DE29806408U1 - Cover skin-bridge structure - Google Patents
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- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
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- B64C3/44—Varying camber
- B64C3/48—Varying camber by relatively-movable parts of wing structures
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Description
Die Erfindung betrifft eine flexible, aus Faserverbundmaterial bestehende, Deckhaut-Steg-Struktur für den Einsatz in Strömungsprofilen mit veränderbarer Wölbung, insbesondere Tragflügel oder deren Komponenten, bei der eine saugseitige Deckhaut mit saugseitigen Stegabschnitten und eine druckseitige Deckhaut mit &iacgr;&ogr; druckseitigen Stegabschnitten verbunden ist.The invention relates to a flexible cover skin-web structure made of fiber composite material for use in flow profiles with variable curvature, in particular airfoils or their components, in which a suction-side cover skin is connected to suction-side web sections and a pressure-side cover skin is connected to &iacgr;&ogr; pressure-side web sections.
Moderne Flügelprofile sind normalerweise für einen begrenzten Einsatzbereich optimiert. Da jedoch ein beträchtlicher Teil der Abflugmasse eines Flugzeugs auf den mitgeführten Treibstoff entfällt, verringert sich das Gewicht eines Flugzeuges um bis zu 30 %. Durch dieses Entfernen vom Auslegepunkt verschlechtert sich auch die Gleitzahl (Verhältnis von Auftrieb zu Widerstand) des Flugzeuges. Mit Hilfe der variablen Wölbung der Tragflügelhinterkante kann beispielsweise eine Anpassung an die geänderten Flugkonditionen vorgenommen werden. Dies bedeutet eine größere Flexibilität im Einsatz und mehr Potential für spätere Weiterentwicklungen.Modern wing profiles are normally optimized for a limited area of use. However, since a considerable part of the take-off mass of an aircraft is accounted for by the fuel carried, the weight of an aircraft is reduced by up to 30%. This distance from the design point also reduces the glide ratio (ratio of lift to drag) of the aircraft. With the help of the variable curvature of the trailing edge of the wing, for example, it is possible to adapt to the changed flight conditions. This means greater flexibility in use and more potential for future developments.
Aus US 3 109 613 ist eine von innen verstellbare, flexible Deckhaut-Steg-Struktur bekannt, bei der die druckseitige und saugseitige Deckhaut über starre Stege verbunden sind, wobei diese zur Aufrechterhaltung der Flexibilität mittels scharnierartiger Gelenke (Klavierbänder) mit den Deckhäuten verbunden sind.US 3,109,613 discloses an internally adjustable, flexible cover skin-web structure in which the pressure-side and suction-side cover skins are connected via rigid webs, which are connected to the cover skins by means of hinge-like joints (piano hinges) to maintain flexibility.
Nachteilig wirkt sich bei diesem Aufbau aus, daß bei einer Wölbung, d. h. der Relatiwerschiebung der Deckhäute zueinander, keine Biegemomente eingeleitetThe disadvantage of this structure is that no bending moments are introduced in the case of a curvature, i.e. the relative displacement of the cover skins to each other.
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werden können, was im Bereich der Deckhaut-Steg-Anbindung zu kritischen Spannungen führt. So ist dieser Bereich doppelt durch die Anbindung und die Biegemomente belastet. Außerdem ist diese Konstruktion bei gewichtssparender Verwendung von Faserverbundmaterial schwer zu realisieren, da in die Deckhaut-Steg-Anbindung ein Gelenk integriert werden müßte.which leads to critical stresses in the area of the cover skin-web connection. This area is therefore doubly stressed by the connection and the bending moments. In addition, this construction is difficult to implement with the weight-saving use of fiber composite material, since a joint would have to be integrated into the cover skin-web connection.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine flexible Deckhaut-Steg-Struktur dahingehend weiterzuentwicklen, daß sie steif genug ist, um die aerodynamischen Belastungen aufzunehmen, aber dennoch unter geringem Kraftaufwand &iacgr;&ogr; verformbar bleibt. Dabei soll sie kostengünstig und durch Leichtbau fertigbar sein. Eine weitere Aufgabe liegt darin, den Anbindebereich von Deckhäuten und Stegen bei einer Wölbung durch Reduzierung der Spannungen zu entlasten.The aim of the present invention is to further develop a flexible cover skin-web structure so that it is stiff enough to absorb the aerodynamic loads, but still remains deformable with little effort. It should be inexpensive and can be manufactured using lightweight construction. A further aim is to relieve the connection area of cover skins and webs in the event of a curvature by reducing the stresses.
