DE2844476C2 - Aerodynamischer Quertriebskörper, insbesondere Flugzeugtragflügel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft aerodynamische Quertriebskörper, insbesondere Flugzeugtragflügel, mit gelenkig in der Art von Gelenkbändern aneinander anschließenden Profilgliedern und einem auf die Profilglieder im Sinne einer Profiländerung einwirkenden Verstellmechanismus.

Für die Konzeption von aerodynamischen Quertriebskörpern, beispielsweise Flugzeugtragflügeln, bestehen unabhängig von der Art des Fluggerätes, für das der Tragflügel vorgesehen ist, grundsätzliche Probleme. Problematisch ist, daß Tragflügel unter sehr unterschiedlichen Betriebszuständen optimal arbeiten sollen. Beim Start, während des Steigfluges und im Manöverflug im Bereich transsonischer Machzahlen, wäre der Einsatz von Tragflügeln von Vorteil, mit denen sich möglichst hohe Auftriebswerte und eine möglichst günstige Gleitzahl erreichen lassen. Zur Erfüllung einer solchen Forderung wäre ein relativ stark gewölbter und verwundener Flügel mit gerundeter, dicker Nase am geeignetsten.

Dem gegenüber sollten für den Reiseflug bei hohen Unterschallgeschwindigkeiten und insbesondere bei Überschallgeschwindigkeiten Tragflügel mit kleinen Auftriebswerten, also solche mit nur geringer Verwindung bzw. Wölbung verwendet werden. Insbesondere bei Überschallgeschwindigkeiten soll dabei die Profilnase möglichst dünn und möglichst scharfkantig sein.

Um zu einem Tragflügel profil zu kommen, das sämtliche gestellte Forderungen erfüllt, sind Profile bekannt geworden, deren Wölbung und Verwindung den unterschiedlichen Betriebszuständen anpaßbar ist.

Zur Verwirklichung sind Tragflügelausbildungen mit flexiblen Beplankungen und beweglichen Profilteilen an Vorder- und Hinterkante in Verbindung mit Verstellgetrieben verwendet worden. Die Verstellgetriebe sind dabei mehr oder weniger aufwendige, kinematische Systeme, die an den flexiblen Beplankungen der Tragflügel angreifen.

Es sind auch Tragflügelausbildungen bekannt die zur Veränderung des Profils gelenkig aneinander anschließende Platten in Verbindung mit einem an den Platten angreifenden Verstellmechanismus aufweisen. Die Veränderung des Radius der Profilnase und der Dicke der Nase ist mit diesen Ausbildungen nicht möglich.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Tragflügel zu schaffen, mit dem sich unter Verwendung von eine Änderung der Profilform zulassenden Mitteln wahlweise möglichst hohe Auftriebswerte und günstige Gleitzahlen für Start Manöverflug und Landung als auch möglichst niedrige Werte des Luftwiderstandes erzielen lassen.

Die gestellte Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst daß zwischen Profilgliedern der Profilober- bzw. Profilunterseite im Bereich der Hrofilnase ein Zwischenprofilglied angeordnet ist, das wahlweise in Stellungen verschwenkt werden kann, in denen seine Profilaußenfläche einen Abschnitt der Profilunterseite oder die Profilfläche der Profilnase bildet. Bei so ausgeführten Tragflügeln wird mittels des verstellbaren Zwischenprofilgliedes in Verbindung mit den unmittelbar benachbarten Profiljliedern sowohl eine Änderung des Nasenradius als auch gleichzeitig eine Änderung der Nasendicke ermöglicht. Vorzugsweise erfolgt diese Änderung in Verbindung mit einer Änderung der Wölbung des vorderen Profilteils. Damit sind die Tragflügel an die unterschiedlichen Flugzustände maximal anpaßbar.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß die unmittelbar vor bzw. hinter dem Zwischenprofilglied angeordneten Profilglieder der Profilober- bzw. der Profilunterseite an eine an feststehenden Teilen des Quertriebskörpers befestigte,

flexible Beplankungen anschließen und daß zur Änderung der Profilform an den Profilgliedern bzw. den flexiblen Beplankungen Verstellmittel angreifen. Diese Ausgestaltung ermöglicht z. B. über den Anschluß an einen Stellmotor gleichzeitig sowohl eine Veränderung der Profilform in bezug auf die Profilkrümmung und die Profildicke.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 in Perspektive, schematisier* einen Flugzeugtragflügel mit Andeutung der Gelenkbandteile am vorderen Flügelteil in Verbindung mit Verstellgliedern,

F i g. 2 den vorderen Teil eines Flugzeugtragflügels, in einem in Richtung der Profiltiefe geführten senkrechten Querschnitt,

Fig.3 den vorderen Tragflügelteil in gleicher Darstellungsweise, wie in F i g. 2, jedoch dem gegenüber geänderter Profilform bzw. Profilkrümmung,

F i g. 4 einen Ausschnitt aus dem vorderen Tragflügelteil in perspektivischer Darstellung,

F i g. 5 einen weiteren Ausschnitt aus dem vorderen Tragflügelteil in perspektivischer Darstellung,

Fig.6 in einem Ausschnitt aus dem vorderen Tragflügelteil in einer Draufsicht auf die Flügelunterseite Teile des Verstellgetriebes,

Fig. 7 in einem in Richtung der Profiltiefe des Tragflügels geführten senkrechten Schnitt Einzelheiten des Verstellgetriebes und

Fig.8 in gleicher Darstellungsweise wie in Fig. 7 Einzelheiten des Verstellgetriebes, jedoch in gegenüber

Fig.7 geänderter Verstellung und entsprechender Profilform bzw. Profilkrümmung.

