DE2815142A1

DE2815142A1 - Flugzeugfluegel mit vorderkantenhubeinrichtung

Info

Publication number: DE2815142A1
Application number: DE19782815142
Authority: DE
Inventors: Ralph Rowarth
Original assignee: British Aerospace PLC
Current assignee: BAE Systems PLC
Priority date: 1977-04-06
Filing date: 1978-04-06
Publication date: 1978-10-19
Also published as: FR2386449A1; GB1596642A; US4200253A

Description

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Flugzeugflügel mit Vorderkantenhubeinrichtung

Die Erfindung· bezieht sich auf Einrichtungen zum Anheben der Vorderkante von Flugzeugen.

Vorderkanteneinrichtungen dienen zum Verbessern der Charakteristiken der Handhabting bei niedriger Geschwindigkeit von Flugzeugen mit Flügeln, die zum Betrieb bei hohen Unterschall, oder Überschallgeschwindigkeiten icoⁿstruiert sind, beispielsweise durch Erhöhen der verfügbaren Hubes der Flügel während des Anfliegens und Landens, wenn ein Hochgeschwindigkeitsflügel aerodynamisch unwirksam sein würde.

Eine bekannte Anordnung einer Hubeinrichtung ist der Hilfsflügel, der spannartige Abschnitte von Laschen oder ähnlichen Flügeln mit Kurzgurtlängen besitzt, die von der Vorderkante des Flügels, wenn nötig, ausziehbar sind, um die Luftströmung zu ändern und somit eine Strömungszirkulation über die obere Flügelfläche mit dem Ergebnis eines höheren Hubes zu induzieren«.

Es gibt auch andere Einrichtungen zum physikalischen Abändern der Flügelgrandform, mit denen die Flügelkammer während des Fluges verändert wird_o Dies muß notwendigerweise eine Flügelkonstruktion erfordern, die sowohl eine induzierte aerodynamische Ladung über die ganzen Betriebsbedingungen aushalten als auch gleichzeitig geometrisch angewendet werden kann, um wenn nötig, die gewünschte Kammer anzunehmen, d.h. seine Konstruktion muß mindestens über dem als Vorderkante bekannten Teil flexibel sein.

Bekannte Anordnungen von flexibler Vorderkante enthalten sehr komplizierte Betriebsgestänge, die die Verwendung

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bei Hochgeschwindigkeitsflügeln zu begrenzen suchen, die im Idealfall ein niedriges Verhältnis von Dicke zu Sehne in der Größenordnung von 5^ haben sollen. Eine weitere F_olge dieser Komplexität sind mögliche Nachteile bei Gewicht und Kosten, Die flexible Art der Konstruktion verlangt ferner, daß die Flügelhaut außerdem genau mit dem optimalen aerodynamischen Hochgeschwindigkeitsprofii übereinstimmt und über mindestens den Teil der Sehne angemessen flexibel ist, um dem geforderten Niedriggeschwindigkeitsprofil angepaßt zu werden. Bei bekannten Anordnungen besitzt dies ein örtlich beschränktes Bewegen der oberen Platte mit einer freien Hinterkante, die über der angrenzenden festen Flügelkonstruktion gleiten kann, um die durch die Biegung induzierte Differentialbewegung aufzunehmen, und die den richtigen Steifheitsgrad besitzt, um einem Anheben unter aerodynamischen Kräfte z_u widerstehen« Es können aber auch Schwierigkeiten beim Anpassen dieses Panelprofils an das des Flügelprofils an mehr als einem Einstellen infolge der Eigensteifigkeit der unbeanspruchten Hinterkante entstehen, die der Verformung in ein anderes gewünschtes Profil widersteht. Es kann somit unannehmbare aerodynamische Unterbrechungen geben. Jetzt sind wieder die willkürlichen Profile, die vom Panel gefordert werden, häufig nicht die parabolischen Profile, die natürlich durch eine an einer Kante befestigte und an der gegeüberliegenden freien Kante belastete Platte angenommen werden« Wenn das geforderte Profil einer annehmbaren Genauigkeit entsprechen soll, dann müßte eine Einstelleinrichtung vorgesehen werden, die von erheblichem Umfang sein kann, um mit der Eigensteifigkeit des Panels fertig zu werden und somit mit dem verfügbaren Volumen -^_n dünnen Flügelabschnitten unvereinbar ist_e

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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Vorderkantenform anzugeben, die diese Nachteile vermeidet.

