DE3226629C1 - Reinigungsgerät für Flugzeug-Tragflügel oder -Leitwerke - Google Patents

Abstract

Reinigungsgerät für die Nasen von Tragflügeln an Flugzeu- gen, das in Spannweitenrichtung quer zur Strömungsrichtung verschiebbar ist. Das Gerät weist einen im Bereich der Flügelnase angeordneten Reinigungswagen auf, der mit einem Rahmen die Flügelnase umgreift und mit wenigstens drei Rädern versehen ist, mit denen er sich auf der Ober- und Unterseite der Flügelnase abstützt und quer verfahrbar ist. Am Reinigungswagen sind im Bereich der Ober- und Unterseite der Flügelnase Umlenkrollen angeordnet, über die ein endlo- ses Reinigungselement so geführt ist, daß es auf der Flügel- nase aufliegt. Für das Reinigungselement ist ein Antrieb vorgesehen. Zweckmäßig ist auch wenigstens eines der Räder mit einem Antrieb versehen. (32 26 629)

Description

• Das in der Zeichnung in Verbindung mit einem Tragflügel dargestellte Reinigungsgerät weist einen bügelförmigen Rahmen 2 auf, der im wesentlichen der Kontur der Tragflügelnase folgend diese Nase übergreift. An den freien Schenkeln des Rahmens 2 sind auf der Unterseite und der Oberseite Räder 4, 6 und 8 angeordnet. Durch die Verwendung von drei Rädern wird eine Dreipunktauflagerung erreicht. Zweckmäßig läuft das Gcrät mit zwei Rädern aufderTragflügeloberseite, während sich das dritte Rad gegen die Tragflogelunterseite abstützt.
• Die beiden auf der Oberseite des Tragflügels laufenden Räder 6 und 8 sind an einem Rahmenquerträger 10 gelagert.
• Am oberen und unteren Schenkel des Rahmens 2 sind jeweils auf der dem Tragflügel zugewandten Seite Umlenkrollen 12, 14 drehbar gelagert. Die untere Umlenkrolle 12 läuft frei auf ihrer Achse, wogegen die obere Umlenkrolle 14 bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel auf der Achse eines Elektrogetriebemotors 16 angeordnet ist, über den diese Umlenkrolle antreibbar ist. Über die beiden Umlenkrollen 12 und 14 ist ein Reinigungselement 18 geführt, das hier als endlose Schlaufe über die beiden Umlenkrollen gelegt ist. Das Reinigungselement 18 ist vorzugsweise eine endlose Kordel, die aus einem saugfähigen weichen Material besteht, beispielsweise aus Baumwolle.oder schaumstoff-ummantelten Faserkardelen. Am Rahmen des Reinigungsgerätes ist weiter ein Flüssigkeitstank 20 angeordnet. Dieser Tank ist mit einem Auslaufrohr 22 versehen, das mit einer Auslaufdüse 23 über einen Trum des Reinigungselements 18 mündet und dieses mit der aus dem Tank 20 auslaufenden Flüssigkeit befeuchtet.
• Um eine Befeuchtung auch bei höheren Geschwindigkeiten sicherzustellen, kann im Tank 20 eine Flüssigkeitspumpe angeordnet sein.
• Eines der Räder, hier das Rad 6, ist auf der Achse eines Elektrogetriebemotors 24 angeordnet, der am Rahmen befestigt ist. Zur Stromversorgung der Elektrogetriebemotoren 16 und 24 sowie einer gegebenenfalls vorgesehenen elektrischen Flüssigkeitspumpe kann am Rahmen des Reinigungsgerätes weiter ein in der Zeichnung nicht dargestellter Akkumulator vorgesehen sein.
• Für das Reinigungsgerät kann im Rumpf eine Aufnahmekammer vorgesehen sein, die mit einer Abdeckklappe versehen ist.
• Zur Durchführung einer Reinigung wird das Reinigungsgerät angetrieben durch den Elektrogetriebemotor 24 langsam in Spannweitenrichtung des Tragflügels bewegt. Das Reinigungselement 18 liegt dabei unter einer Vorspannung, die durch den Fahrtwind gegeben ist, gegen die Flügelnase an. Angetrieben durch den Motor 16 wird das mit der Flüssigkeit aus dem Tank 20 angefeuchtete Reinigungselement 18 über die Flügelnase bewegt, wobei die beiden über die Flügenase geführten Trume sich gegenläufig bewegen. Dabei werden anhaftende Schmutzpartikel abgerieben, die dann nach dem Lösen vom Fahrtwind fortgetragen werden. An dem Reinigungselement 18 anhaftende Schmutzpartikel oder Insekten können auch durch die Flüssigkeit abgeschwemmt werden. Grundsätzlich wäre es selbstverständlich möglich, die Flüssigkeit beispielsweise über den Rahmen 2 bis vor die Flügelnase zu führen und dann von vorn gegen die Flügenase zu sprühen.