Zur Lösung der Aufgabe ist eine Deckhaut-Steg-Struktur der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die jeweiligen saug- und druckseitigen Stegabschnitte über Gelenke miteinander verbunden sind.To achieve the object, a cover skin-web structure of the type described at the outset is characterized according to the invention in that the respective suction- and pressure-side web sections are connected to one another via joints.
Bei der erfindungsgemäßen Deckhaut-Steg-Struktur ist ein Aufbau aus Faserverbundmaterial möglich, womit extrem geringes Gewicht gewährleistet ist; insoweit wird vermieden, daß die durch Anpassung des Flügelprofils eingesparte Treibstoffmenge etwa durch zusätzliches Materialgewicht wieder benötigt wird. Außerdem werden die bei der Wölbung auftretenden Biegespannungen auf den Gelenkbereich innerhalb der Stege konzentriert, wodurch der Deckhaut-Steg-Anbindebereich entlastet wird und die maximal zulässigen Materialdehnungen nicht überschritten werden.The cover skin-web structure according to the invention allows a structure made of fiber composite material, which ensures extremely low weight; this avoids the amount of fuel saved by adjusting the wing profile being required again, for example, by adding additional material weight. In addition, the bending stresses that occur during curvature are concentrated on the joint area within the webs, which relieves the cover skin-web connection area and does not exceed the maximum permissible material elongation.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die saugseitigen Stegabschnitte über saugseitige Gelenke mit mittleren Stegabschnitten verbunden, die ihrerseits überIn a preferred embodiment, the suction-side web sections are connected via suction-side joints to middle web sections, which in turn are connected via
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druckseitige Gelenke mit den druckseitigen Stegabschitten verbunden sind. Bei dieser Form umfaßt der gesamte, die Deckhäute verbindende, Steg somit die Abfolge eines saugseitigen Stegabschnitts, eines saugseitigen Gelenks, eines mittleren Stegabschnitts, eines druckseitigen Gelenks und eines druckseitigen Stegab-Schnitts. pressure-side joints are connected to the pressure-side web sections. With this form, the entire web connecting the cover skins thus comprises the sequence of a suction-side web section, a suction-side joint, a middle web section, a pressure-side joint and a pressure-side web section.
Durch die in einer Linie angeordneten Stegabschnitte und Gelenke stehen mehrere Möglichkeiten zur Verfügung, die Gelenke zwischen den Stegabschnitten auszurichten und anzubringen. Durch die bei der Wölbung auf die Gelenke übertragene Bewegung handelt es sich bei den Gelenken bevorzugt um Biegegelenke. In einer vorteilhaften Ausgesteltungbestehen die Gelenke wie die Stegabschnitte aus Faserverbundmaterial. Bei dieser Ausgestaltung können bei der Herstellung der Stege sämtliche Stegabschnitte und Gelenke gleichzeitig gefertigt werden. Außerdem entsteht ein einziges Bauteil, welches wie ein herkömmlicher Steg ohne Gelenke beim Aufbau des Tragflügels mit den Deckhäuten verbunden werden kann, wodurch ein weiterer Arbeitsaufwand eingespart wird.Because the web sections and joints are arranged in a line, there are several options for aligning and attaching the joints between the web sections. Due to the movement transferred to the joints during the curvature, the joints are preferably bending joints. In an advantageous design, the joints, like the web sections, are made of fiber composite material. With this design, all web sections and joints can be manufactured at the same time when the webs are manufactured. In addition, a single component is created which can be connected to the cover skins like a conventional web without joints when the wing is constructed, thus saving further work.
