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Hohler Tragflügel für Flugzeuge. Die Erfindung betrifft ganz aus Metall
bestehende Tragflügel für Flugzeuge, welche in erster Linie als sogenannte selbsttragende
1-- lügel, d;. h. ohne äußere Verspannung, auseführt sein sollen.
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Flugzeugtragflügel werden gewöhnlich in der Weise ausgeführt, daß
über ein in der lZegel aus zwei Längsträgern (Holmen) und vielen Querträgern (Spanten
oder Rippen) bestehendes Gerüst eine Bespannung aus Stoff, Holzfurnier o. dgl. gelegt
wird. Es sind auch Flügelbäuarten mit mehr als zwei Holmen bekannt; hierbei werden
die vom Gerüst aufzunehmenden Kräfte besser verteilt, und es wird auch eine gewisse
Sicherheit gegen Flügelbruch bei einer Beschädigung oder Zerstörung eines Holmes
geboten. Endlich ist es auch bekannt, solche Flugzeugholme als Stabfachwerk auszubilden.
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_Wesentliche_ Nachteile dieser bekannten Flügelbauarten liegen in
der allgemein üblichen Verwendung nachgiebigen, höchstens zur Übertragung von Zugkräften
geeigneten Bespannungsmaterials begründet. Die Nachgiebigkeit der Bespannung macht
es, beispiels--#"se nötig; züi Festlegung und Erhaltung der richtigen Flügelform
sowie zur Aufnahme von Torsionskräften viele Querträger anzuordnen,- wodurch die
Herstellung des Flügels erschwert und sein Gewicht erhöht wird. Ferner muß zur Weiterleitung
der auf den Flügel einwirkenden Luftwiderstandskräfte in der Regel noch ein besonderer
Windverband zwischen den Holmen und Spanten angebracht wenden.
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Nach der vorliegenden Erfindung besteht der als Hohlkörper ausgebildete
Tragflügel aus in der Flü2-ellä-n,gsrichtungve ufenden Fachwerktrkern und aus einer
diese Träger .sei i.g umschließenden, aus @le_c_h_h@estell.r a
ten
ATbde_cküng; welche mit in der Flugrichtung verlaufenden, die Decke versteifenden
Hervorragungen oder Profilierungen, wie Wellen o. dgl., versehen und mit den Gerüstteilen
an vielen über die Flügelfläche verteilten Stellen fest verbunden ist.
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Artich die Verwendung pro ierter Bleche zu Flugzeugtragflächen 'ist
an sich bereits bekannt, doch handelt .es sich in diesem Falle irur um ganz dünne
Tragflächen, deren Dicke gleich der Blechdicke ist, nicht um H_ ohlkörper wie eLvorliegender-Er-f
in dung. B d r 5-e kannten Anordnung liegen deshalb auch die quer zu den Wellen
verlaufenden, dem Flügel die nötige Steifigkeit gebenden Gurtungen frei im Luftstrom,
erzeugen also zusätzlichen, schädlichen Luftwiderstand; die Seitenflächen der Wellen
des profilierten Bleches treten bei dieser Bauart an die Stelle der Verbindungsstäbe
zwischen den Gurtungen. Das dünne Blech wird . hierbei sehr umgünstig (auf Knickung)
beansprucht.
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Nach der Erfindung ist das profilierte Blech nicht zwischen den-Haupttragelementen
angeordnet, sondern es umgibt das Flügelgerüst alIsei 'g vo_n, bild.'et-älsö die
Urnscllielungswand eines Hohlkörpers und entzieht die Gerüstteile so gleichzeitig
der Luftströmung. s.
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Die neue Flügelbauart bietet '-eine Reihe wertvoller Vorteile.
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Infolge der Profilierung des Deckbleches, ist
es möglich,
auch schon mit Blech von geringer Stärke, wie es zur Vermeidung zu großen Gewichts
nötig ist, eine Atem zu schaffen, die selbst genügende Steifiakeit besitzt, um sowo
# senkrecht auf sie einwirkede Kräfte, :die die Ouerschnittsform des Flügels` zu
verändern bestrebt sind (Luftdruckkräfte, örtliche Belastungen; z. B. beim Darauftreten),
als auchirLRicUttmg-der=Profilierunz .wirkende. Kräfte ohne übermäßige Formänderung
auf verhältnismäßig große Strecken übertragen zu können. Dieser Umstand, daß die
neue Abde_gkung einen in -sich steifen Körper darstellt, macht es möglich,- ihr
auch diejenigen Aufgaben zum. Teil oder ganz zu übertragen, für welche bisher besondere
Elemente im Flügelgerüst vorgesehen werden mußten.
