DE2426245C3

DE2426245C3 - Hochauftriebseinrichtung für die Tragfläche eines Flugzeuges

Info

Publication number: DE2426245C3
Application number: DE2426245A
Authority: DE
Inventors: Jean Vaucresson Cabriere (Frankreich)
Original assignee: Avions Marcel Dassault Breguet Aviation SA
Current assignee: Dassault Aviation SA
Priority date: 1973-05-29
Filing date: 1974-05-29
Publication date: 1979-09-27
Also published as: DE2426245B2; GB1461792A; DE2426245A1; FR2231564A1; US3940093A; FR2231564B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Hochauftriebseinrichtung mit jeweils einer an der Vorderkante einer Tragfläche angeordneten Hochauftriebsklappe, welche zum Flug mit glattem Tragflächenprofi] in eine eingezogene Stellung und zum Flug mit hohem Auftrieb in eine ausgefahrene Stellung, in der sie nach vorn und unten die Tragfläche vorsteht, bewegbar ist, mit einem Anstellwinkelfühler zur automatischen Steuerung der Bewegung der Hochauftriebsklappe in Abhängigkeit vom Anstellwinkel des Flugzeuges und mit e^;ner die Bewegung der Hochauftriebsklappe beeinflussenden manuellen Betätigungseinrichtung.

Eine Hochauftriebseinrichtung dieser Art ist aus der US-PS 18 18 044 bekannt Bei dieser Hochauftriebseinrichtung wird die Hochauftriebsklappe in Abhängigkeit von einem Signal des Anstellwinkelfühlers dann ausgefahren, wenn der Anstellwinkel der Tragfläche einen vorgegebenen Wert überschreitet Dieser Wert kann manuell durch Einstellen eines Hebels vorgegeben werden. Die Hochauftriebsklappe dient zum einen dazu, beim Starton und Landen den Auftrieb zu vergrößern. Zum anderen sollen im Reiseflug durch Ausfahren der Hochauftriebsklappe Stromungsablösungen am äußeren Ende der Tragfläche vermieden werden, um insbesondere ein gutes Arbeiten der an der Tragflächenhinterkante angeordneten Querruder sicherzustellen. Das Ausfahren der Hochauftriebsklappen im Reiseflug, das heißt bei relativ hohen Geschwindigkeiten, ist allerdings — wegen des extrem hohen Staudrucks an der Vorderkante der Tragflächen — mit erheblichen Energieverlusten verbunden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hochauftriebseinrichtung der eingangs angegebenen Art so auszubilden, daß die Energieverluste beim Ausfahren der Hochauftriebsklappe unter hohen Fluggeschwindigkeiten vermindert werden, ohne daß dadurch die Auftriebserhöhung beim Starten und Landen eingeschränkt wird.

Diese Aufgabe wird bei einer Hochauftriebseinrichtung mit den eingangs angegebenen Merkmalen erfindungsgemäß dadurch gelöst, uaü die Hochauftriebsklappe einer jeden Tragfläche in Spannweitenrichtung in zwei unabhängig voneinander bewegbare Klappenabschnitte unterteilt ist und daß ein erster Steuerschieber eines Druckmittelverteilers gemäß dem Ausgangssignal des Anstellwinkelfühlers verlagerbar ist und die Druckmittelzufuhr zu Stellmotoren steuert, durch welche die den außenliegenden Tragflächenenden benachbarten Kiappenabschnitte ein- und ausfahrbar sind, während ein zweiter Steuerschieber des Druckmittelverteilers durch die manuelle Betätigungseinrichtung verlagerbar ist und gleichzeitig die Druckmittelzufuhr zu den Stellmotoren der den außenliegenden Tragflächsnenden benachbarten Klappenabschnitte und zu den Stellmotoren der den innenli^genden Tragflächenenden benachbarten Klappenabschnitte steuert

