DE2909245C2

DE2909245C2 - Quertriebskörper, insbesondere Flugzeugtragflügel

Info

Publication number: DE2909245C2
Application number: DE2909245A
Authority: DE
Inventors: Herbert Dipl.-Ing. 7990 Friedrichshafen Zimmer
Original assignee: Dornier GmbH
Current assignee: Dornier GmbH
Priority date: 1979-03-09
Filing date: 1979-03-09
Publication date: 1983-01-27
Also published as: DE2909245A1; FR2450744B1; IT1127987B; GB2043572A; FR2450744A1; GB2043572B; JPH0258159B2; JPS55119595A; IT8067112A0

Description

Die Erfindung betrifft Quertriebskörper, insbesondere Flugzeugtragflügel, mit einem an den Basisflügel anschließenden, dreieckförmigen Rügelendteil, der mit so nach rückwärts gepfeilter Vorderkante ausgeführt ist.

Allgemein sind in der Luftfahrt als Folge steigender Betriebsstoffkosten Bestrebungen zu erkennen, die Wirtschaftlichkeit von Luftfahrzeugen zu verbessern. Eine Maßnahme, dies zu erreichen, ist die Verminderung des Widerstandes. Der Komplex »Widerstand am Flugzeug« umfaßt eine Anzahl unterschiedlicher Ursachen. Eine dieser Ursachen ist z. B. die Oberflächenreibung allgemein. Weitere Faktoren sind der Interferenz* widerstand, der Profilwiderstand oder auch der auftriebsabhängige, induzierte Widerstand. Von dem die Erfindung ausgeht.

Die Leistung von Flugzeugen der zivilen Luftfahrt. z. B. Steigleislung und Reichweite, kann verbessert werden durch Flugzeugtragflügel größerer Spannweite f>5 b/w. Streckung, tin wesentliches Problem dabei ist jedoch, daß als Folge der vergrößerten Streckung auch das Flügelgewicht erheblich ansteigt und damit die gewonnenen Vorteile wieder aufgehoben werden. Bei Tragflügeln mit herkömmlichem, in Stromrichtung liegenden Flügelrand, wird mit Erhöhung der Streckung auch eine Erhöhung des Gewichts, und zwar in erster Näherung proportional zur Streckungserhöhung (proportional zum Quadrat der Spannweitenvergrößerung) auftreten.

Es ist eine Tragfiügelausbildung bekannt geworden, die eine rückwärts gepfeilte Vorderkante am Fliyelendteil besitzt Ausgehend vom Ende des Basisflügelteils zur Flügelspitze nimmt die Wölbung dabei kontinuierlich ab. Die Maßnahme soll zur Verhinderung eines Strömungsverlaufes nach außen dienen.

Ferner ist eine Tragfiügelausbildung mit Flügelendteifen bekannt, die dreieckartig zur Flügelspitze aufeinander zulaufende Vorder- bzw. Hinterkanten aufweisen. Die bekannten Tragflügelausbildungen sind aerodynamisch, insbesondere bezüglich des Auftriebsverhaltens, aber auch hinsichtlich des Flügelgewichts ungünstig.

