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Flugzeug-Trapezflügel
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Die Vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Flugzeug-Trapezflügel,
insbesondere für Passagier und Frachtflugzeuge, bei welchen der Tragflügel als Kraftstofftank
verwendet wird und aus vereinzelt ausgeführten Stringern und Beplankung besteht,
die bei weiterem Zusammenbau miteinander verbunden werden.
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Die Erfindung kann auch bei jedem beliebigen Flugapparat angewandt
werden, der einen Tragflügel besitzt, d. h. sowohl bei Flugzeugen beliebiger Zweckbestimmung,
als auch bei Rakotenflugzeugen und Schraubenflügelapparaten.
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Allgemein bekannt ist ein Flugzeug-Trapezflügel, d. h. ein Tragflügel
mit veränderlicher Sehne, aus einem Längs- und einem Querkraftgerippe sowie einer
oberen und einer unteren Beplankung.
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Zum Längstraggerippe gehören zwei sich über die ganze Spannweite des
Tragflügels erstreckende Holme, ; ich ein vorderer Holm und ein mit Abstand hinter
diesem liegender hinterer Holm. Die Holme sind die ganze Höhe des Tragflügels zwischen
der oberen und der unteren Beplankung einnehmende alken, die vor allem die Biegebeanspruchungen,
aber
auch teilweise die TorFionsbeanspruchungen aufnehmen. Zum Längstraggerippe gehören
noch die Stringer, die Profile bestimmten Querschnitts darstellen. Die Stringer
sind zwischen den Holmen und zum hinteren Holm parallel angeordnet.
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Die einen Enden der Stringer sind an der Wurzelrippe befestigt, d.
h. an der zum Flugzeugrumpf hin gelegenen ersten Rippe in der Flügelwurzel.
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Die anderen Enden eines Teils der Stringer sind an der Endrippe und
die der anderen Stringer in der Nähe des vorderen Holms an der Beplankung be-£cstigt.
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Das Quertraggerippe bilden die Rippen. Diese bestinmlen das Flügelprofil,
indem sie die Wölbung der Beplankung vorgeben; außerdem nehmen sie die örtlichen
Beanspruchungen auf und leiten sie in die IXolme ein. Die Rippen sind über die ganze
Länge des Tragflügels gleichmäßig verteilt und mit den Ilolmen verbunden. Alle genannten
Tragflii golelemente sind mit der Beplankung verbunden, die auch ein tragendes Element
der Flügelkonstrtlktion darstellt.
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In den bekannten Ausbildungen enden einige Stringer
in
der Nähe des vorderen Holmers und ijire Enden sind an der Beplankung befestigt.
Beim Einsatz des bekannten Tragflügels treten Risse in der Beplankung in der Nahe
der Befestigungsstellen dieser Stringer auf, die nicht nur festigkeitsmäßige Defekte
darstellen, sondern bei Benutzung des Tragflügels als Kraftstofftank auch Leckverluste
des iaftstoffs verursachen.
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Bekannt sind auch Tragflügel, in denen die Stringerenden zur Vermeidung
von Rissen in der Beplankung am Flansch des Holmes angeschlossen sind, wozu jedech
ein Flansch ins Innere des Tank gewendet werden muß, was gewisse Schwierigkeiten
beim Zusammenbau und der Verbindung der Beplankung mit dem Holm flansch mit sich
bringt.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Flugzeug-Trapezflügel
zu entwickeln, dessen Konstruktion einfach bleibt, dessen Zusammenbau keine besonderen
Schwierigkeiten bietet und bei dem die Gefahr des Auftretens von Rissen in der Beplankung
während des Betriebes des Flugzeugs beseitigt ist.
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Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die im Patentanspruch
1 genannten Merkmale.
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Bei einer solchen erfindungsgemißen Ausbildung bei der alle Stringer
mit ihren einen Enden an der Wurzelrippe, d. h. an der am Tragflügel-Rumpf-Übergang
angeordneten Rippe befestig* sind unA mit ihren anderen Enden entweder nämlich wenn;
sie zur Gruppe der durchgehenden Stringer gehören, an der flügelspitzenseitigen
Endrippe, oder aber an einem durchgehenden Stringer betestigt sind, entfällt die
Befestigung von Stringerenden an der Beplankung und damit die Ursache des Aufs tretens
von Rissen in der Beplankung bei bl@ibt die Flügelkonstruktion einfach und es genügen
Holme mit von der zwischen den Holmen lxe genden Tragflügelzone abgewandten Flanschen.
Dadurch kann die Verbindung der Beplankung mit den Holmenflanschen mechanisiert
und demzufolge der Zusammenbau verbilligt werden; die Verbindung sowohl der Stringer
mit der Beplankung als auch der Beplankung selbst mit den Holmenflanschen wird sicherer.
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Die zwischen den Holmen liegende Tragflügelzone kann leicht abgedichtet
und als Integraltank verwendet werden.