Vorzugsweise entstehen die Gelenke dadurch, daß sich die saug- bzw. druckseitigen Stegabschnitte konisch verjüngen, dann das Gelenk mit gleichbleibender Dicke bilden und sich über einen saug- bzw. druckseitigen Konus des mittleren Stegabschnitts wieder konisch verdicken. Auf diese Weise werden die Gelenke im Bauteil selbst erzeugt, indem die Anzahl der Lagen des Faserverbundmaterials sukzessive verringert wird. Über die Art und Weise dieser Verringerung der Lagen kann sowohl die Gestalt der konisch ausgebildeten Abschnitte als auch die Länge und Lage der Stegabschnitte sowie die Länge und Lage der Gelenke reguliert werden. Die Art der konsichen Abschnitte der deckhautseitigen Stegabschnitte bestimmen den Abstand der Gelenke von den Deckhäuten. Die Spannungen in den Gelenken variieren mit dem Abstand der Gelenke von den Deckhäuten. DenPreferably, the joints are created by the suction and pressure side web sections tapering conically, then forming the joint with a constant thickness and then thickening conically again via a suction and pressure side cone of the middle web section. In this way, the joints are created in the component itself by successively reducing the number of layers of the fiber composite material. The way in which the layers are reduced can be used to regulate both the shape of the conical sections and the length and position of the web sections as well as the length and position of the joints. The type of conical sections of the web sections on the cover skin side determine the distance of the joints from the cover skins. The stresses in the joints vary with the distance of the joints from the cover skins.
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größten Einfluß auf die Spannungen im Gelenkbereich besitzt das Gelenk durch seine Länge und Dicke jedoch selbst, wobei die Spannungen mit der Dicke wachsen. Die Gelenklänge legt den Bereich fest, in dem die Dehnung stattfinden muß. Je kleiner die Länge, um so höher die Spannungen im Gelenk. Durch die erhöhte Steifigkeit steigen auch die zur Wölbung nötigen Kräfte. Da die Struktur einerseits mit geringem Kraftaufwand verformbar sein muß, andererseits aber auch steif genug sein muß, um die aerodynamischen Belastungen aufzunehmen, kann somit über die Gelenkdicke und Gelenklänge die Deckhaut-Steg-Struktur an die verschiedenen Erfordernisse angepaßt werden. Diese können durchaus inThe joint itself has the greatest influence on the tensions in the joint area due to its length and thickness, whereby the tensions increase with the thickness. The length of the joint determines the area in which the stretching must take place. The smaller the length, the higher the tensions in the joint. The increased stiffness also increases the forces required for the arching. Since the structure must be deformable with little effort on the one hand, but must also be stiff enough to absorb the aerodynamic loads on the other, the cover skin-web structure can be adapted to the various requirements via the joint thickness and length. These can certainly be in
&iacgr;&ogr; einem Tragflügel in spannweitiger Richtung unterschiedlich sein, so daß die Gelenklänge und die Gelenkdicke aber auch die Lage in dieser Richtung variieren kann.&iacgr;&ogr; a wing can vary in the spanwise direction, so that the joint length and the joint thickness but also the position in this direction can vary.
Da die Stege in der erfindungsgemäßen Deckhaut-Steg-Struktur mehrere Aufgaben übernehmen, ist es vorteilhaft, wenn die Ausrichtung der Fasern des Faserverbundmaterials diesen Anforderungen angepaßt wird und ein darauf abgestimmter Lagenaufbau der Fasern besteht. Insbesondere bevorzugt wird eine Ausführungsform, bei der in den Gelenken die Fasern in Winkeln von ± 45° und 90° zur spannweitigen Richtung verlaufen, was gleichbedeutend dazu ist, daß die 90°-Richtung in Steghöhenrichtung verläuft. Durch die in ± 45°-Richtung verlaufenden Lagen können die Stege den auftretenden Schub am besten aufnehmen. Da die Stege in der erfindungsgemäßen Struktur zusätzlich noch auf Biegung beansprucht werden, verlaufen die weiteren Faserlagen bevorzugt in Steghöhenrichtung, um die Biegespannung aufzufangen.Since the webs in the cover skin-web structure according to the invention take on several tasks, it is advantageous if the alignment of the fibers of the fiber composite material is adapted to these requirements and a layer structure of the fibers is coordinated with this. A particularly preferred embodiment is one in which the fibers in the joints run at angles of ± 45° and 90° to the spanwise direction, which means that the 90° direction runs in the web height direction. The webs can best absorb the thrust that occurs due to the layers running in the ± 45° direction. Since the webs in the structure according to the invention are also subjected to bending stress, the other fiber layers preferably run in the web height direction in order to absorb the bending stress.