Gegenüber dem Bekannten hat die vorliegende Erfindung eine Verbesserung der Leistung von Rugzeugen durch Maßnahmen am Tragflügel zur Verminderung des auftriebsabhängigen Widerstandes mittels vergrößerter Flügelstreckung bei stark verminderter Gewichtszunahme zur Aufgabe. Die gestellte Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst daß die Profilwölbung des Rügelendteiles zumindest auf einem Teil seiner Erstreckung, ausgehend vom Basisflügelteil zur Rügelspitze, zunehmende Werte aufweist, wobei die örtliche Nullauftriebsrichtung des Rügelendteils, ausgehend vom Anschlußquerschnitt zwischen Basisflügel und Rügelendteil, unverändert bleibt Durch eine solche erfindungsgemäße Ausbildung von Rugzeugtragflügeln wird erreicht, daß sich bei gegebenem Auftrieb der Gesamtwiderstand gegenüber einem Tragflügel mit konventionellen Rügelenden bei gleicher Flächenbelastung deutlich vermindert Zwar folgt aus der Strekkungserhöhung auch eine unerwünschte Erhöhung des Tragflügelgewichts, jedoch ist diese wesentlich geringer als bei konventionell ausgeführten Flügeln. Der gewonnene Vorteil ergibt sich aus der durch die besondere Ausbildung der Tragflügelendteile bewirkten Änderung der Auftriebsverteilung über die gesamte Flügelspannweite. Diese Änderung besteht im wesentlichen in einem flacheren Abfall der Kurven der Auftriebsverteilung über die Flügeltiefe in Profilschnitten zu den Rügelspitzen hin. Resultat daraus ist ein geringeres Wurzelbiegemoment gegenübe- konventionell ausgeführten Flügeln gleicher Streckung, beruhend auf einer leichteren Struktur des Gesamtflügels. Der durch die Rückwärtspfeilung der Vorderkante am Tragflügelendteil hervorgerufene Erhöhung des örtlichen Auftriebsbeiwertes und der daraus resultierenden vorzeitigen Strömungsablösung an den Tragflügelendteilen gegenüber der Strömung am Basisflügel wird durch die erfindungsgemäße Änderung der Profilwölbung und auch zusätzlich des Nasenradius bei gleichgehaltener Nullauftriebsrichtung entgegengewirkt. Der theoretische, induzierte Widerstand am Tragflügel und der Gesamtwiderstand läßt sich durch die Sifeckungserhohüng wesentlich senken. Die Gewichtseinsparung gegenüber einer konventionell ausgeführten Tragflügelverlängerung auf gleiche Streckung beträgt etwa 75%. Aufbau und Herstellung des erfindungsgemäßen Flügels erfordern gegenüber bekannten Tragflügeln keinen größeren Aufwand.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Tragflügelendteile mit ihren Ansrhliißqiier-

schnitten an die Basisriügelteile und der zugehörigen Hinterkante einen Winkel von etwa 90° und mit ihrer Vorderkante und ihrer zugehörigen Hinterkante einen Winkel von etwa 45° einschließen. Dadurch wird eine Verminderung des induzierten Widerstandes gegenüber herkömmlich ausgebildeten Tragflügelendteilen bewirkt.

Eine der weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen des Haupterfindungsgedankens besteht ferner darin, daß die Zunahme de; Radius der Profilnase der Tragflügelendtejle der Zunahme der Wölbung des Profils dieser Teile entspricht. Wie Untersuchungen gezeigt haben, beginnt die Strömungsablösung im Bereich großer Anstellwinkelwerte am äußeren Abschnitt der Flügelendteile. Die besondere Ausbildung der Profilnase und der Profilwölbung der Flügelendteile ermöglicht es, den Bereich anliegender Strömung an diesen Teilen bis zu relativ hohen Anstellwinkelwerten zu erweitern.

Die Flügelendteile im Sinne einer Vergrößerung der Streckung an die Basisflügelteile anzusetzen und die Konturen der Profilierung beider Teile kontinuierlich ineinander übergehen zu lassen, ergibt sowohl einen einfacheren Aufbau hinsichtlich der Verbindung zwischen Basisflügelteil und Flügelendteil als auch eine günstige Beeinflussung der Strömung in bezug auf das Ablöseverhalten durch den kontinuierlichen Obergang von einer Kontur zur anderen.

Schließlich wird dadurch, daß die Hinterkante der Tragflügelendteile in geradliniger Fortsetzung der Hinterkante der Basisflügelteile verläuft, eine wesentliche Gewichtseinsparung ohne nachteilige Einflüsse auf das Auftriebsverhalten erreicht.

Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung dar, welches nachfolgend beschrieben ist.

F i g. I zeigt in einer Draufsicht ein Luftfahrzeug mit dreieckförmig ausgebildeten Tragflügelendteilen,

F i g. 2 zeigt gegenüber F i g. 1 in vergrößertem Maßstab und in Draufsicht eines der dreieckförmigen Tragflügelendteile und

Fig.3 zeigt eine gemäß Fig,2 nach den Linien IHi-HIi; HI₃-III₃; IHrHb geführte Serie von Profilquerschnitten in bestimmten Abständen der Tragfiügelendteile.