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Durch das an sich bekannte Fehlen einer Verbindung
der
Stringer mit den Holmenflanschen wird der Zusammenbau der Ober- und Unterbeplankung
mit der Stringerbaugruppe noch vor dem Verbinden der Beplankung mit den Holmen ermöglicht.
Die Befestigung der mit den Stringern zusammengebauten Beplankungen an dem aus Helmen
und Rippen bestehenden Traggerippe des Tragflügel 5 vereinfacht den endgültigen
Zusammenbau, da eine Verbindung der Stringer mit einem Holmenflansch entfällt.
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Zweckmäßige Weiterbildungen des Erfindungsvorschlags ergeben sich
aus den Unteransprüchen.
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Die Ausbildung gemäß Anspruch 2 ist für die untere Beplankung des
Tragflügels besonders vorteilhaft, in welcher in der Regel Montage- und Inspektionsöffnungen
ausgespart sind. Die längs dieser Öffnungen verlaufenden Stringer verstärken die
entsprechenden Ausschnitte.
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Be einet Ausbildung gemaß Anspruch 3 kann die Beplankung in Form eines
gepreßten Profils mit einer örtlichen Verdickung zwischen benachbarten Stringers
oder zwischen dem Holm und dem diesem nächstgelegenen Stringer ausgeführt werden,
was vorteilhaft ist zum Einbau der Geber von Kraftstoffvorratsmessern, Kraftstoffpumpen
und ande-
.ren Ausrüstungen. Gepreßte Profile als Werkstücke für
die Beplankung ermöglichen eine maximale Werkstoffersparnis.
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Nachfolgend wird die Erfindung durch die Beschreibung von Ausführungsbeispielen
an Hand der Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigt: Fig. 1 einen Flugzeug-Trapezflügel
in Draufsicht mit teilweise weggelassener Beplankung in schematischer Darstellung;
Fig. 2 den Schnitt II-II der Fig. l in vergrößertem Maßstab 3 i'ig. 3 schematisch
den Anschluß eines nicht durchgehenden Stringers an einen durchgehenden Stringer;
Fig. 4, 5 Ausbildungen des Tragflügels, bei denen die durchgehenden Stringer in
der Mitte zwischen den Holmen beidseits und parallel zur Mittellinie der durch die
Holme begrenzten Flügelzone verlaufen, während die nicht durchgehenden Stringer
parallel zum ihnen jeweils nächstgelegenen Holm verlaufen, Draufsicht mit teilweise
weggelassener Beplankung;
Fig 6, 7 Ausbildungen des Tragflügels,
bei denen die durchgehenden Stringer parallel zu einem der Holme und die nicht durchgehenden
Stringer parallel zum anderen Holm verlaufen; Fig. 8 eine Tragflügelausbildung mit
geknicktem hinterem Holm.
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Der in Fig. l schematisch in Draufsicht gezeigte, rückwärts gepfeilte
Trapezflügel mit veränderlicher Sehne besitzt ein Traggerippe aus Holmen l, 2, Rippen
3, 4, 5, von denen die Rippe 3 die Wurzelrippe und die Rippe 5 die Endrippe ist,
und Stringern 6, 7, die auf ihrer ganzen Länge mit der oberen bzw. unteren Beplankung
8 verbunden sind.
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Der vordere Holm 1 ist gerade ausgeführt, während der hin-tere- Holm
2 einen Knickpunkt aufweist.
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Der die Flügelvorderkante bildende Nasenteil 9 ist am vorderen Holm
1 unbeweglich befestigt; der Hinterteil 10 ist unbeweglich an dem hinteren Holm
2 defestigt. Im Bereich des Hinterteils 10 des Tragflügels sind auch Landeklappen
11 und
Querruder 12 angeordnet, wobei diese In geeigneter Weise
am hinteren Holm 2 angeschlossen sind.
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Am Außenflügel ist noch ein Randbogen bzw. die Flügelspitze 13 vorgesehen,
die mit dem Nasenteil 9 und dem Hinterteil 10 den vorgeschriebenen Flügelumriß bildet;
sie ist anker Endrippe 5 befestigt.
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Beide Holme l und 2 stellen Längstragelemente des Traggerippes dar,
die einen wesentlichen Teil der am Tragflügel während des Fluges angreifenden Luftkräfte
aufnehmen. Jeder Holm l, 2 ist ein Balken aus einem Ober- und einem Unterflansch
la, 2a (Fig. 2), vorliegend in Form von gleichartigen gepreßten Winkelprofilen,
die durch einen Steg Ib, 2b verbunden sind. Die Flansche 1a des vorderen Holmes
l sind dem Nasenteil 9 und die Flansche 2a des hinteren Holmes 2 dem Hinterteil
10 des Tragflügels zugewendet.