Mit der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsform können in den Gelenken die Schub- und Biegespannungen am besten aufgenommen werden. Da sowohl die deckhautseitigen Stegabschnitte als auch die mittleren Stegabschnitte über die konische Abschnitte eine sukzessive Aufdickung erfahren, kann über dieWith the preferred embodiment described above, the shear and bending stresses can be best absorbed in the joints. Since both the web sections on the cover skin side and the middle web sections experience a successive thickening via the conical sections, the
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in den Stegabschnitten zusätzlich zu den Gelenklagen aufgebrachten Faserlagen die geforderte Steifigkeit der Deckhaut-Steg-Struktur herbeigeführt werden.in the web sections, the required stiffness of the cover skin-web structure is achieved by applying fiber layers in addition to the joint layers.
Vorteilhaft bestehen die gesamten Stege somit aus je zwei deckhautseitigen Stegabschnitten und mittleren Stegabschnitten, die über Gelenke verbunden sind. Dabei bestehen all diese Komponenten aus Lagen des Faserverbundmaterials. Unterschiede bestehen nur in der Anzahl der Lagen und der Orientierung der Fasern. So bestehen die Gelenke aus weniger Lagen als die Stegabschnitte und weisen teilweise eine andere Orientierung auf. In den Stegabschnitten sind zusätzliche Lagen auf die schon bestehenden Lagen aufgebracht, so daß die die Gelenke bildenden Faserlagen auch den Kern der Stegabschnitte bilden. Die Aufdickung erfolgt schrittweise über die konischen Abschnitte.The entire webs therefore advantageously consist of two web sections on the cover skin side and two middle web sections that are connected via joints. All of these components consist of layers of the fiber composite material. The only differences are in the number of layers and the orientation of the fibers. The joints consist of fewer layers than the web sections and sometimes have a different orientation. In the web sections, additional layers are applied to the existing layers so that the fiber layers that form the joints also form the core of the web sections. The thickening takes place gradually over the conical sections.
Die Art des Faserverbundmaterials kann über sämtliche aufgebrachten Lagen konstant sein, z. B. kohlefaserverstärkter Kunststoff, vorteilhaft variiert aber das Material der verschiedenen Lagen. So werden die 90°-Lagen bevorzugt aus glasfaserverstärktem Kunststoff gefertigt, während die + 45°-Lagen aus kohlefaserverstärktem Kunststoff ausgebildet sind. Die in den Stegabschnitten weiterhin aufgebrachten Lagen des Faserverbundmaterials bestehen vorzugsweise aus kohlefaserverstärktem Kunststoff.The type of fiber composite material can be constant across all layers applied, e.g. carbon fiber reinforced plastic, but it is advantageous if the material of the different layers varies. The 90° layers are preferably made of glass fiber reinforced plastic, while the +45° layers are made of carbon fiber reinforced plastic. The layers of fiber composite material applied in the web sections are preferably made of carbon fiber reinforced plastic.
Die die Stegabschnitte und die Gelenke umfassenden Stege sind zur Ausbildung der Deckhaut-Steg-Struktur über die druck- bzw. saugseitigen Stegabschnitte mit den jeweiligen Deckhäuten verbunden.The webs comprising the web sections and the joints are connected to the respective cover skins via the pressure- and suction-side web sections to form the cover skin-web structure.