In den Fig, 1 bis 3 ist ein Flugzeugtragflügel 2 mit seinen Tragflügelhälften 3 über die Flügelwurzel 4 am Fluggeräterumpf 1 in Form eines Schulterdeckers befestigt Der Anschluß der beiden Tragflügelhälften 3 am Fluggeräterumpf ist in üblicher Bauweise vorgesehen.

Die Tragfiügelendteile 6 sind hierbei an die Basisflügelteile 9 zur Verlängerung der Tragflügelspannweite über die Endrippe 7 (F i g. 2) angeschlossen, wobei der Anschlußquerschnitt 10 rechtwinklig zur Flügelspannweite Fsund senkrecht liegt

Die Vorderkante 13 der Tragflügelendteüe 6 verläuft ausgehend von der Vorderkante 12 des Basisflügelteils 9 etwa in einem Winkel von 45° gepfeilt nach hinten und geht mit Ubergangsbogen 15' bzw. 15 in die Hinterkante 16 bzw. die Tragflügeivorderkante 12 des Basisflügelteiles 9 über. Bis zu einer in Fig.? strichpunktiert angedeuteten Profilendlinie a, ausgehend von der Hinterkante 16 der Tragfiügelendteile 6, kann sich die Profilierung in Fortführung der Profilierung des Gesamttragflügels 2 in Richtung auf die Tragflügeispitze erstrecken. Mit 20 bzw. 21 ist hier noch die Tragfiügelober- bzw. -Unterseite bezeichnet

Wie die Fig.3 in den einzelnen Profilschnitten erkennen läßt, verläuft dabei die Profilwölbung und der Nasenradius r, r", r", ausgehend vom Bosisflügelteil 9 gegen die Flügelspitze zunehmend, d. h„ daß sich die Profilwölbung verstärkt bzw. die Nase 17 flacher verläuft Die Wölbungszunahme erstreckt sich in Richtung der Tragflfigelspannweite bis zu einer in Richtung der Flügeltiefe strichpunktiert angedeuteten senkrechten Schnittebene b. Von dieser Schnittebene b aus bleibt die Profilwölbung und der relative Nasenradius ι" bis zur Flügelspitze konstant und die örtliche Nullauftriebsrichtung ist ungeändert.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Quertriebskörper, insbesondere Flugzeugtragflügel, mit einem an den Basisflügel anschließenden dreieckförmtgen Rügelendtejl, der mit nach rückwärts gepfeilter Vorderkante ausgeführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilwölbung des Flügelendteils (6) zumindest auf einem Teil seiner Erstreckung, ausgehend vom Basisflügelteil

(9) zur Flügelspitze, zunehmende Werte aufweist, wobei die örtliche Nullauftriebsrichtung des Flügelendteils (6), ausgehend vom Anschlußquerschnitt

(10) zwischen Basisflügel (9) und Flügelendteil (6), unverändert bleibt.

2. Quertriebskörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Radius (r, r", r") der Profilnase (17) der Tragflügelendteile (6) zumindest auf einem Teil der Erstreckung in Spannweitenrichtung (Fs), ausgehend vom Basisflügel teil (9), zunehmend ausgeführt ist

3. Querteiebskörper nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zunahme des Radius (r, r", r")der Profilnase (17) der Flügeleudteile (6) der Zunahme der Wölbung des Profils dieser Teile (6) entspricht

4. Quertriebskörper nach Anspruch t bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügelendteile (6) im Sinne einer Vergrößerung der Strecke (Spannweite Fs) an die. Basisflügelte.iie (9) angesetzt sind und die Konturen der Profilierung beider Teile kontinuierlich ineinander übergehen.

5. Quertrieoskörper nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ±Äe Hinterkante (16) der Tragflügelendieile (£) in geradliniger Fortsetzung der Hinterkante (14) der '»asisflügelteile (9) nach außen verläuft

6. Quertriebskörper nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet daß die Tragflügelendteile (6) mit ihren Anschlußquerschnitten (10) an die Basisflügelteile (9) und der zugehörigen Hinterkante (16) etwa einen Winkel von 90° und mit ihrer Vorderkante (13) und ihrer zugehörigen Hinterkante (16) einen Winkel von etwa 45° einschließen.