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Bei dem neuen Flügel können. deshalb die sonst zur Festlegung der
genauen Flügelquerschnittsform zur gegenseitigen Verbindung der Holme und zur Aufnahme
der Torsionskräfte dienenden Querträger (Spanten, Rippen) zum Teil oder ganz fortfallen.;
die Abdeckung kann ferner selbst den Windverband zwischen den einzelnen Holmen bilden.
Hieraus ergibt .sich eine ganz erhebliche Vereinf@:chLing des Flügelaufbaues.
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Bei Beschädigung eines Gerüstteiles können die sonst auf diesen Gerüstteil
entfallenden Kräfte durch .die Decke hindurch über die beschädigte Stelle hinweg
oder nach benachbarten Gerüstteilen übertragen werden, so daß die Sicherheit des
neuen Tragflügels bei örtlichen Verletzungen erhöht wird.
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Die in der Flügellängsrichtung verlaufenden Gerüsthauptträger werden
vorteilhaft als aus Rohren zusammengesetzte Stabfachwerke ausgebildet. Entsprechend
der nach den Flügelenden hin abnehmenden Belastung werden die Ober- und Untergurte
dieser Träger vorteilhaft so ausgeführt, daß sie aus Stücken _verschsedenen ]2urchmessers
oder ve#rsc_hizedener Wands ärke zusammengesetzt -sind.
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Di-e`-profilierte Abdeckung wird zweckmäßig so aufgelegt, daß sie
mit den der Flügelinnenseite zugewandten Erhöhungen uninittelbar auf den Ober- und
Untergurten der Gerüsthauptträger aufliegt. Wird die Decke dann in jedem Berührungspunkte,
etwa durch Vernieten, mit den Gerüstträgern fest verbunden, so entsteht eine sehr
große Anzahl gleichmäßig über dien Flügel verteilter Befestigungspunkt,:, wodurch
die Erfüllung der ohengenannten Aufgaben .der Decke wesentlich begünstigt wird,
An Stelle einer einfachen Nietverbindung an den Berührungsstellen ;der Äbdeckung
mit den Gerüstteilen können natürlich auch andere Verhindtu?gsarten treten.
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Die Vorderseite des Flügels, der sog. Flügelkopf, wird in der Regel
nicht als scharfe Kante ausgeführt, sondern mit einer Abrundung versehen. Da diese
Abrundung im Verhältnis zum übrigen Flügelprofil ziemlich kleinen Radius besitzt,
so ist es schwierig, das profilierte Blech in diese Form zu biegen. Zweckmäßig wird
der Flü-elkopl- deshalb als besonderer Teil hergestellt und mit der ebenaf@esänders
hergestellten Ober- und Unterdecke verbunden. Hierbei sind wieder verschiedene Ausführungsformen
denkbar. Beispielsweise kann der Kopf zunächst nach Art einer Rinne ausgeb@ilidet
werden, deren innerer, stark gekrümmter -Teil -glatt ist, während die beiden sei
hen @schwächere Krümmung aufweisenden Teile mit nach außen hin allmählich immer
höher werdenden; dem Profil der''@Abdeckung entsrrec#henden Ein Pressungen versehen
sind. Das Kopfstück lkann auch mitdurchlaufender, ii: besonderen Pressen oder durch
Hämmern o. dgl. erzeugten Profilierung ausgestattet sein. Endlich kann auch die
Profilierung der Abdeckung nach der Anschlußstelle des im ganzen glatt verlaufenden
Kopfstückes hin alimählich in eine glatte Fläche übergehen.
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Der Erfindungsgegenstand ist in den beiliegenden Figuren in einigen
Ausführungsbeispielen schematisch dargestellt.
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Fig, i bis 3 zeigen den Flügel im Quer-und Längsschnitt sowie im Grundriß,
in letzterer Figur mit nur teilweise aufgebrachter Decke.
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Fig. q. zeigt ebenfalls einen Flügelquerschnitt, Fig. 5 die Seitenansicht
eines Flügellängsträgers Fig. 6 eine besondere Ausführungsform der Profilierung
im Querschnitt.
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Fig. 7 zeigt ein Beispiel für die Befestigung dies Deckbleches an
den: Gerüstträgern. Fig. 8 bis io zeigen eine Ausbildungsform der Flügelendkante,
Fig. i i und 12 ein- Ausführungsbeispiel für den Flügelkopf.
