DE3621401C1

DE3621401C1 - Flap arrangement for an aircraft mainplane (wing)

Info

Publication number: DE3621401C1
Application number: DE3621401A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Martens
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Operations GmbH
Priority date: 1986-06-26
Filing date: 1986-06-26
Publication date: 1988-01-14

Description

Die Erfindung betrifft eine Klappenanordnung für einen Flugzeugtragflügel, bestehend aus jeweils wenigstens einer an der Tragflügelhinterkante angeordneten und in bezug auf diese ausfahrbaren Hochauftriebsklappe, wenigstens einem den Luftspalt zwischen dem Tragflügel und der Hochauf triebsklappe abdeckenden Spoiler, der auf der Hochauf triebsklappe bewegungsgekoppelt ist, sowie je einer auf die Hochauftriebsklappe und einer auf den Spoiler wirkenden Stelleinrichtung, wobei zwischen einer auf die Stellein richtung für die Hochauftriebsklappe wirkenden Steuer- und Regeleinrichtung einerseits und einer auf die Stelleinrich tung andererseits ein Kopplungselement angeordnet ist, dem eingangsseitig Informationen über die aktuelle Position der Hochauf triebsklappe zugeführt werden und dessen Ausgang auf den Eingang der Steuer- und Regeleinrichtung für den Spoiler geführt ist, nach Hauptpatent (P 35 30 864).

Diese im Hauptpatent beschriebene Anordnung ist ins besondere für Flugzeuge mit transsonischen Tragflügeln geeignet, bei denen auch in der Reiseflugphase die Wölbung des Tragflügels variiert und auf diese Weise eine permanente Optimierung des Reiseflugzustandes durch geführt wird. Diese Wölbungsänderung kann dabei dadurch realisiert werden, daß die für den Niedergeschwindig keitsbereich bzw. für die Lagesteuerung des Flugzeuges vorgesehene Klappen- und Spoilersysteme auch in der Reiseflugphase verwendet werden.

Wichtig bei derartigen Systemen zur Optimierung des Reiseflugzustandes ist dabei, daß stets ein vollständiger Konturausgleich sichergestellt ist. Diesem Zweck dient unter anderem die Klappenanordnung gemäß dem Haupt patent. Bei der dort beschriebenen Ausführungsform dient als Kopplungselement, das bei einer Änderung der Position der Hochauftriebsklappe ein Nachführen des Spoilers zur Beibehaltung des Konturausgleichs bewirkt, ein Funktionsgenerator, in dem Informationen über den geome trischen Zusammenhang zwischen dem Ausfahrweg der Hoch auftriebsklappe und der Breite des dadurch zwischen dem Spoiler und der Hochauftriebsklappe entstehenden Luft spaltes gespeichert sind. Anhand dieser Informationen und aus den am Eingang des Funktionsgenerators anstehenden Signalen der Steuer- und Regeleinrichtung für die Hochauftriebsklappe wird im Funktionsgenerator ein elektrisches Signal erzeugt, das der Steuer- und Regeleinrichtung für den Spoiler zugeführt wird.

Aufgabe der Erfindung ist es in diesem Zusammenhang, eine besonders einfache und kostengünstige Ausführungs form des Kopplungselements nach dem Hauptpatent anzugeben, das sich unter anderem auch gut für einen nachträglichen Einbau eignet.

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß das Kopplungselement als Annäherungssensor ausgebildet ist und im Bereich des von der Hochauftriebsklappe und dem Spoiler gebildeten Spaltes an einer der beiden Klappen angeordnet ist. Es ist dabei auch möglich, mehrere derartige Annäherungssensoren, über die Breite des Spaltes verteilt, an der Klappe anzuordnen.

Nachstehend soll die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher er läutert werden. Dabei zeigen in jeweils schematischer Darstellung

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Teil einer Tragfläche eines trans sonischen Tragflügels,

Fig. 2 einen Schnitt durch die Anordnung gemäß Fig. 1 in schematischer Darstellung und

Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung des in Fig. 2 gekennzeichneten Bereichs.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Anordnung handelt es sich um einen Ausschnitt aus dem Hinterkantenbereich eines transsonischen Tragflügels 1, an dem eine Hochauf triebsklappe 2 sowie ein Spoiler 3 angeordnet sind. In der in der Figur dargestellten Reiseflugkonfiguration liegt der Spoiler 3 dabei dicht, d. h. ohne Spalt, auf der zugeordneten Hochauftriebsklappe 2 auf. Wie in Fig. 1 ferner gezeigt, ist der Hochauftriebsklappe 2 eine hier nur andeutungsweise dargestellte Stelleinrichtung 4 zugeordnet, mittels derer ihre Position in bezug auf den Tragflügel 1 definiert veränderbar ist.

Weitere Einzelheiten hinsichtlich der Ansteuerung des Klappensystems sind in Fig. 2 dargestellt. In dieser Figur ist die äußere Kontur des Tragflügels 1 durch eine gestrichelte Linie angedeutet. Neben der auf die Hochauf triebsklappe 2 wirkenden Stelleinrichtung 4 ist eine weitere auf den Spoiler 3 wirkende Stelleinrichtung 5 dargestellt. Letztere besteht im Fall des hier dar gestellten Ausführungsbeispiels aus einem hydraulischen Kolbensystem, während in diesem Fall die Stelleinrichtung 4 für die Hochauftriebsklappe 2 als mechanische Antriebseinheit mit einem Spindelgetriebe ausgebildet ist. Beide Stelleinrichtungen können jedoch beliebig ausgebildet sein.