Diese Verbindung kann beliebig ausgebildet sein, vorteilhaft sind die druck- bzw. saugseitigen Stegabschnitte biegesteif mit der druck- bzw. saugseitigen Deckhaut verbunden. Bevorzugt sind die saug- bzw. druckseitigen Stegabschnitte unlösbar mit der jeweiligen Deckhaut verbunden, insbesondere bevorzugt sind anThis connection can be designed in any way, advantageously the pressure or suction side web sections are rigidly connected to the pressure or suction side cover skin. Preferably the suction or pressure side web sections are permanently connected to the respective cover skin, particularly preferably
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den druck- bzw. saugseitigen Stegabschnitten parallel zu den Deckhäuten ausgebildete Klebefahnen ausgebildet, welche mit den Deckhäuten verklebt sind, so daß auf beiden Seiten eine biegesteife Verbindung zwischen Deckhaut und deckhautseitigen Stegabschnitten gewährleistet ist. Die Klebefahnen werden gebildet, indem die die deckhautseitigen Stegabschnitte bildenden Lagen des Faserverbundmaterials bei der Herstellung um den zwischen Deckhaut und Steg liegenden Winkel gebogen werden. So bilden die Klebefahnen, die deckhautseitigen Stegabschnitte, die Gelenke und die mittleren Stegabschnitte eine Einheit und können bei der Montage der Deckhaut-Steg-Struktur als ein Bauteil eingebrachtThe pressure and suction side web sections are formed with adhesive tabs that are glued to the cover skins so that a rigid connection between the cover skin and the web sections on the cover skin side is ensured on both sides. The adhesive tabs are formed by bending the layers of the fiber composite material that form the web sections on the cover skin side during production by the angle between the cover skin and the web. The adhesive tabs, the web sections on the cover skin side, the joints and the middle web sections thus form a unit and can be inserted as one component when assembling the cover skin-web structure.
&iacgr;&ogr; werden. Der von den Klebefahnen und den Deckhäuten gebildete Hohlraum ist
mit dem sogenannten Zwickel,der bevorzugt aus kohlefaserverstärktem Kunststoff hergestellt ist, gefüllt, was eine durchgehende Verbindung zwischen Deckhaut
und Steg gewährleistet.
Die Anbindung der Stege an die Deckhäute ist grundsätzlich - wie oben beschrieben
- als Klebeverbindung möglich, unter bestimmten Voraussetzungen, d. h. bei besonderer Belastung der Verbindung, ist es jedoch von Vorteil, wenn die deckhautseitigen
Stegabschnitte mit den Deckhäuten vernietet sind. Die Nieten verhindern bei hohen Schälspannungen ein Abschälen der Klebeschicht und somit
ein Versagen der Klebung.&iacgr;&ogr; The cavity formed by the adhesive tabs and the cover skins is filled with the so-called gusset, which is preferably made of carbon fiber reinforced plastic, which ensures a continuous connection between the cover skin and the web.
The connection of the webs to the cover skins is basically possible - as described above - as an adhesive connection. However, under certain conditions, ie when the connection is subject to particular stress, it is advantageous if the web sections on the cover skin side are riveted to the cover skins. The rivets prevent the adhesive layer from peeling off at high peel stresses and thus prevent the bond from failing.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben, aus dem sich weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorzüge ergeben.The invention is described in more detail below with reference to an embodiment shown in drawings, from which further details, features and advantages emerge.
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Es zeigtIt shows
Figur 1 einen in Strömungsrichtung verlaufenden Schnitt durch die erfindungsgemäße Deckhaut-Steg-Struktur. Aus Symmetriegründen ist nur ein Steg dargestellt. Figure 1 shows a section through the cover skin-web structure according to the invention, taken in the direction of flow. For reasons of symmetry, only one web is shown.
Figur 2 einen in Strömungsrichtung verlaufenden Schnitt durch eine Klappenhinterkante einer flexiblen Landeklappe bei Anwendung der erfindungsgemäßen Deckhaut-Steg-Struktur. Figure 2 shows a section in the direction of flow through a trailing edge of a flexible landing flap when using the cover skin-web structure according to the invention.
Figur 3 eine Vergrößerung des Bereiches I aus Figur 2. Figure 3 is an enlargement of area I from Figure 2.
Figur 1 zeigt einen Ausschnitt einer in einer flexiblen Hinterkante einer Landeklappe eingesetzten Deckhaut-Steg-Struktur 10, bei der strukturbegrenzende, flexible Deckhäute 30, 40 durch mehrere - übersichtshalber nicht dargestellte saugseitige und druckseitige Gelenke 23, 23a umfassende Stege 20 miteinander verbunden sind. Die Stege 20 sind mit Abstand in Strömungsrichtung angebracht, so daß eine selbsttragende, flexible Struktur entsteht.Figure 1 shows a section of a cover skin-web structure 10 used in a flexible trailing edge of a landing flap, in which structure-defining, flexible cover skins 30, 40 are connected to one another by several webs 20 comprising suction-side and pressure-side joints 23, 23a (not shown for clarity). The webs 20 are installed at a distance in the direction of flow, so that a self-supporting, flexible structure is created.
