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Tragfläche für Flugzeuge. Die Erfindung betrifft Tragflächen für Flugzeuge.
Die Erfahrung lehrt, daß ein dicker oder stark gebogener Flügel ein vergleichsweise
größeres Hubvermögen besitzt als ein dünnerer, weniger gebogener Flügel; dafür aber
auch den Nachteil zeigt, daß der Luftwiderstand bei kleinen Steigwinkeln und kleinen
Hubwerten groß ist.
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Es ist auch bekannt, daß, wenn ein Flügel zur Luft, die er durchfährt
oder die ihm entgegenivirkt, in eine Winkelstellung gebracht wird, der Auftrieb
des Flügels mit zunehmendem Winkel bis zu einer kritischen, zwischen z2° und 2g°
liegenden Größe wächst. Beim Überschreiten dieses Winkels beginnt der Auftrieb des
Flügels zufolge einer über dem Vorderteil der oberen Flügelfläche erscheinenden
Wirbelwirkung zai fallen, und infolge davon übt die über den vorderen Teil der oberen
Flügelfläche ziehende Luft nicht länger ihre volle Saugkraft aus. Dies erklärt sich
aus einer Unterbrechung der gleichförmigen Bewegung zwischen dem Luftstrom und dem
Flügel, es entsteht eine Wirbelwirkung, die den vollen Nutzen aus der Saugwirkung
der Luft zu gewinnen nicht zuläßt.
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bauart der Tragfläche, bei
welcher diese Wirbelwirkung auf der vorderen Oberfläche des Flügels beseitigt ist,
so daß ein gleicher Auftrieb bei geringeren Geschwindigkeiten erreicht werden kann,
als es bei bekannten Tragflächen möglich ist, sogar wenn der Flügel in einem größeren
Winkel als bisher geneigt ist.
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Zu dem Zwecke ist am vorderen Ende des Flügels über dessen ganze Länge
eine Öffnung, ein Kanal, oder es sind mehrere solcher Kanäle hintereinander vorgesehen.
Der vor dieser Öffnung liegende Teil des Flügels kann zu einem selbständigen Teile,
einem Vorflügel, ausgebildet sein, der mit dem eigentlichen oder Hauptflügel aus
einem Stück gebildet oder in geeigneter Weise verbunden ist.
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Der Vorflügel muß in einem solchen Winkel zum Hauptflügel angesetzt
werden, daß dessen Vorfläche oder Nase verdeckt wird, ohne berührt zu werden, wobei
die Nase des Vorflügels ungefähr in gleicher Höhe mit der Nase des Hauptflügels
steht und einen kleineren (negativen) Einfallwinkel als der Hauptflügel besitzt.
Die Sehne des Vorflügels A-B (Abb. _) bildet einen kleineren Einfallwinkel als die
Sehne des Hauptflügels. Beträgt der Whikelunterschied zwischen den beiden Sehnen
beispielsweise 30" und befindet sich der Hautflügel in einem Einfallwinkel
von ro °, so beträgt der Einfallwinkel des Vorflügels oder -der vorderen Fläche
des Kanals - 2o'.
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Stattet man das Flugzeug mit mehreren solchen Vorflügehi hintereinander
aus, so gibt man dem vordersten Kanal zweckmäßig eine größere. Breite als den folgenden.
Die obere Mündung des Kanals liegt immer etwas weiter nach hinten als die untere
Mündung und wird vorteilhaft etwas enger gehalten als die untere Mündung.
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Der Kanal zeigt im Schnittbilde-eine von unten nach' oben und hinten
verlaufende Krümmung, denn es kommt mit darauf an, daß die durch den Kanal ziehende
Luft mit einer geringsten Änderung in der Richtung von der Unterseite des Flügels,
wo Druck herrscht, zur Oberseite; wo eine Saugwirkung besteht, geführt wird.
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Der Vorflügel ergibt einen höheren Auftrieb bei erheblichen Neigungsstellungen
des Flügels und ermöglicht es, dem Hauptflügel eine schwächere Wölbung zu geben
und trotzdem die Vorteile eines stark gewölbten Flügels zu gewinnen, z. B. bei einer
Maschine, die schwere Lasten trägt, ohne dessen Nachteile zu zeigen.
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Die Erfindung betrifft weiter auch eine Vorrichtung zum Verstellen
des Vorflügels, d. h. zum Schließen und Öffnen der Kanäle. Diese Vorrichtung wird
auf dem Flugzeuge in Handbereiche des Fliegers derart angeordnet, daß sie vom Flieger
während der Fahrt bedient werden kann. Dies ist besonders vorteilhaft für Hochleistungsmaschinen,
wo die normale hohe Landungsgeschwindigkeit durch Öffnen der Kanäle vermindert werden
kann.
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Ein Flügel mit stets offenem Kanal eignet sich besonders für Maschinen,
die große Lasten tragen, denen man früher stark gewölbte Flügel mit den aus der
starken Wölbung erwachsenen Nachteilen zu geben pflegte. Der offene Kanal befähigt
den Flügel zu beträchtlicheren Winkellagen gegen die Luft, die er durchzieht, sowie
dazu, den Auftrieb auch
bei geringeren Fluggeschwindigkeiten, als
dies bisher möglich war, aufrechtzuerhalten.