In Fig. 1 ist die eine Hälfte eines gepfei'.ten Flugzeugtragwerks dargestellt und insgesamt mit 2 bezeichnet 3 stellt das vordere Tragt ügelteil mit der Flügelnase dar.

Wie im einzelnen bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel aus den F i g. 2 bis 8 zu erkennen ist, setzt sich das vordere Tragflügelteil 3 aus dem vorderen Tragflügelholm 5 und den die Tragflügeloberseite bzw. Tragflügel- _]0 unterseife bildenden flexiblen Beplankungen 6 bzw. 7 zusammen. Die Beplankungen sind einseitig am vorderen Flügelholm 5 fest eingespannt Zur Bildung der Flügelnase sind Profilglieder(n) 10, 11 bzw. 12 vorgesehen, die je aus Gelenkbandabschnitten 14 mit Gelenkbohrungen und an diese Abschnitte 14 anschließenden Wandteilen 16 bestehen. Die Profilglieder(n) 10, 11 bzw. 12 weisen gemäß Fig.4 im Bereich der Lagerabschnitte 14 Rücksprünge 19, 19' auf. In diese Rücksprünge 19, 19' greifen die zwischen den Rücksprangen belassenen Teile 18,18' der Gelenkbandabschnitte 14 scharnierförmig ein. Die ineinander eingreifenden Profilglieder(n) sind um gemeinsame Gelenkachsen 20 schwenkbar. Die Gelenkbandteile bestehen hierbei aus stranggepreßten Teilen. Die Oberflächen 21 der Gelenkbandabschnitte 14 bzw. die Oberflächen 22 der Bandabschnitte 16 der Profilglieder(n) 10, U bzw. 12 gehen stetig ineinander über und bilden einen Teil der in der Strömung liegenden Tragflügelflächen. Die Tragflügelteile lassen sich auf einfache Weise montieren bzw. demontieren. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind drei Profilglieder(n), nämlich 11,12 bzw. 12 zur Bildung des Profilvorderteils 3 in der Art einer Gelenkkette aneinander angeschlossen, wobei die beiden Enden der Gelenkkette, d. h. die Profilglieder(n) 10 bzw. 12 an die obere bzw. untere flexible Beplankung 6 bzw. 7 fest angeschlossen sind. Der Übergang von den Oberflächen 21 bzw. 22 der Gelenkbandteile 10 bzw. 12 in die Oberflächen 23 bzw. 24 der oberen bzw. unteren Beplankung 6 bzw. 7 ist ohne Zwischenraum vorgesehen.

Unabhängig von dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist es ohne weiteres möglich, eine größere, als hier gezeigte Anzahl von Profilglieder(n) zur Bildung des Tragflügelprofils mit in Richtung der Profiltiefe kürzer bemessenen Abschnitten anzuordnen. Es ist z. B. denkbar, für den überwiegenden Teil des Tragflügels gelenkig aneinander anschließende Profilglieder(n) vorzusehen. An den Gelenken müssen dann in bekannter Weise Stützelemente angreifen, die für die Änderung der Profilform zwangsgeführt sind.

Für die Verstellung der Profilglieder(n) ist eine Verstelleinrichtung vorgesehen, die innerhalb des Raumes, der durch die Profilglieder(n) 10,11 bzw. 12 und die flexible Beplankung 6 bzw. 7 gebildet ist, liegt. Dazu sind an den Gelenkbandteilen 10 und 12 Lagervorsprünge 28 bzw. 29 gebildet, an die über Schwenkachsen 31 Stützelemente 30 angreifen. Es ist dabei verteilt über die Tragflügelspannweite eine Anzahl derartiger Stützelemente angeordnet. Das Stützelement 30 ist mit den Profilglieder(n) 10, 12 über Vielfachgelenke verbunden, wie Fig.5 zeigt Die Profilgl;eder(n) 10, 11 bzw. 12 bilden gemeinsam mit den Stützelementen 30 eine Viergelenkkette. An der Innenseite des Profilglieds 10 sind ebenfalls auf die Spannwehe des Tragflügels 2 verteilt eine Anzahl von Verstellkulissen 34 fest angeordnet die kreisförmige Führungsnuten 35 aufweisen und seitlich durch senkrechte Wände 37 abgeschlossen sind (F i g. 6). Die Führungsnuten 35 liegen in zur Tragflügelbezugsebene E-E parallelen Ebenen bzw. in einer gemeinsamen parallelen Ebene und dienen für den Eingriff von Stellhebeln 40 (F i g. 6). Diese Stellhebel 40 lagern sich über Lagerbohrungen an Schwenkachsen 39, wobei letztere an Lagervorsprüngen 36 am vorderen Tragflügelholm 5 gehalten sind. Die Schwenkachsen 39 sind gegenüber der Bezugsebene E-E des Tragflügels geneigt angeordnet, so daß der Stellhebel 40 bei seiner Schwenkbewegung gegenüber der Bezugsebene E-E eine Vertikalbewegung auf einer Kreisbahn ausführt.