Der Steg 20 umfaßt saugseitige Klebefahnen 27, 27', über die dieser mit der saugseitigen Deckhaut 30 mittels einer Klebung verbunden ist. Die saugseitigen Klebefahnen 27, 27' gehen über in saugseitige Radien 26, 26' wobei ihre Dicke von den Radien 26, 26' nach außen hin abnimmt, indem sich die Anzahl der Lagen des Faserverbundmaterials sukzessive verringert. Der durch die saugseitigen Radien 26, 26' und die saugseitige Deckhaut 30 gebildeten Raum wird von einem saugseitigen Zwickel 28 ausgefüllt, so daß der Bereich zwischen den beiden Klebefahnen 27, 27' ebenfalls zur Verbindung/Klebung zwischen dem Steg 20 und der saugseitigen Deckhaut 30 beiträgt.The web 20 comprises suction-side adhesive tabs 27, 27', via which it is connected to the suction-side cover skin 30 by means of an adhesive bond. The suction-side adhesive tabs 27, 27' merge into suction-side radii 26, 26', with their thickness decreasing from the radii 26, 26' outwards as the number of layers of the fiber composite material is successively reduced. The space formed by the suction-side radii 26, 26' and the suction-side cover skin 30 is filled by a suction-side gusset 28, so that the area between the two adhesive tabs 27, 27' also contributes to the connection/bonding between the web 20 and the suction-side cover skin 30.
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Die saugseitigen Radien 26, 26', die in der beschriebenen Ausführungsform eine konstante Dicke aufweisen, gehen über in einen saugseitigen Stegabschnitt 25. Dieser ist in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel kurz ausgebildet, da das saugseitige Gelenk 23 nahe an der saugseitigen Deckhaut 30 plaziert ist. Über einen konischen Abschnitt 24 des saugseitigen Stegabschnitts 25 geht der StegThe suction-side radii 26, 26', which in the described embodiment have a constant thickness, merge into a suction-side web section 25. This is short in the described embodiment, since the suction-side joint 23 is placed close to the suction-side cover skin 30. The web merges into a conical section 24 of the suction-side web section 25.
20 über in das saugseitige Gelenk 23. Im konischen Abschnitt 24 nimmt die Anzahl der Lagen des Faserverbundmaterials sukzessive ab, bis die Dicke, d. h. die Anzahl der Lagen, erreicht ist, die auch das Gelenk 23 aufweist. Über einen saugseitigen konischen Abschnitt 22 des mittleren Stegabschnitts 21 geht der Aufbau des Stegs 20 weiter bis zu einem mittleren Stegabschnitt 21. Im saugseitigen konischen Abschnitt 22 findet wieder eine Aufdickung durch Anbringung von zusätzlichenLagen statt, bis die Dicke des mittleren Stegabschnitts 21 erreicht ist.20 into the suction-side joint 23. In the conical section 24, the number of layers of the fiber composite material gradually decreases until the thickness, i.e. the number of layers, is reached, which is also the case with the joint 23. The construction of the web 20 continues via a suction-side conical section 22 of the middle web section 21 up to a middle web section 21. In the suction-side conical section 22, a thickening takes place again by attaching additional layers until the thickness of the middle web section 21 is reached.
Der Aufbau der druckseitigen Hälfte des Steges 20 vom mittleren StegabschnittThe structure of the pressure-side half of the web 20 from the middle web section
21 über einen druckseitigen konischen Abscnitt 22a des mittleren Stegabschnitts 21, das druckseitige Gelenk 23a, einen konischen Abschnitt 24 eines druckseitigen Stegabschnitts 25a, einen druckseitigen Stegabschnitt 25a und druckseitige Radien26a, 26'a bis zu mit der druckseitigen Deckhaut 40 verklebten druckseitigen Klebefahnen 27a, 27'a erfolgt aus Symmetriegründen äquivalent zur saugseitigen Beschreibung.21 via a pressure-side conical section 22a of the middle web section 21, the pressure-side joint 23a, a conical section 24 of a pressure-side web section 25a, a pressure-side web section 25a and pressure-side radii 26a, 26'a up to pressure-side adhesive tabs 27a, 27'a glued to the pressure-side cover skin 40 is carried out for reasons of symmetry equivalent to the suction-side description.