• Um bei Flugzeugen mit höheren Geschwindigkeiten das Reinigungselement 18 zu entlasten, kann am Rahmen 2 im'Bereich der Flügelvorderkante eine Quertraverse 26 mit an ihren Enden angeordneten Stützrädern 28 vorgesehen sein, die sich auf der Flügelnase abstützen. Diese Stützräder 28 können beispielsweise senkrecht zur Flügelnase federnd gelagert sein, wobei dann über die Federung die Vorspannung des Reinigungselemcnts 18 bestimmbar ist.
• Bei Verwendung eines Elektromotors ist es ohne Schwierigkeiten möglich, für diesen Elektromotor am Reinigungsgerät einen Umschalter vorzusehen, der gegen einen Anschlag auf dem Tragflügel am Ende der vorgesehenen Bewegungsbahn anläuft und die Bewegungsrichtung des Reinigungsgerätes umkehrt. Das Reinigungsgerät läuft dann automatisch zu seinem Ausgangspunkt zurück, beispielsweise in eine Kammer im Rumpf des Flugzeuges.
• Soweit die Tragflügel mit Randkörpern versehen sind, sogenannten »tip-tanks«, kann das Reinigungsgerät auch in diesen untergebracht werden. Es läuft dann während einer Reinigungsoperation zum Rumpf und zur Flügelspitze zurück.
• In F i g. 3 ist ein Reinigungsgerät dargestellt, das mit einem mechanischen Antrieb versehen ist, nämlich mit einer Luftschraube. 34 als Antriebselement. Die Teile, die im ganzen oder im wesentlichen solchen Teilen entsprechend, die in der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 dargestellt sind, tragen die Bezugszeichen der ersten Ausführungsform. Bei der zweiten Ausführungsform ist der die Flügelnase umfassende Rahmen 2 im Bereich der Flügelnasenvorderkante mit einer aufrechten Stütze 30 versehen, in der oben eine Welle 32 gelagert ist, auf der vor der Stütze 30 die Luftschraube 34 befestigt ist. Die Welle 32 ist zu einem Getriebe 36 geführt, in dem das durch die hier als Windrad arbeitende Luftschraube 34 erzeugte Drehmoment einmal auf eine Welle 38 übertragen wird, auf der die Umlenkrolle 14 befestigt ist. An das Getriebe 36 ist weiter eine Antriebswelle 40 angeschlossen, die über ein Kardangelenk 42 eine Welle 44 antreibt, auf der das angetriebene Rad 6 befestigt ist. Das Getriebe 36 kann Über- oder Untersetzungsstufen enthalten, mit denen die Drehzahl der Welle 32 in die für die Umlenkrolle 14 bzw. das Rad 6 vorgesehenen Drehzahlen übertragen wird. An das Getriebe 36 kann weiter die oben erwähnte Flüssigkeitspumpe angeflanscht oder angeschlossen sein. Das Getriebe 36 kann weiter mit einer Drehrichtungsumkehrstufe für die Antriebswelle 40 für das Rad 6, gegebenenfalls auch für die Welle 38, versehen sein, die beim Anlauf gegen einen Anschlag umgeschaltet wird, so daß auch bei dem mechanischen Antrieb über die Luftschraube 34 eine automatische Hin- und Herbewegung über die Spannweite eines Flügels erreichbar ist.
• Auch bei der Ausführungsform nach F i g. 3 könnte eine Quertraverse entsprechend der Quertraverse 26 vorgesehen sein mit Stützrädern, die auf der Vorderkante der Flügelnase abrollen. Eventuell kann dabei auch ein Getriebe vorgesehen werden, das getrieblich mit einem der auf der Vorderkante der Flügelnase ablaufenden Räder verbunden ist, wobei dann dieses Rad den Antrieb bewirkt. Es ist hierbei auch möglich, die beiden Räder vor der Flügelnase anzutreiben.
• - Leerseite -

