser Hebel 3o ist bei 3 2 mit einem nicht gezeigten Teil zur manuellen Betätigung durch den Piloten verbunden.

Führt der Pilot ein Schwenken des Hebels 3o im Sinne des Pfeils F.. herbei, so verdeckt der nach oben bewegte Schieber 24 durch seinen unteren Kolben 24b die Auskehlung 22 und unterbricht damit die Verbindung zwischen der Leitung 21 und den Leitungen 25a und 25b zur selben Zeit, zu der ^ sein oberer Kolben 24a eine ringförmige Auskehlung 33 der Leitung 2o freigibt und diese Leitung in Verbindung mit den Leitungen 25a und 25b Dringt, wobei die Verbindung der Leitung 2ο mit den Leitungen .18 erhalten bleibt. Der Druck des Öls wirkt nun auf die beiden Flächen eines jeden der Kolben der Stellmotoren. Die Wirkung dieses Druckes auf den großen Abschnitt dieser Kolben ist jedoch vorherrschend, so daß alle Nasen ausgefahren werden.

Umgekehrt stellt ein Verschieben des Hebels 3o im Sinne des Pfeils

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F„ wieder die in Fig. 5 gezeigten Verbindungen her, so daß in den Winden nur die die kleine Angriffsfläche aufweisende Seite der Kolben unter Druck steht, wodurch die Nasen eingezogen werden.

Zur automatischen Betätigung der äußeren Nasen ist ein Neigungsmesser 34, welcher auf dem vordersten Teil des Flugzeuges befestigt ist und z.B. durch eine um eine horizontale Achse 35 drehbare Fahne gebildet wird, mit einem Schalter 36 so verbunden, daß dieser Schalter sich nur von einem gewissen Neigungswinkel abschließt, z.B. ab 19°.

Sein Schließen führt zur Erregung eines Relais 37, das seinen Kontakt- 3 8 schließt, wodurch ein Relais 3 9 erregt wird, welches auf dem schon beschriebenen Druckverteiler angebracht ist und dessen Anker Ho hierdurch nach oben bewegt wird.

Bei dieser Bewegung öffnet der Anker 4o ein Ventil 41, welches als Zweigleitung auf die Leitung 2o geschaltet ist, und schließt ein Ventil 42, welches mit der Rückführleitung 21 in Verbindung steht. Das unter Druck stehende Öl der Leitung 2o fließt nun durch eine Leitung 43 unter einen unteren Kolben 44a eines Schiebers 44. Dieser gegen die Kraft einer Feder 45 nach oben bewegte Schieber schließt durch seinen unteren Kolben eine Öffnung 46, die mit der Leitung 25a in Verbindung steht, welche mit den Stellmotoren der inneren Nasen verbunden ist. Ein oberer Kolben 44b des Schiebers 44 gibt eine ringförmige Auskehlung 46a frei, welche an der Lei-

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tung 2o angeordnet ist, und erlaubt somit ein Fließen von unter Druck stehendem öl durch die Leitung 25b zu den Stellmotoren der äußeren Nasen, die dann ausgefahren werden.

Die Stange des Kolbens 44. weist an ihrem oberen Abschnitt 44c einen größeren Querschnitt auf. Damit kann der obere, kleinere ringförmige Abschnitt des Kolbens 44b dazu dienen, auf den Schieber 44 unter Verwendung einer stetigen Verbindung 2oa mit der Leitung 2o eine Rückstellkraft auszuüben, wobei trotzdem die Bewegung des Schiebers nach oben nicht behindert wird, wenn der Druck des Öls auf den unteren Kolben 44a mit einer größeren ringförmigen Fläche einwirkt« Eine Verlängerung 44d der Stange des Schiebers 44 dient dazu, den Schieber in der richtigen Lage anzuhalten.

Ein umgekehrter Ablauf erfolgt, wenn nach Verminderung des Neigungswinkels die Fahne 34 den Schalter 3 6 öffnet. Nach Wegfall der Erregung des Relais 39 schließt eine Feder 41a das Ventil 41 und öffnet das Ventil 42, so däß der Schieber 44 in seine Ruhelage zurückkehrt, Die eine große Angriffsfläche, aufweisende Seite der Kolben der Stellmotoren wird mit der .Rückführleitung verbunden und die Nasen werden eingezogen.

Der Stromkreis des Relais 37 wird über einen Schalter 36a geschlossen. Dieser Schalter ist mit einem nicht gezeigten, auf die Geschwindigkeit des Flugzeuges ansprechenden Gerät verbunden derart, daß er oberhalb einer gewissen Geschwindigkeit (z.B. 25o Knoten)

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offen ist, und daß die automatische Betätigung des Ausfahrens der Nasen durch den Neigungsmesser 34 nur für eine genügend kleine Geschwindigkeit des Flugzeuges eintritt.