Da die Dicke in den Gelenken 23,23a minimal ist und die inneren Lagen des Steges 20 durchgängig sind von den saugseitigen Klebefahnen 27, 27' bis zu den druckseitigen Klebefahnen 27a, 27'a, bestimmt die dortige Lagenanordnung auch den inneren Aufbau in den konischen Abschnitten 22, 22a, 24, 24a, in den Stegabschnitten 21, 25, 25a, in den Radien 26, 26', 26a, 26'a und den Klebefahnen 27, 27', 27a, 27'a. In den Klebefahnen 27, 27', 27a, 27'a ist mit dem innerenSince the thickness in the joints 23, 23a is minimal and the inner layers of the web 20 are continuous from the suction-side adhesive tabs 27, 27' to the pressure-side adhesive tabs 27a, 27'a, the layer arrangement there also determines the inner structure in the conical sections 22, 22a, 24, 24a, in the web sections 21, 25, 25a, in the radii 26, 26', 26a, 26'a and the adhesive tabs 27, 27', 27a, 27'a. In the adhesive tabs 27, 27', 27a, 27'a, the inner
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Aufbau der zu den Deckhäuten 30,40 hin gerichtete Bereich gemeint. Da die Klebefahnen 27, 27', 27a, 27'a hier beidseitig des Steges 20 vorkommen, verteilen sich die in den Gelenken 23, 23a vorkommenden Lagen gleichmäßig auf die Klebefahnen 27, 27', 27a, 27'a. Die Gelenke 23, 23a und somit der gesamte innere Lagenaufbau besteht aus acht Schichten, die symmetrisch zur Mitte angeordnet sind, weshalb nur die Hälfte des Aufbaus angegeben wird. In der innersten Schicht liegen die Fasern in einem Winkel von -45° vor, wenn die O°-Richtung die spannweitige Richtung angibt. Darauf folgt eine Lage mit 45°- Ausrichtung und zwei Lagen mit 90°-Ausrichtung. Die äußerste Schicht bestehtStructure refers to the area directed towards the cover skins 30, 40. Since the adhesive tabs 27, 27', 27a, 27'a are found here on both sides of the web 20, the layers found in the joints 23, 23a are evenly distributed over the adhesive tabs 27, 27', 27a, 27'a. The joints 23, 23a and thus the entire inner layer structure consists of eight layers that are arranged symmetrically to the center, which is why only half of the structure is given. In the innermost layer, the fibers are at an angle of -45° if the O° direction indicates the spanwise direction. This is followed by a layer with a 45° orientation and two layers with a 90° orientation. The outermost layer consists of
&iacgr;&ogr; dabei aus glasfaserverstärktem Kunststoff, während die anderen Schichten aus kohlefaserverstärktem Kunststoff aufgebaut sind.β is made of glass fiber reinforced plastic, while the other layers are made of carbon fiber reinforced plastic.
Auf den konischen Abschnitten 22, 22a, 24, 24a zwischen den Gelenken 23, 23a und den Stegabschnitten 21, 25, 25a und somit auch auf den Stegabschnitten 21, 25, 25a selbst, den Radien 26, 26', 26a, 26'a und den Klebefahnen 27, 27', 27a, 27'a sind auf beiden Seiten jeweils sechs zusätzliche Lagen aufgebracht, die im äußeren Bereich der konischen Abschnitte 22, 22a, 24, 24a und den Enden der Klebefahnen 27, 27', 27a, 27'a eine abnehmende Länge aufweisen, so daß ein langsamer Anstieg der Dicke erfolgt.On the conical sections 22, 22a, 24, 24a between the joints 23, 23a and the web sections 21, 25, 25a and thus also on the web sections 21, 25, 25a themselves, the radii 26, 26', 26a, 26'a and the adhesive tabs 27, 27', 27a, 27'a, six additional layers are applied on both sides, which in the outer region of the conical sections 22, 22a, 24, 24a and the ends of the adhesive tabs 27, 27', 27a, 27'a have a decreasing length, so that a slow increase in thickness occurs.