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß es sich bei der Wiederherstellung des richtigen Arbeitens der Querruder im Flug und bei der Erzielung hohen Auftriebs beim Starten und Landen um zwei verschiedene Probleme handelt Zum Verhindern von Strömungsablösungen an den äußeren Enden der Tragflächen im Reiseflug genügt es, wenn nur die äußeren Klappenabschnitte ausgefahren werden. Das Ausfahren nur eines Teils der Hochauftriebsklappen verringert natürlich den Energieverlust im Vergleich zum Ausfahren der gesamten Hochauftriebsklappen. Beim Starten und Landen werden sowohl die inneren wie auch die äußeren Klappenabschnitte ausgefahren, so daß die größtmögliche Auftriebserhöhung zur Verfügung steht.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Im folgenden wird ein Ausführangsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die 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, weiche eine Führungsvorrichtung für die Nase aufweist);

F i g. 3 einen ähnlichen Schnitt, jedoch durch eine der Ebenen, weiche einen Stellzylinder zum Betätigen der Nase enthält;

F i g. 4 eine schematische Aufsicht auf eine Tragfläche mit einer Hochauftriebsklappe;

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

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

Bei glattem Profil (F i g. 1 und 4) wird die Vorderkante dieser Tragfläche von einer Hochauftriebsklappe 2 umgeben, welche genau das für eine hohe Reisegeschwindigkeit geeignete Profil nachbildet Diese Hochauftriebsklappe 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, weiche auf der Hochauftriebsklappe in gewissem Abstand voneinander befestigt sind.

Wie die F i g. 2 zeigt weist jeder dieser Träger 5 ein gekrümmtes Teil auf, welches zur Hochauftriebsklappe 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 darüber hinaus ggf. Stützflächen 9 vorgesehen sind, die mit einem Material mit geringem Reibungskoeffizienten bedeckt sein können. Diese Rollen und diese Stützflächen werden von einer Platte 10 getragen, welche in der Tragfläche angeordnet ist und auf einem Versteifungsteil 11 derselben befestigt ist wobei das Versteifungsteil U eine Öffnung 12 aufweist durch die der Träger 5 bei seiner Bewegung hindurchtritt Zwei der Bollen 7 verlaufen in einem gekrümmten Spalt 13 des Trägers 5. Sie bilden daher Endanschläge für die Bewegung des Trägers S.

Der Träger 5 sowie der Spalt 13 weisen vorzugsweise die Gestalt von Kreisbögen auf, so daß der Träger 5 und der Spalt 13 sich en !lang eines gemeinsamen Kreisbogens verschieben können, wodurch die in der Beplankung der Tragfläche vorgesehene öffnung auf ein Mindestmaß beschränkt werden kann.

Das Bewegen der Hochauftriebsklappe erfolgt durch einen hydraulischen Stellmotor.

F i g. 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 nes Stellmotors ist an ihrem äußeren Ende bei 17a aul einem Schuh 176 gelagert, welcher auf der Versteifung 4 der Hochauftriebsklappe 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 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 F i g. 3).

Wie F i g. 4 zeigt ist auf jeder der Tragflächen die Hochauftriebsklappe 2 in zwei voneinander unabhängige Teile geteilt: ein innerer Klappenabschnitt 2a und ein äußerer Klappenabschnitt 2b, welche — wie später noch zu beschreiben ist — unterschiedlich bedient werden können.

Für den inneren Klappenabschnitt 2a jeder Tragflä-

ehe ist in zwei zur Vorderkante senkrechten Ebenen,

z. B. s_a-s, (F i g. 4) eine Vorrichtung von der in den F i g. 1 und 2 gezeigten Art vorgesehen, um den inneren

Klappenabschnitt 2a zu tragen und bei ihrer Bewegung

zu führen, während in einer dazwischenliegenden Ebene v_t-v_t ei.i Stellmotor von der in Fig.3 gezeigten Art angeordnet ist

In ähnlicher Weise ist für den äußeren Klappenabschnitt 2b jeder Tragfläche bei Sb-Sb eine Tragvorrichtung nach den F i g. I und 2 und in zwei Ebenen wie z. B. Vb- Vb ein Stellmotor nach F i g. 3 vorgesehen.

