DE3029548C2

DE3029548C2 -

Info

Publication number: DE3029548C2
Application number: DE3029548A
Authority: DE
Inventors: Barry Victor Kingston-Upon-Thames Surrey Gb Pegram
Original assignee: British Aerospace PLC
Current assignee: BAE Systems PLC
Priority date: 1979-08-08
Filing date: 1980-08-04
Publication date: 1992-07-09
Also published as: FR2463053B1; US4381091A; FR2463053A1; DE3029548A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Flugzeug mit einem Rumpf und seitlich hiervon abstehenden, einen aerodynamischen Auftrieb erzeugenden Tragflügeln, die insgesamt oder mit ihrer Flügel nase um eine Querachse verschwenkbar sind.

Die den aerodynamischen Auftrieb erzeugenden Profile von Tragflügel und Höhenleitwerk sollen im Reiseflug einen möglichst geringen Luftwiderstand aufweisen. Bei Start und Landung muß der geringeren Geschwindigkeit wegen der Auftrieb durch Veränderung des Flügelprofils erhöht werden. Hierzu werden beispielsweise an der Flügelhinterbank ansetzende Landeklappen benutzt.

Es ist auch bekannt, im Bereich der Flügelnase Anordnungen vor zusehen, die die Strömung beeinflussen. So zeigt die DE-AS 20 12 243 ein Flugzeug mit Deltaflügel, bei dem vor dem Haupt flügel ein Vorflügel angeordnet ist und zwischen der Hinterkan te von Vorflügel und Flügelnase vom Hauptflügel ein Spalt be findlich ist, der durch Klappen überbrückt werden kann. Bei ge ringer Fluggeschwindigkeit überbrücken die Klappen den Spalt, um einen möglichst hohen Auftrieb zu erzeugen. Bei hohen Flug geschwindigkeiten soll der Spalt turbulenzfrei durchströmt wer den.

Bei dem in der DE-OS 23 53 245 beschriebenen Flugzeug sind auf triebserhöhende Spaltklappen an der Flügelnase und an den Flü gelhinterrand angeordnet, die im Reiseflug in Kammern im Rumpf eingeschwenkt werden.

Die GB-PS 6 64 288 zeigt ein Flugzeug mit Stabilisierungsflossen für den Tragflügel, der fest am Rumpf mit fester Flügelnase ver ankert ist. Die hier vorgesehenen Strömungsleitflächen sollen bei möglichst kleiner Flächenerstreckung eine Strömungsbeein flussung über einen möglichst großen Teil des Tragflügels be wirken.

Die US-PS 20 26 482 zeigt ein Flugzeug, das vor der Flügelnase angeordnete Stangen oder Profile aufweist, die die Strömung tur bulent gestalten sollen, d. h. die Grenzschicht soll in eine turbulente Strömung übergehen, um das Abreißen der Strömung zu verhindern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Flugzeug mit Strömungsleitflächen stromauf der Tragflächen der art zu versehen, daß bei geringer Fluggeschwindigkeit bzw. beim Start und bei der Landung der Auftrieb erhöht und ein Abreißen der Strömung verhindert wird, während während des Reisefluges die Strömungsleitflächen die die Flügelnase treffende Strömung nicht oder nicht merklich beeinflussen und den Luftwiderstand nicht erhöhen.

Gelöst wird die gestellte Aufgabe durch die im Kennzeichnungs teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale. Die den Auf trieb erhöhenden Strömungsleitflächen sind am Rumpf so angeord net, daß sie einen Anstellwinkel von Null oder fast Null bezüg lich der örtlichen Luftströmung aufweisen, wenn das Flugzeug im Reiseflug befindlich ist, so daß unter diesen Flugbedingun gen der Luftwiderstand relativ gering ist. Da die Strömungsleit flächen fest angeordnet sind, benötigen sie keinen zusätzlichen Stellmechanismus. Sie bewirken jedoch eine wesentliche Auf triebserhöhung, wenn die stromab folgende Flügelnase so weit ge neigt wird, daß auf der Ober- und Unterseite ein glatter, stö rungsfreier Übergang geschaffen wird, so daß für diese Flugbe dingungen ein auftriebserhöhender Tragflügel mit wesentlich hö herer Sehnenlänge geschaffen wird.

Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Un teransprüchen.

Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine schematische perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäß ausgebildeten Flugzeuges während des Fluges;

Fig. 2 eine Ansicht des Verbindungsbereichs zwischen Höhenleitwerk und Rumpf des Flugzeugs;

Fig. 3 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles III gemäß Fig. 2;

Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV gemäß Fig. 2;

Fig. 5 eine Grundrißansicht des Verbindungsbereichs zwischen Tragflügel und Rumpf eines Flugzeugs mit schwenkbarer Flügelnase am Tragflügel;

Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie VI-VI gemäß Fig. 5.

Das Flugzeug gemäß Fig. 1 bis 4 besitzt einen Rumpf (1) mit seitlich hiervon vorstehenden, einen aerodynamischen Auftrieb erzeugenden Tragflügeln (2 u. 3 bzw. 4 u. 5). Die beiden Trag flügel (4, 5) des Höhenleitwerks sind aus der Reisestellung, die strichpunktiert in Fig. 4 dargestellt ist, um die Quer achse (6, 7) in verschiedene andere Stellungen verschwenkbar, in denen sie unterschiedliche Anstellwinkel einnehmen. Eine solche Anstellage ist voll ausgezogen in Fig. 4 dargestellt und mit X bezeichnet. In dieser Lage ist die Vorderkante nach unten geneigt, und die Hinterkante ist angehoben, um das Fluggzeug hoch zuziehen.

Um diese Wirkung zu verbessern, besitzen die Tragflügel des Höhenleitwerks Strömungsleitflächen (8 bzw. 9), die am Rumpf (1) in einer solchen Lage angeordnet sind, daß sie in der X-Stellung der Tragflügel (4, 5) des Höhenleitwerks im wesentlichen kon tinuierlich in deren Vorderkante übergehen.

Die Strömungsleitflächen (8 u. 9), die in der Stellung X der Tragflügel (4, 5) eine Auftriebserhöhung bewirken, sind schau felartig ausgebildet und besitzen eine weite Flügeltiefe (10) an der Wurzel. Außerdem besitzen sie einen gekrümmten Vorderrand (11) mit hoher durchschnittlicher Pfeilform und einen Hinter rand (12), der sich mit gerader Pfeilform dicht an den benach barten Vorderrand der Tragflügel des Höhenleitwerks anpaßt, wenn diese in der Stellung X befindlich sind. Die Strömungsleitflächen (8 u. 9) besitzen eine sehr viel größere Pfeilung als das Höhenleitwerk und sie weisen eine sehr viel kleinere Spannweite auf.

Die Vorderkante ist, wie aus Fig. 3 ersichtlich, scharfkantig ausgeführt. Bei diesem Ausführungsbeispiel hat es sich gezeigt, daß die Strömungsleitflächen (8 u. 9) das Abreißen der Strö mung am Höhenleitwerk gerade dann verzögern, wenn diese notwen dig ist, und ihre Wirkung nimmt gleichmäßig ab, wenn sich die Tragflügel des Höhenleitwerks aus dieser X-Stellung im wesent lichen kontinuierlich herausbewegen.

Fig. 1, 5 und 6 zeigen den Flugzeugtragflügel (2, 3), der eine veränderbare Geometrie besitzt und dessen Flügelnase (13) aus der Reiseflugstellung, die in Fig. 6 strichpunktiert dargestellt ist, nach unten in verschiedene andere Stellungen angestellt werden kann, um den Auftrieb zu erhöhen. Eine solche Stellung mit hohem Auftrieb ist in Fig. 6 voll ausgezogen dargestellt und mit Z gekennzeichnet, wobei die Flügelnase nach unten angestellt ist. Um den Auftrieb der Tragflügel weiter zu erhöhen, sind Strömungsleitflächen (14 u. 15) am Rumpf (1) in einer solchen Lage angeordnet, daß ihre Ober- und Unterseite in der Z-Stellung einen im wesentlichen kontinuierlichen Übergang nach der Flügelnase (13) bilden.