Nach der Erfindung besitzt die Vorderkante und die Haut eine praktisch konstante Form und ist so schwenkbar, daß sie in eine Ausbildung für niedrige Geschwindigkeit fällt, wobei die biegsamen Hautteile zwischen der konstanten Form oberer und unterer Hautteile der Vorderkante und der oberen und der unteren Häute des Hauptkörpers des Flügels verlaufen. Hierbei ist der obere biegsame Hautabschnitt am Gelenk _Zum Regeln seiner Profilkon"t°^ur angebracht, wenn die Vorderkantenstruktur herabfällt.

Eine Anordnung nach der Erfindung wird mit Hilfe der Zeichnungen beschrieben. In diesen ist:

Figur 1 ein Vorderkantenteil eines Hochgeschwindigkeitsflugzeugflügels und

Figur 2 derselbe Vorderkantenteil in seiner abgebogenen Niedergeschwindigkeitsausbildung.

Figur 1 zeigt die V_orderkantenklappeneinrichtung eines Ausführungsbeispiels mit dem Flügel in seiner Hochgeschwindigkeit s- oder Reisegeschwindigkeitsform. Der dargestellte Teil des Flügels enthält eine obere Flügeloberfläche 1i und eine untere Flügeloberfläche 2 sowie ein spannartig verlaufendes vorderes Ho£mglied 3 mit nach vorn weisenden Flanschen h und 5 und ein vertikales Gewebe 6, das vom Holm 3 nach vorn führt, eine Schwenkbefestigung 7 für eine Vorderkantenstruktur 9 mit einer Aussenhaut 10 ergibt, die mit dem Flügelprofil übereinstimmt

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und auf einer Membran 11 getragen wird, deren nach hinten gerichtetes Bein 12 an der Schwenkbefestigung 7 angelenkt ist„ *He Membran 11 ist innen mit einem praktisch bogenförmigen Profil 13 versehen und die Kreu_zung dieses Profils mit der Flügeloberfläche ergibt etwa die hintere obere Grenze 14 der Haut 10, deren Innenfläche 10a angefalzt ist, um mit dem bogenförmigen Profil 13 etwa übereinzustimmen. Die hintere untere Grenze 15 der Haut 10 ist durch Überlappen der unteren Flügelhaut 2 gegeben, die vom Holm 3 ausgeht und bei 16 endet. Die Überlappimg ist falzverbunden, um eine minimale Diskontinuität des Flügelprofils sicher zu stellen, es gibt jedoch keine physikalischen Befestigungen und somit kein Gleiten während der Kammeränderung₀

Die obere Flügelhaut 1, die genau vom Holmflansch k nach vorn verläuft, besitzt einen Falz 17 in seiner äußeren Fläche, der praktisch i_n der Dicke mit der flexiblen oberen Haut 18 übereinstimmt, mit der sie verschraubt ist,, Djese Haut, die beim bevorzugten Ausführungsbeispiel aus einer Normplatte besteht, die chemisch geätzt und nach Wunsch geformt ist, verläuft nach vorn in Übereinstimmung mit dem Flügelprofil mit Ausnahme des vordersten Teils, der unter der Vorderkantenstruktur verläuft, mit dem bogenförmigen Profil 13 übereinstimmt und in eine verstärkte Tülle 19 ausläuft. Das Profil der Klappe ist bei einem Einstellen zunächst parabolisch ausgeführt, meistens natürlich durch eine an einer Kante befestigten und an der entgegengesetzten Kante belasteten Platte₀ Das gewünschte Profil der flexiblen Oberhaut 18 wird von zwei Doppelklavierscharnieren 20 und 21 gehalten, die mit der Oberhaut vernietet und mit Befestigungen 23 an dem rückwärts ver-

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laiif enden Bein 12 der Vorderkante 9 verschraubt sind. Die relative kleine Größe der Scharniere gewährleistet, daß djp flexible Oberhaut 18 dicht wie ideal „Hglich ist»

Pj pur 2 zeigt die flexible Vorderkante in ihrer Niedriggeschwindigkeitsausbildungo Es ist.zu erkennen, daß nur eine sehr geringe Drehung der Scharniere 20 und 21 zum Verformen der Haut 18 -i_n das gewünschte Profil beim vollen'Einstellen und bed einer Zwischenstellung notwendig isto Venn die Vorderkante über ihren Arbeitsbereich, entfaltet wird, bewirkt die Drehung der Vorderkante 9 um ihren Drehmittelpunkt 7 zwischen ihrem Bogenprofil 13 und der biegsamen Oberhaut 18, die zusammen mit einer begleitenden ¥inke!veränderung des Scharniers 20 und 21 die Haut zum Erzielen einem Gesamt-Niedergeschwindigkeitsoberflächenprofi} verformt wird, eine D-^ f f erentialgleitwirkung. In einer Lage versuchen aerodynamische Kräfte die flexible Haut 18 in engen Kontakt mit der Haut 10 der Vorderkante zu bringen und bilden eine Dichtung,= Außerdem ist der untere Hinterteil 2.h der Vorderkantenhaut 10 in gleicherweise wie dargestellt durch den Arbeitsgang hindurch, abgebogen, wodurch die unteren Flächendiskontinuitäten sehr klein gehalten werden.