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

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

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

Die gesamte Betätigungsvorrichtung ist sc!:ematisch in F i g. 5 gezeigt

4*> Eine Leitung 20 ist dauernd mit einer nicht gezeigten, in der F i g. 5 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 ίο dieser Stellmotoren ständig dem Druck des Öls ausgesetzt ist

Eine mit dem Vorratsbehälter verbundene Rückführlei :ung 2t steht normalerweise über eine Auskehlung 22 und einen die Stange eines Schiebers 24 umgebenden ringförmigen Raum 23 mit zwei Leitungen 25* 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 Klappenabschnitte 2a verbunden sind, während • die Leitung 25b in ähnlicher Weise mit Leitungen 19 verbunden ist, durch welche die Stellmotoren der äußeren Klappenabschnitte 26 beaufschlagt werden.

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 Klappenabschnitte in die in den

F i g. I 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 doppelaritiigen Hebel 27 betätigt werden, welcher bei 28 schwenkbar gelagert ist und seinerseits vermittels eines Fingers 29 durch einen bei 31 schwenkbar gelagerten Hebel 30 betätigt wird. Dieser Hebel 30 ist bei 32 mit einem nicht gezeigten Teil zur manuellen Betätigung durch den Piloten verbunden.

Führt der Pilot ein Schwenken des Hebels 30 im Sinne Ges Pfeils F_x herbei, so verdeckt der nach oben bewegte ι ο 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 20 freigibt und diese Leitung in Verbindung mit den Leitungen 25a und 25b bringt, wobei die Verbindung der Leitung 20 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 30 im Sinne des Pfeils F2 wieder die in F i g. 5 gezeigten Verbindungen her, so daß in den Stellmotoren nur die die kleine Angriffsfläche aufweisende Seite der Kolben unter Druck steht, wodurch die Nasen eingezogen werden.

Zur automatischen Betätigung der äußeren Klappenabschnitte ist ein Anstellwinkelfühler 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 ab schließt, z. B. ab 19°. 1 >

Sein Schließen führt zur Erregung eines Relais 37, das seinen Kontakt 38 schließt, wodurch ein Relais 39 erregt wird, welches auf dem schon beschriebenen Druckverteiler angebracht ist und dessen Anker 40 hierdurch nach oben bewegt wird. ^Jr>

Bei dieser Bewegung öffnet der Anker 40 ein Ventil

-ri, VCiCiiCS άι5 £*vTcigiciiuiig etui Ü1C LiCllung 2Ü geschaltet ist, und schließt ein Ventil 42, welches mit der Rückführleitung 21 in Verbindung steht. Das unter Druck stehende Ol der Leitung 20 fließt nun durch ein« Leitung 43 unter einen unteren Kolben 44a eine: Schiebers 44. Dieser gegen die Kraft einer Feder 4; nach oben bewegte Schieber schließt durch seinei unteren Kolben eine öffnung 46, die mit der Leitung 25; in Verbindung steht, welche mit den Stellmotoren dei inneren Klappenabschnitte verbunden ist Ein oberei Kolben 44b des Schiebers 44 gibt eine ringförmig« Auskehlung 46a frei, welche an der Leitung 2i angeordnet ist, und erlaubt somit ein Fließen von untei Druck stehendem öl durch die Leitung 25/> zu der Stellmotoren der äußeren Klappenabschnitte, die danr ausgefahren werden.

Die Stange des Schiebers 44 weist an ihrem oberer Abschnitt 44c einen größeren Querschnitt auf. Damii kann der obere, kleinere ringförmige Abschnitt de« Kolbens 44b dazu dienen, auf den Schieber 44 untei Verwendung einer stetigen Verbindung 20a mit Hei Leitung 20 eine Rückstellkraft auszuüben, wöbe trotzdem die Bewegung Schiebers nach oben nicht behindert wird, wenn der Druck des Öls auf den unterer Kolben 44a mit einer größeren ringförmigen Fläche einwirkt. Eine Verlängerung 44d der Stange des Schiebers 44 dient dazu, den Schieber in der richtiger Lage anzuhalten.