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Im Falle ein Flügel so eingerichtet werden soll, daß der zwischen
dem Vorflügel und dem Hauptflügel gebildete Kanal zur gegebenen Zeit geschlossen
werden kann, können die Vorflügel beweglich miteinander und mit dem hinteren Hauptflügel
gemacht werden durch Anlenken des Vorflügels an den Hauptflügel. Auch ähnliche Mittel
können gewählt werden, um den Schluß des Kanals im gegebenen :Moment zu bewirken,
da die Erfindung nicht beschränkt ist auf die mechanischen Einzelheiten der Mittel,
durch die der Schluß zu erreichen ist.
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Auf der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung in mehreren Ausführungsbeispielen
dargestellt. Es ist Abb. = ein schematisches Schnittbild eines Flügels mit dem Vorflügel,
beide durch einen Kanal voneinander getrennt, Abb. 2 die gleiche Schnittansicht
einer Ausführungsform mit zwei Vorflügeln derselben Art. Die Abb. 3 bis 7 zeigen
eine Ausführungsform mit einem Vorflügel, der mit dem Hauptflügel derartig gelenkig
verbunden ist, daß der Kanal zwischen beiden geöffnet und geschlossen werden kann,
und veranschaulichen überdies die Vorrichtung, mit deren Hilfe der Flieger den Kanal
während des Fluges öffnen und schließen kann.
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Bei der Ausführung nach Abb. = ist vor dem Hauptflügel 5 ein Vorflügel
2 mit Kanal i angeordnet. Die Holme 3, 4 des Flügels sind geschnitten dargestellt.
Der Vorflügel kann mit dem Hauptflügel auch aus einem Stück bestehen oder mit ihm
auf andere Weise in Verbindung gebracht sein.
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Das vordere Ende, die Nase des Vorflügels, liegt ungefähr in der Höhe
der Nase des Hauptflügels 5, und der Vorflügel ist in einem kleineren Einfallwinkel
als der Einfallwinkel des Hauptflügels gestellt, so daß er den führenden Teil des
letzteren verdeckt. Der Kanal i ist so gestaltet, daß seine obere Mündung etwas
weiter hinten gegenüber der unteren Mündung liegt und diese eine größere Weite in
Richtung der Flugbahn besitzt als die obere Mündung.
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Bei der Ausführung nach Abb. 2 mit zwei Vorflügeln 2, 2x verlaufen
die beiden Kanäle i, ix parallel und der eine Kanal i ist etwas breiter als der
andere.
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In der Ausführung nach Abb. 3 bis 5 ist der Vorflügel 2 mittels einer
Gabel ? an den Holm 3 des Hauptflügels und um den senkrechten Gelenkbolzen 8 drehbeweglich
angelenkt. Das vordere Ende der Gabel ist durch einen senkrechten Drehbolzen 6 mit
dem Vorflügel verbunden. Aus Abb. 4 ist zu ersehen, daß, wenn die parallelen Gabeln
7 in der Flugbahnrichtung liegen, der Vorflügel2 in voller Kanalbreite vom Hauptflügel
entfernt steht, seine Nase ungefähr in der Höhe des Hauptflügels liegt und in einen
kleineren Einfallwinkel eingestellt ist als der Anstellwinkel des Hauptflügels.
Auch ist die untere Mündung des Kanals breiter als die obere und geht der oberen
etwas voran, dazu besitzt der Kanal eine Bogenform mit der Konvexität nach vorn.
Bei g ist der Vorflügel, bei io der Hauptflügel für die Winkelbewegungen der Gabeln
7 ausgeschnitten. Legt man die Gaben in die punktierte Stellung (Abb. 4) zurück,
so wird der Vorflügel 2 zurückgeholt und der Kanal geschlossen (s. Abb. 5), während
bei geradeaus gerichteten Gabeln (s. Abb. 3, 4) der Kanal offen ist. Die Verstellung
des Vorflügels gegen den Hauptflügel erfolgt somit nach Art eines Parallellineals.
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Zur Einstellung des Vorflügels können verschiedenartige Vorrichtungen
benutzt- werden. In den Abb. 6 und 7 ist eine solche, für die Ausführungsart eines
Flügels nach Abb. 3, 4 und 5 bestimmte Vorrichtung dargestellt. Ein Handhebel =2
auf dem Flugzeug im Handbereiche des Fliegers ist, in einem Sektor 13 geführt, an
eine Welle 14 angeschlossen, deren Enden Kegelräder 15 tragen. In der Bauart nach
Abb. 6 besteht der Vorflügel 2 -aus zwei Teilen, die beim Schließen des Kanals sich
gegeneinander bewegen. Die beiden Kegelräder 15 greifen in Kegelräder 16 einer Welle
i7 ein, deren Enden mit den ersten Gabeln 7 der beiden. Vorflügelhälften starr verbunden
sind und die Drehachsen dieser Gabeln bilden.
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Mit dieser Vorrichtung werden bei einem Doppeldecker nach Abb. 7 die
Vorflügel des unteren und des oberen Hauptflügels gleichzeitig bedient und mittels
des Handhebels in die gewünschte Stellung zu den Hauptflügeln gebracht. Um die Gleichmäßigkeit
der Gabelbewegung zu sichern, können einzelne Gabelpaare, in ähnlicher Weise wie
aus Abb. 7 ersichtlich,durchsenkrechteWellenoderStangen 18 (Abb. 6) miteinander
verbunden sein.