V_orteile der Erfindung bestehen in erster Linie in folgenden Merkmalen:

a) die allgemeine Anordnung mit der Vorderkante ist praktisch von fester Ausbildung, die elastische Verformung ist auf einen kleinen Teil der oberen Flügelfläche beschränkt₀

b) Die Konstruktion der flexiblen Haut ermöglicht die Verwendung von leichtgewichtigen, unkompli^zi-^eI"k^en Bauelementen, die in die dünnsten Flügelabschnitte aufgenommen werden könnenο

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c) Einfachheit von Herstellung und Zusammenbau,

d) G-esamtvorteil hinsichtlich Lebensdauer, Kosten und Gewicht.

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Claims

Patentansprüche

1 . Flugzeugflügel mit einer hohen Vorderkantenhubeinrichtung und einer Vorderkantenstruktur und Haut, die von praktisch konstanter Form und zum Fallen in eine Niedriggeschwindigkeitsform angelenkt ist, dadurch gekennzeichnet, daß flexible Hautabschnitte zwischen den oberen und unteren Hautteilen (1,2) konstanter Form der Vorderkante und der unteren und oberen Haut des Hauptkörpers des Flügels verlaufen, und daß der obere flexible Hautabschnitt an einem Scharnier (20,21) zum Regeln seiner Profilkontour angebracht ist, wenn die Vorderkantenstruktur herabfällt.
2. Flügel nach Anspruch 1, dadurch gekeenzeichnet, daß die biegsamen Hautabschnitte (1,2) aus einer Normme-

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BORO MÖNCHEN: TELEX: TELEGRAMM:

ST. ANNASTR. 11 1 - 856 44 INVENTION

MÖNCHEN 22 INVEN d BERLIN
TEL.: 089/22 35 44

ORiGfNAL INSPECTED

TELEFON: BERLIN 0.30/891 60 030/έ9223

BANKKONTO:
BERLIN 31

BERLINER BANK AG.
3695716000

POSTSCHECKKONTO: W. MEISSNER, BLN-W 122 82 -109

tallplatte bestehen, die chemisch geätzt und geformt ist.
3. Flügel nach den A_nsprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der obere flexible Hautabschnitt (i) am Hauptteil des Flügels und der untere flexible Hautabschnitt (2) ein rückwärtiger Teil des unteren Teils der Haut der Vorderkantenstruktur ist.
k. Flügel nach den Ansprüchen 1 bis 3t dadurch gekennzeichnet, daß der ob are Teil der Haut der Vorderkantenstruktur an seiner Hinterkante gefalzt ist, wo er den oberen flexiblen Hautabschnitt berührt.
5. Flügel nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorderkantenstruktur ein bogenförmiges Innenprofil (13) aufweist und der obere flexible Hautabschnitt mit dem bogenförmigen Innenprofil gleitend nach vorn in die Vorderkantenstruktur führt.
6. Flügel nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Hinterkante des unteren Teils der Haut der Vorderkantenstruktur und die Vorderkante der unteren Haut der Hauptflügelstruktur sich χ_η Falzverbindung überlappen.
7. Flügel nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorderkantenstruktur ein nach hinten verlaufendes Bein (12) innerhalb und neben dem unteren Teil seiner Haut aufweist, das an seinem hinteren Ende an einem nach vorn gerichteten Gewebe (6) eines vorderen Holmes (3) schwenkbar angebracht ist, der einen Teil der Hauptflügelstruktur bildet.

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8. Flügel nach Anspruch 7_f dadurch gekennzeichnet, daß
die Scharniereinrichtung zwei voneinander entfernt
in Vorwärts_und Rückwärtsrichtung· liegende Scharniere (20, 21) enthält, daß die oberen Enden der Scharniere an den oberen flexiblen Hautabschnitt angelenkt sind und daß die unteren Enden der Scharniere an dem nach hinten führenden Bein (12) der Vorderkantenstruktur schwenkbar angebracht sind.

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