Ein umgekehrter Ablauf erfolgt, wenn nach Verminderung des Anstellwinkels der Anstellwinkelfühler 34 den Schalter 36 öffnet. Nach Wegfall der Erregung des Relais 39 schließt eine Feder 41a das Ventil 41 und öffnet das Ventil 42, so daß der Schieber 44 in seine Ruhelage zurückkehrt. Die eine große Angriffsfläche aufweisende Seite der Kolben der Stellmotoren wird mit der Rückführleitung verbunden und die Hochauftriebsklappen 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 offen ist, und daß die automatische Betätigung des Ausfahrens der Hochauftriebsklappen durch den Anstellwinkelfühler 34 nur für eine genügend kleine Geschwindigkeit des Flugzeuges eintritt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Hochauftriebseinrichtung mit jeweils einer an der Vorderkante einer Tragfläche angeordneten Hochauftriebsklappe, welche zum Flug mit glattem Tragflächenprofi! in eine eingezogene Stellung und zum Flug mit hohem Auftrieb in eine ausgefahrene Stellung, in der sie nach vorn und unten über die Tragfläche vorsteht, bewegbar ist, mit einem Anstellwinkelfühler zur automatischen Steuerung der Bewegung der Hochauftriebsklappe in Abhängigkeit vom Anstellwinkel des Flugzeuges und mit einer die Bewegung der Hochauftriebsklappe beeinflussenden manuellen Betätigungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochauftriebsklappe (2) einer jeden Tragfläche (1) in Spannweitenrichtung in zwei unabhängig voneinander bewegbare Klappenabschnitte (2a, 2b) unterteilt ist, und daß ein erster Steuerschieber (44, AAa bis 44d) eines Liruckmittelverteilers gemäß dem Ausgangssignal des AnsieilwinkelfühJers (34) verlagerbar ist und die Druckmittelzufuhr zu Stellmotoren steuert, durch welche die den außenliegenden Tragflächenenden benachbarten Klappenabschnitte (2b) ein- und ausfahrbar sind, während ein zweiter Steuerschieber (24,24a, 24b) des Druckmittelverteilers durch die manuelle Betätigungseinrichtung (28—32) verlagerbar ist und gleichzeitig die Druckmittelzufuhr zu den Stellmotoren der den außenliegenden Tragflächenenden benachbarten Klappenabsc'rnttte (26J und zu den Stellmotoren der den innenliegenden Tragflächenenden benachbarten Klappenabschnitte (2a)steuert

2. Hochauftriebseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Steuerschieber (44,44a—44d) in eine Ruhestellung vorgespannt ist, in der er die Versorgungsleitungen (25a, 25b) zu den Stellmotoren beider Klappenabschnitte (2a, 2b) freigibt und dabei die Verbindung zur Druckmittelquelle (20) unterbricht, und durch einen Schieber-Stellmotor in eine Arbeitsstellung bewegbar ist, in der die mit den Stellmotoren (Kolbenstange 17) der innenliegenden Klappenabschnitte (2a) verbundenen Versorgungsleitungen (25a) verschlossen sind und die Druckmittelquelle (20) mit den Stellmotoren der außenliegenden Klappenabschnitte (2b) verbunden ist, und daß der Schieberstellmotor über einen Vorsteuerventilschieber (Ventile 41, 42) mit Druckmittel beaufschlagt wird, der gemäß dem Ausgangssignal des Neigungsfühlers (34) verlagerbar ist. so

3. Hochauftriebseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß über den Anstellwinkelfühler (34) ein Relais (37) erregt wird, dessen Arbeitskontakt mit einem weiteren Relais (39) des Druckverteilers in Verbindung steht, wobei die Erregung des ersten Relais (37) zugleich über einen mit einem Geschwindigkeitsmesser verbundenen Schalters (36a) derart steuerbar ist, daß eine automatische Betätigung der Hochauftriebsklappen (2) durch den Anstellwinkelfahler (34) nur unterhalb im einer vorgegebenen Geschwindigkeit des Flugzeuges erfolgt.