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Dic Wurzolrippe 3 sowie die Endrippe 5 sind an den Stegen Ib, 2b der
Holme l, 2 befestigt. Zwi schen diesen und parallel zu ihnen liegen die Zwischenrippen
4 in ungefähr gleichem Zwischenabstand voneinander. Vorliegend sind vierzehn Zwischenrippen
verwendet,
Die Rippen 3, 5 sowie einige der Zwischenrippen 4 sind
unmittelbar und die anderen Zwischenrippen 4 über die Stringer 6, 7 mit der Beplankung
verbunden.
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In den Rippen 3, 4, 5 sind zur Gewichtseinsparung in Fig. 2 ersichtliche
Löcher ausgespart.
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Die Stringer 6 und 7 sind im Tragflüge1 in dem Bereich verlegt, der
begrenzt ist durch die Rippen 3 und 5 sowie die Holme l und 2.
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Die Stringer können unterteilt werden in eine erstc Gruppe von Stringern
6, die nicht von der Wurzelrippe 3 bis zur Endrippe 5 durchgehen, und in eine andere
Gruppe von durchgehenden Stringern 7.
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Die nicht durchgehenden Stringer 6 stoßen an einen ihnen nächstgelegenen
Stringer 7 der anderen Stringergruppe an und sind an diesem mit ihrem Ende befestigt.
Im in Fig. t gezeigten Beispiel stoßen zwei Stringer 6 an den ihnen nächstgelegenen
durchgehenden Stringer 7 an und sind an diesen angeschlossen.
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Zur Verbindung der Stringer 6, 7 dient ein besonderer geknickter Be
lag 14 (Fig. 3), der mit einem Teil 14a am Stringer 6 und mit dem anderen
Teil
14b am Stringer 7 befestigt wird. Der Beschlag 14 stellt ein Winkelprofil dar, das
zu seinen Enden hin allmählich in einen flachen Streifen übergeht. Der Winkel, den
die Teile 14a und 14b des Beschlags zueinander einnehmen, entspricht dem Winkel
zwischen den zu verbindenden Stringern der verb clip edenen Gruppen.
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Im in Fig. 4 gezeigten Tragflügel verlaufen die durchgehenden Stringer
7 in der Nähe der und parallel zur Mittellinie 15 der durch die Holme l, 16 begrenzten
Tragflügelzone. Die nicht durchgehenv den Stringer 6 sind bezüglich dieser Mittellinie
15 symmetrisch verlegt, und zwar verläuft ein Teil von ihnen parallel zum vorderen
Holm 1 und ist am vordersten durchgehenden Stringer 6 angeschlossen, und ein anderer
Teil von ihnen verläuft parallel zum hinteren Holm 16 und ist am hintersten durchgehenden
Stringer 6 angeschlossen.
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Fig. 5 zeigt eine ähnliche Ausbildung, bei der jedoch ein geknickter
hinterer Holm1 2 Verwendung findet. Hier verläuft ein Teil von nicht durchgehenden
Stringern 6 parallel zum weniger gepfeilten Abschnitt des hinteren Holms 2 im Bereich
der inneren Landeklappe, und diese verhältnismäßig
kurzen Stringer
6 sind angeschlossen an den nächstgelegenen nicht durchgehenden Stringer 6, der
parallel zum äußeren Abschnitt des hinteren Jiolms 2 im Bereich der äußeren Landeklappe
und des Querruders verlauft. Die durchgehenden Stringer 7 verlaufen auch hier parallel
zur Mittellinie 15 der Flügelzone zwischen den Holmen.
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In Fig. 6 und 7 sind Flügel gezeigt, in denen die Stringer der einen
Gruppe parallel zum einen Holm und die der anderen Gruppe parallel zum anderen Holm
verlaufen. Fig. 6 betrifft den Fall, in dem die durchgehenden Stringer 7 zum vorderen
Holm 1 und die nicht durchgehenden Stringer 6 zum hinteren Holm 16 parallel verlaufen.
Fig. 7 zeigt, wie die nicht durchgehenden Stringer 6 parallel zum vorderen Holm
1 und die durchgehenden Stringer 7 parallel zum hinteren Holm 16 angeordnet sein
können.
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Fig. 8 zeigt schließlich eine Ausführungsvariante mit abgewinkeltem
hinterem Holm 2, bei der ein Teil der nicht durchgehenden Stringer 6 parallel zum
vorderen Holm l verläuft, wohinter die Gruppe der durchgehenden Stringer 7 folgt,
hinter der noch ein Teil kurzer, nidEt durchgehender Stringer 6a
parallel
zum inneren Abschnitt des hinteren Holms 2 verlaufen.
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Welche der betrachteten Bauarten gewählt wird, hängt von der Auslegung
des Tragflügels ab, in jedem Falle wird ein einfach zu bauender und vor Rißbildung
ziemlich sicherer Flügel erhalten.
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- L e e r s e i t e -