Claims (9)

1. Patentansprüche: 1. Reinigungsgerät für die Nasen von Flugzeug-Tragflügeln oder -Leitwerken, das in Spannweitenrichtung quer zur Strömungsrichtung verschiebbar ist und mit einem um die Nase geführten Reinigungselement versehen ist, d a du reh g e -k e n n z e i c h n e t, daß ein im Bereich der Nase angeordneter Reinigungswagen vorgesehen ist, der mit einem Rahmen (2) die Nase umgreift und mit wenigstens drei Rädern (4, 6, 8) versehen ist, mit denen er sich auf gegenüberliegenden Seiten des Tragflügels bzw. Leitwerks abstützt und quer verfahrbar ist, und daß am Rahmen (2) den gegenüberliegenden Seiten des Tragflügels bzw.

   Leitwerks zugeordnete Umlenkrollen (12, 14) angeordnet sind, über die ein endloses Reinigungselement (18) so geführt ist, daß es auf der Nase aufliegt, und das mit einem Antrieb (16; 34) versehen ist.
2. 2. Reinigungsgerät nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der Räder (6) mit einem Antrieb (24;34) versehen ist.
3. 3. Reinigungsgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rad (6) mit einem elektrischen Getriebemotor (24) gekoppelt ist.
4. 4. Reinigungsgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Rahmen (2) eine Luftschraube (34) angeordnet ist, die getrieblich mit wenigstens einem der Räder (6) verbunden ist.
5. 5. Reinigungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Umlenkrollen (14) für das Reinigungsgelement (18) mit einem Antrieb (16; 34) versehen ist.
6. 6. Reinigungsgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Antrieb ein Elektrogetriebemotor (16) vorgesehen ist.
7. 7. Reinigungsgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß am Rahmen (2) des Reinigung wagens eine Luftschraube (34) angeordnet ist, die getrieblich mit der Umlenkrolle (14) verbunden ist.
8. 8. Rcinigungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Reinigungswagen ein Flüssigkeitstank (20) angeordnet ist, der mit einem Auslaufelement (22, 23) versehen ist, mit dem das Reinigungselement (18) befeuchtbar und abspülbar ist.
9. 9. Reinigungsgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß dem Flüssigkeitstank (20) eine Flüssigkeitspumpe zugeordnet ist.

   Die Erfindung bezieht sich auf ein Reinigungsgerät der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Art.

   In den Früjahrs- und Sommermonaten verschmutzen die Trag- und Leitwerksflügelnasen von Flugzeugen sehr schnell durch aufgeschlagene Insekten. Eine weitere, wenn auch schwächere Verschmutzung tritt auf durch Staub, Ruß und andere Bestandteile in der Atmosphäre, die sich auf den Tragflügeln niederschlagen. Soweit diese Verschmutzung während des Fluges auftritt setzt sie sich gleichfalls ausschließlich an der Tragflügel- oder Leitwerksnase im Bereich des Staubpunktes ab.

   Die Verschmutzung der Flügelnasen stellt eine Rauhigkeit dar, die den Widerstand des Tragflügels vergrößert. Der Effekt ist unabhängig davon, ob die Strömung an der Stelle der Rauhigkeit laminar oder turbulent ist. Bei laminarer Strömung muß allerdings eine gewisse kritische Rauhigkeitshöhe überschritten sein. Die kritische Rauhigkeitshöhe nimmt mit zunehmender Reynolds-Zahl ab. Aufgeschlagene Insekten führen bereits bei Reynolds-Zahlen von 1 - 106 (Segelflugzeuge) zum laminarturbulenten Umschlag an der Tragflügelnase und damit zu beträchtlich höheren Widerständen. Bei Verkehrsflugzeugen ist die Situation noch ungünstiger, da die Reynoldszahl wesentlich höher ist und mithin die kritische Rauhigkeitshöhe kleiner ist, hier dürfte bereits Staubkontamination zum laminarturbulenten Umschlag führen. Da auch Verkehrsflugzeugprofile eine gewisse laminare Anlaufstrecke haben, die durch Verschmutzung verkürzt wird, sind auch hier Widerstandsgewinne zu erwarten, wenn die Profilnase im Fluge gesäubert werden kann.

   Sollen bei Verkehrsflugzeugen Laminarprofile, also Profile mit besonders langen laminaren Laufstrecken eingesetzt werden, so scheint eine Reinigungseinrichtung unumgänglich zu sein.

   Im Hinblick auf die Bedeutung des Problems hat es bisher nicht an Versuchen gefehlt, die Tragflügelnasen entweder sauberzuhalten oder zu reinigen.

   So ist es bekannt, im Bereich der Tragflügelnase eine poröse Haut vorzusehen, durch die eine Reinigungsflüssigkeit austritt.

   Ein bekanntes Reinigungsgerät der eingangs erwähnten Art verwendet einen um die Flügelnase geschlungenen Draht, der in Spannweitenrichtung bewegt wird.

   Dieser Draht erstreckt sich im wesentlichen über die gesamte Profiltiefe und ist am hinteren Profilende mit einem sich in Spannweitenrichtung bewegenden Antriebsdraht verbunden.

   Diese beiden bekannten Vorrichtungen führen nur zu einer recht unvollkommenen Reinigung.

   Es ist weiter bekannt, auf die Tragflügelnase eine Schutzfolie aufzukleben, die nach Erreichen insektenfreier Höhen abgetrennt und durch den Fahrtwind abgeworfen wird (Lachmann, »Boundary Layer And Flow Control«, Vol.2. S.1148 bis 1151 - Pergamon Press 1961). Diese Lösung belastet die Umwelt mit den abgeworfenen Folien. Darüber hinaus ist das Ablösen der Folien von den Tragflügeln nicht unproblematisch.

   Aufgabe der Erfindung ist ein Reinigungsgerät, das einfach im Aufbau ist und zuverlässig arbeitet.

   Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einem Reinigungsgerät der eingangs erwähnten Art gelöst durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 hergestellten Merkmale. Zweckmäßige Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

   Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht und im nachstehenden im einzelnen anhand der Zeichnung beschrieben.

   F i g. 1 zeigt einen Querschnitt durch eine Tragflügelnase mit aufgesetztem Reinigungsgerät.

   F i g. 2 zeigt eine Draufsicht auf das Gerät.

   F i g. 3 zeigt in Seitenansicht eine abgewandelte Ausführungsform mit einem Luftschraubenantrieb.