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Nach Fig. i bis 3 besteht das im Innern des hohlen Tragflügels befindliche
Gerüst aus einer verhältnismäßig großen Anzahl von Fachwerklängsträgern, welche
aus einem Obergurt i, einem Untergurt 2, den Vertikälstreben 3 und den Diagonalen
q. bestehen. Über das Gerüst ist die aus gewelltem Blech bestehende Decke 6 gelegt
und an den Berührtrn:gsstellen 7 :der Wellen mit den Hauptträgern i und 2 fest verbunden.
Sie bildet auf diese Weise,den Ersatz des zur Aufnahme von Horizontalkräften.sonst
nötigen Windverbandes. zwischen den einzelnen: Gerüsthauptträgern. Vom Untergurt
,des einen zum i Obergurt des benachbarten Längsträgers Laufen Diagonalstäbe 5,
welche, in Verbindung
mit der Decke _den Flügel in .die Lage
vcrsetzen, -@orsions#eanisTruchungen aufzunehmen.
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Fig. q. zeigt einen ähnlichen Flügelquerschnitt wie Fig. i, jedoch
sind die Ober- und Untergurte der Hauptträger gegeneinander versetzt, so daß sich
der Gerüstquerschnitt aus annähernd gl,eichseitigen Dreiecken: zusammensetzt. Die
Ober d. . ntero-urte i und 2 (Fig. 5) sind aus _Rohrstücken 7usamn iengesetzt,
welche nach dem Flüzelende hin immer gerinn.`' eren_Dure@messerjh_esitzen. -Täc
@@ Esst die Profilierung an einzelnen, über,die FFlügellänge @llänge sich
verteilenden Stellen verstärktum die Abdeckung noch widerstandsfähiger gegen Formänderungen,
den ganzen Flügel also noch steifer zu machen, caine das Flügelgewicht wesentlich
zu. erböhen. Die auf dem Gerüstteil i befestigte, in beliebiger Weise profilierte
Decke 6 besitzt in gewissen Abständen entweder außen über die ganze Flügelbreite
sich erstreckende oder im Innern des ü-els zwischen je zwei Längsträgern
angeordnete, zweckmäßig der üf:rigen Profilform ähnliche, aber größere Ausladung
besitzende Vors ränge bzw.yTO, die entweder aus dem Deckblech=selb
st gebildet sind oder, wie bei io, beson_d_ers aufgesetzt_ _wer@e-n. Die Vorsprüngeilconnen
'ffrerseits wieder durch Profilierung ii versteift sein.
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Fig. 7 zeigt eine einfache Art der Befestigung des wellenartig profilierten
Deckblechs 6 an einem als Rohr ausgebildeten Gerüstteil i mittels die Rohrwand durchdringender
Niete 13.
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Die Fig. 8 bis io zeigen eine Ausbildung der Plügelhinterkante. Die
wellenartigen-Pro-- der Oberseite 25 imd der Unterseite 26 des Flügels sind um
j e eine hallye Teilung gegeneinander #ivrsZtzt, -sö -daß die Zfie`llen.an
,-er " uge hnterkante unmittelbar zu einer scharfen, in,der Wellenform der Abdeckung
ver äufenden Kante-27 zusammenlaufen. Zur Verbindung der Ober- und Unterdecke 25
und 26 an der Flüg elhinterkante werden beide Bleche an einem zwischen ihnen. liegenden
Keil 28 aus Holz o. dgl. befestigt, in dessen Keilft h_en Wellen entsprechend denen
der Ab,-leckung eingearbeitet sind.
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Fig. i i und 12 zeigen den Querschnitt und die Vorderansicht eines
besonders hergestellten Flügelkopfes für einen Flügel mit einer abgerundeten Vorderkante
und mit über den ganzen Flügelkopf durchlaufenden Profilierungen, welch letztere,
von vorn gesehen (Fig. 12), schräg verlaufen-, "um `die- V`er-Setzung dler Profilierung
der Ober- und Unterseite zum Zweck glatten Zusammenlaufens an der Flügelhinterkante
zu erzielen.°` Auch andefein.°äh-nTlcYr'Weise wie Tragflügel beanspruchte, an Flugzeugen
vorkommende Hohlkörper, wie Rii npfe, Steuerflächen, Schwimmer u. @dgl., können
erfindungsgemäß `mg eicher Art wie die Tragflügel ausgeführt sein.