In Figur 2 ist die Hinterkante der Landeklappe mit der Deckhaut-Steg-Struktur in nicht gewölbter und in nach unten gewölbter Stellung schematisch dargestellt. Bei der Verwölbung der Deckhäute 30, 40 entsteht in den Stegen 20 durch die Relativverschiebung der Deckhäute 30, 40 ein Biegemomente. Da die Stege 20 biegesteif mit den Deckhäuten 30, 40 verbunden sind, konzentrieren sich die Biegemomente auf die Gelenke 23, 23a, wobei der Anbindungspunkt entlastet wird. Bei einer Verwölbung nach oben geschieht Entsprechendes.In Figure 2, the trailing edge of the landing flap with the cover skin-web structure is shown schematically in a non-curved and downwardly curved position. When the cover skins 30, 40 are curved, a bending moment is created in the webs 20 due to the relative displacement of the cover skins 30, 40. Since the webs 20 are rigidly connected to the cover skins 30, 40, the bending moments are concentrated on the joints 23, 23a, whereby the connection point is relieved. The same thing happens when the flap is curved upwards.
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Dies ist besonders in der in Figur 3 dargestellten Vergrößerung des Ausschnittes I aus Figur 2 sichtbar. Bei der Verwölbung werden die Deckhäute 30, 40 gegeneinander verschoben, so daß sich die Stege 20 ebenfalls verformen müssen. Durch die Gelenke 23, 23a findet diese Verformung in den Gelenken selbst statt, so daß die Anbindungspunkte, in denen bei Deckhaut-Steg-Strukturen ohne Gelenke der Hauptteil der Biegespannungen auftritt, entlastet werden.This is particularly visible in the enlargement of section I from Figure 2 shown in Figure 3. During the warping, the cover skins 30, 40 are displaced against each other, so that the webs 20 must also deform. Due to the joints 23, 23a, this deformation takes place in the joints themselves, so that the connection points, in which the majority of the bending stresses occur in cover skin-web structures without joints, are relieved.
In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Deckhaut-Steg-Struktur 10 mehrteilig aus der druckseitigen Deckhaut 40, der saugseitigen Deckhaut 30 und &iacgr;&ogr; den Stegen 20 aufgebaut, indem die verschiedenen Komponenten verklebt sind. Es sind aber auch Strukturen möglich, bei denen sämtliche oder zumindest ein Teil der Komponenten bei der Herstellung in einem Stück gefertigt werden, so daß z. B. die Lagen der Stege 20 in den Deckhäuten 30, 40 oder einer Deckhaut weitergeführt werden.In the described embodiment, the cover skin-web structure 10 is made up of several parts from the pressure-side cover skin 40, the suction-side cover skin 30 and the webs 20, in which the various components are glued together. However, structures are also possible in which all or at least some of the components are manufactured in one piece, so that, for example, the layers of the webs 20 are continued in the cover skins 30, 40 or a cover skin.
In Figur 2 ist die Hinterkante eines Tragflügels dargestellt. Selbstverständlich ist die flexible Deckhaut-Steg-Struktur aber für sämtliche Bereiche von Strömungsprofilen einsetzbar, in denen eine Verwölbung oder Änderung des Profils realisiert werden soll. Außerdem sind auch Ausführungsformen denkbar, bei denen zwischen den Deckhäuten und den Klebefahnen eine Decklage eingebracht wird, die zur Abdeckung der Zwickel dient.Figure 2 shows the trailing edge of a wing. Of course, the flexible cover skin-web structure can be used for all areas of flow profiles in which a curvature or change in the profile is to be achieved. In addition, embodiments are also conceivable in which a cover layer is inserted between the cover skins and the adhesive tabs, which serves to cover the gussets.
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Claims (12)
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Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| DE29806408U DE29806408U1 (en) | 1998-04-08 | 1998-04-08 | Cover skin-bridge structure |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| EP2031258A1 (en) * | 2007-08-29 | 2009-03-04 | Nederlandse Organisatie voor toegepast- natuurwetenschappelijk onderzoek TNO | Flexural joint |
-
1998
- 1998-04-08 DE DE29806408U patent/DE29806408U1/en not_active Expired - Lifetime
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