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Claims

Patentanwälte Dr. Ing. H. Negsndank Dipl. Ing. H. Ha-.idc -" -rÄ. r-hy:.' V. Schmitz Dipl. Ing. E. Graalf? - ripi-irv.-· ^ennert 8 München 2.· EfioüS'» ü«*.3e 25 Avions Marcel Dassault-Breguet Telefon 5380586 Aviation 46, Avenue Kleber 21. Mai 1974 Paris, Frankreich Anwaltsakte M-3116 Patentansprüche

1.JHyperauftriebseinrichtung mit Hyperauftriebsklappen, welche an der Vorderkante einer Tragfläche eines Flugzeuges angeordnet sind und welche zum Flug mit glattem Profil eine eingezogene Stellung und zur Erhöhung des Auftriebs eine ausgefahrene Stellung einnehmen können, wobei sie in der ausgefahrenen Stellung nach vorne und unten über die Tragfläche vorstehen und mit einem hydraulischen Verteiler zur Steuerung der Druckbeaufschlagung von die Hyperauftriebsklappen betätigenden Stellmotoren, dadurch gekennzeichnet, daß der hydraulische Verteiler (2o-46) eine dem Piloten zur Verfügung stehende manuelle Betätigungsvorrichtung und eine von einem Neigungsmesser (34) des Flugzeuges betätigte automatische Betätigungsvorrichtung (34-36) aufweist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die

den Vorderkanten ein- und derselben Tragfläche (1) zugeordnete . Klappe in zwei unabhängige Teile (2a,2b) unterteilt ist, wobei

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die beiden Teile (2a,2b) durch die manuelle Betätigungsvorrichtung (32) infolge gleichzeitiger Beaufschlagung ihrer Kolben durch den Verteiler (2o-46) gleichzeitig betätigt werden, während nur einer der Teile, und vorzugsweise der (2b), welcher auf jeder Tragfläche am nächsten beim freien Ende derselben angeordnet ist, für sich allein durch die automatische Betätigungsvorrichtung (34-46) betätigt wird.

3. Hyperauftriebseinrichtung mit Hyperauftriebsklappen, welche an der Vorderkante einer Tragfläche eines Flugzeuges angeordnet sind und welche eine eingefahrene Stellung und eine ausgefahrene Stellung zur Erhöhung des Auftriebs einnehmen können, wobei sie in der ausgefahrenen Stellung nach vorn und unten über die Tragfläche vorstehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellmotoren (14·) zur Betätigung der nasenförmigen Klappen in Lagerzapfen (15) schwenkbar an der Tragfläche (1) angeordnet sind und ihre Kolben als Stufenkolben ausgebildet sind, wobei die kleine Fläche der Kolben (17), welche der Betätigung zum Einziehen der Klappen entspricht, dauernd mit dem Druck des Öls beaufschlagt wird, während die große Fläche der Kolben (17) durch einen manuell betätigten oder automatisch in Abhängigkeit vom Neigungswinkel des Fluges betätigten Verteiler (2o-4 6) entweder mit der Druckquelle oder mit dem Auslaß verbunden wird.

4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verteiler (2o-46) einen ersten, manuell betätigbaren Schie-

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ber (22-33) aufweist, über welchen eine Verteilung an alle SteU-motoren (14) der Klappen (2) erfolgt, und einen zweiten, automatisch betätigten Schieber (41-46) aufweist, dessen der Verteilung dienlicher Teil nur mit den Stellmotoren (14) der Teile (2b) der Klappen (2) in Verbindung steht, die gegen das freie Ende der Tragflächen (1) zu angeordnet sind,

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Relais (37), dessen Erregung von dem Neigungsmesser (34) herbeigeführt wird und dessen Arbeitskontakt mit einem Relais (3 9) des Verteilers (2o-46) in Verbindung steht, über einen mit einem Geschwindigkeitsmesser verbundenen Schalter (36a) erregt wird, so daß eine automatische Betätigung der Klappen (2) nur unterhalb einer gewissen Geschwindigkeit des Flugzeuges erfolgen kann.

6. Einrichtung nach'einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappen (2) von vorzugsweise in Kreisbogenform gekrümmten und in der Vorderkante der Tragfläche geführten Armen (5) getragen werden.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Arme (5) zum Tragen einen Schlitz (13) aufweisen, in dem eine auf der Tragfläche (1) befestigte Achse oder Rolle (7) angeordnet ist.

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