Die Strömungsleitflächen (14 u. 15) sind ähnlich aufgebaut wie die Strömungsleitflächen (8 u. 9), und sie weisen die Gestalt von Schaufeln auf, die eine weite Flügeltiefe an der Wurzel (16) besitzen, mit der sie seitlich am Rumpf festgelegt sind, und sie weisen einen gekrümmten Vorderrand (17) hoher durchschnitt licher Pfeilung auf. Die Hinterkante (18) ist so gestaltet, daß sie sich eng der benachbarten Flügelnase (13) der Tragflügel anpaßt, wenn diese in der Z-Stellung befindlich sind. Wiederum besitzen die Strömungsleitflächen (14 u. 15) eine sehr viel größere Pfeilung als der Tragflügel, und sie weisen eine sehr viel kleinere Spannweite auf. Die Vorderkante (17) ist scharf ausgebildet.

Die Strömungsleitflächen (8, 9 bzw. 14, 15) können paarweise an einem Flugzeug vorgesehen werden, oder es kann nur eines der Paare entweder am Tragflügel oder am Höhenleitwerk angeordnet werden, je nachdem Tragflügel oder Höhenleitwerk oder beide eine Auftriebserhöhung benötigen. Obgleich Fig. 1 beide Paare von Strömungsleitflächen (8, 9 bzw. 14, 15) montiert am Flugzeug zeigt, kann in der Praxis auch nur eines der Paare vorn oder hinten vorgesehen werden. Die Strömungsleitflächen sind bei Flugzeugen anwendbar, bei denen das gesamte Höhenleit werk schwenkbar ist oder die Flügelnase eines Flügels abknick bar ist. Die Strömungsleitflächen haben eine geringe Streckung und weisen eine scharfe Vorderkante mit hoher Pfeilung auf. Hierdurch wird eine Wirbelschicht erzeugt.

Gemäß einem nicht dargestellten, weiteren Ausführungsbeispiel sind die Strömungsleitflächen (8, 9 bzw. 14, 15) faltbar ge staltet und können entweder in den Rumpf eingefahren werden, oder benachbart zu diesem zusammengelegt werden, wenn sie nicht benötigt werden.

Wenn der Tragflügel oder das Höhenleitwerk des Flugzeuges von einem anderen Körper als von einem Rumpf getragen werden, bei spielsweise wenn das Höhenleitwerk von einer vertikalen Flosse getragen wird, dann können die den Auftrieb erhöhenden Glieder an jener Flosse oder jenem Bauteil angeordnet werden.

Im Zusammenhang mit dieser Beschreibung soll der Ausdruck "Auftrieb" alle aerodynamisch erzeugen Kräfte umfassen, unab hängig von ihrer Richtung.

Claims

1. Flugzeug mit einem Rumpf (1) und seitlich abste henden, einen aerodynamischen Auftrieb erzeugenden Tragflügeln (2, 3, 4, 5), die insgesamt oder mit ihrer Flügelnase (13) um eine Querachse (6, 7) verschwenkbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß stromauf der Flügel nase der Tragflügel (2, 3) bzw. des Höhenleitwerks (4, 5) am Rumpf (1) Strö mungsleitflächen (8, 9; 14, 15) angeordnet sind, deren Hinter kante (12, 18) nur in einer vorbestimmten Querneigungsstellung von Tragflügel oder Tragflügelnase auf die Tragflügel-Vorder kante so ausgerichtet ist, daß auf der Ober- und Unterseite ein glatter, störungs freier Übergang geschaffen ist.

2. Flugzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragflügel (2, 3, 4, 5) eine größere Spannweite besitzen als die Strömungsleit flächen (8, 9; 14, 15).

3. Flugzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorderkante (11, 17) der Strömungsleitflächen (8, 9; 14, 15) eine größere durch schnittliche Pfeilung besitzt als die Vorderkante der Trag flügel.

4. Flugzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei um die Querachse (6, 7) schwenkbarem Höhenleitwerk, dessen Vorderkante an die Hinterkante (12) der Strömungsleitflächen (8, 9) anschließt, wenn das Höhenleitwerk einen Anstellwinkel für maximalen Auf trieb benötigt.