Die Stellhebel 40 weisen Durchbrechungen 44 für den Durchgriff einer Schaltstange 45 auf, die mittels Lagerzapfen 46 in die Stellhebel 40 gelenkig eingreift. Die Schaltstange 45 schließt an einen in F i g. 1 angedeuteten Stellmotor an. Die Stellhebel 40 sind an ihrem in die Führungsnut 35 eingreifenden Ende mit Führungsrollen 41 versehen. Die maximalen Ausschlagstellungen der Stellhebel 40 sind mit A bzw. Z? aus F i g. 6 ersichtlich. Die Ausschlagstellung A entspricht dabei der in Fig.2 gezeigten Profilform für den Schnellflug, während die Aussc.ilagstellung B gemäß Fig.3 die Profilform für den Langsamflug bzw. für Start und Landung angibt.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Ausführung ist dabei wie folgt:

Die Flügelnase. 4 kann zwischen den beiden Extremstellungen gemäS F i g. 2 und 7 bzw. F i g. 3 und 8 in ihrer Profilform verändert werden. Die Verstellung erfolgt dabei durch Betätigung der Schaltstange 45, durch die die Stellhebel 40 um ihre Lagerbolzen 39 gleichsinnig geschwenkt werden. Über den Eingriff der Stellhebel 40 in die Führungsnut 35 der Verstellkulissen 34 wird infolge der geneigten Lagerachsen 39 der Stellhebel 40 gemeinsam mit der flexiblen Beplankung 6 mit dem daran festen Profilglied 10 z. B. aus einer Stellung gemäß F i g. 2 abwärts in eine Stellung gemäß F i g. 3 gedrückt. Diese Bewegung wird durch die Viergelenkkette, gebildet aus den Profilglieder(n) 10,11 und 12 sowie den Stützelementen 30 durch Aufrichten der Stützelemente 30 und des Zwischenprofilglieds 11 aus der aus Fig. 2 gezeigten geneigten Lage bewirkt. Daraus ergibt sich, wie in Fig.3 dargestellt, eine gegenüber F i g. 2 geänderte Profilform des Tragflügelvorderteils 3 und zwar in dem Sinne, daß die Profilkrümmung und die Profildicke sowie der Nasenradius zwangläufig geändert wird. Mit Hilfe des Verstellgetriebes 45, 40 und die Verstellkulissen 34 in Verbindung mit der Viergelenkkette, gebildet durch die Gelenkbandteile 10, 11 und 12 sowie die Gelenkhebel 30, ist entsprechend dem Grad der Verstellung eine geänderte Profilform zwangläufig einstellbar und in jeder Stellung ein starrer Flügelverband gebildet.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Aerodynamischer Quertriebskörper, insbesondere Flugzeugtragflügel, mit gelenkig in der Art von Gelenkbändern aneinander anschließenden Profilgliedern und einem auf die Profilglieder im Sinne einer Profiländerung einwirkenden Verstellmechanismus, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Profilgliedern (10 bzw. 12) der Profiloberbzw. ProFilunterseite im Bereich der Profilnase ein Zwischenprofilglied (11) angeordnet ist, das wahlweise in Stellungen verschwenkbar ist, in denen seine Profilaußenfläche einen Abschnitt der Profilunterseite oder die Profilfläche der Profilnase bildet

2. Quertriebskörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die unmittelbar vor bzw. hinter dem Zwischenprofilglied (11) angeordneten Profilglieder (10 bzw. 12) der Profilober- bzw. der Frofilunterseite an eine an feststehenden Teilen (5) des Quertriebskörpers befestigte flexible Beplankung (6 bzw. 7) anschließen und daß zur Änderung der Profilform an den Profilgliedern (10 bzw. 12) bzw. den flexiblen Beplankungen (6 bzw. 7) Verstellmittel (40,41) angreifen.

3. Quertriebskörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die unmittelbar vor bzw. hinter dem Zwischenprofilglied (11) angeordneten Profilglieder (10 bzw. 12) der Profilober- bzw. Profilunterseite und das Zwischenprofilglied (11) gemeinsam mit einem Stützelement (30) eine Viergelenkkette bilden.