Wie weiterhin aus Fig. 2 hervorgeht, sind den beiden Stelleinrichtungen 4 und 5 jeweils separate Steuer- und Regeleinrichtungen 6 bzw. 7 vorgeschaltet, die auf die zugehörigen Stelleinrichtungen 4 bzw. 5 wirken. Zur Betätigung dieser Steuer- und Regeleinrichtungen 6 und 7 in der Start- und Landephase sind zwei im Cockpit angeordnete Betätigungshebel 8 und 9 vorgesehen, mittels derer die Positionen der Hochauftriebsklappe 2 bzw. des Spoilers 3 in bekannter Weise unabhängig voneinander eingestellt werden können.

Zusätzlich zu diesen Kontrolleinrichtungen ist die Steuer- und Regeleinrichtung 6 für die Hochauftriebs klappe 2 mit einem Rechnersystem 10 verbunden. Dieses ermittelt während der Reiseflugphase anhand der aktuellen Parameter wie Flughöhe, Geschwindigkeit und Gewicht des Flugzeuges diejenige Profilwölbung, die eine optimale aerodynamische Effektivität des Tragflügels 1 in dieser Flugphase gewährleistet, und setzt dies in entsprechende Steuersignale um, die an die Steuer- und Regelein richtung 6 für die Hochauftriebsklappe 2 weitergegeben werden.

Schließlich ist der Steuer- und Regeleinrichtung 7 ein Kopplungselement in Form eines Annäherungssensors 21 zugeordnet. Der Signalaus gang dieses Annäherungssensors 21 ist auf den Eingang der Steuer- und Regeleinrichtung 7 für den Spoiler 3 geführt.

Wie dabei aus den Figuren ersichtlich ist, ist der Annäherungssensor 21 bei dem hier dargestellten Aus führungsbeispiel am Spoiler 3 angeordnet und auf den dem Spoiler 3 gegenüberliegenden Bereich 22 der Hochauftriebsklappe 2 ausgerichtet. Dieser Bereich 22 kann dabei zur Optimierung der Wirkung des An näherungssensors 21 zusätzlich mit einer geeigneten Verkleidung bzw. Beschichtung versehen sein. Es sei an dieser Stelle angemerkt, daß die Anordnung der Teile 21 und 22 selbstverständlich auch vertauscht, d. h. der Annäherungssensor 21 an der Hochauftriebsklappe 2 und der Bereich 22 am Spoiler 3 angeordnet sein kann. Auch in diesem Fall wäre jedoch der Signalausgang des Annäherungssensors 21 mit dem Eingang der Steuer- und Regeleinrichtung 7 für den Spoiler 3 verbunden.

Die Wirkungsweise der Klappenanordnung ist wie folgt: Während der Start- und Landephase des Flugzeuges die von der Hochauftriebsklappe 2 und vom Spoiler 3 vorwiegend auf konventionelle Weise, d. h. unabhängig voneinander durch Betätigen der entsprechen den Hebel 8 bzw. 9 erfolgt, wird die Position der Hochauftriebsklappe 2 in der Reiseflugphase vom Rechner system 10 kontrolliert. Dieses übermittelt an die Steuer- und Regeleinrichtung 6 diejenigen Steuersignale, die erforderlich sind, um die Hochauftriebsklappe 2 in eine Position zu verfahren, die der vom Rechnersystem optimalen Profilwölbung entspricht. Dies führt dazu, daß die Hochauftriebsklappe 2 mittels der Stelleinrichtung 4 beispielsweise in eine der in Fig. 1 angedeuteten Positionen verfahren wird.

Der Annäherungssensor 21 signalisiert seinerseits der Steuer- und Regeleinrichtung 6 Informationen über den Abstand zur Hochauftriebsklappe 2. Die Signale können dabei sowohl als elektrische wie auch als optische Signale übermittelt werden. Dieses Signal bewirkt eine Nachführung des Spoilers 3 in eine solche Position, bei der derjenige Zustand wiederhergestellt wird, der vor dem Verfahren der Hochauftriebsklappe 2 herrschte.

Abschließend sei angemerkt, daß die Klappenanordnung selbstverständlich auch solche Systeme mit umfaßt, bei denen, anders als in dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel, die Funktion der Betätigungshebel 8 und 9 ganz bzw. teil weise von einem automatischen Flugzeugführungssystem übernommen wird. Ferner können mehrere Annäherungs sensoren 21 an einer Klappe angeordnet sein.

Claims

1. Klappenanordnung für einen Flugzeugtragflügel, bestehend aus jeweils wenigstens einer an der Tragflügelhinterkante angeordneten und in bezug auf diese ausfahrbaren Hoch auftriebsklappe, wenigstens einem den Luftspalt zwischen dem Tragflügel und der Hochauftriebsklappe abdeckenden Spoiler, der mit der Hochauftriebsklappe bewegungsge koppelt ist, sowie je einer auf die Hochauftriebsklappe und einer auf den Spoiler wirkenden Stelleinrichtung, wobei zwischen einer auf die Stelleinrichtung für die Hochauftriebsklappe wirkenden Steuer- und Regeleinrich tung einerseits und einer auf die Stelleinrichtung für den Spoiler wirkenden Steuer- und Regeleinrichtung andererseits ein Kopplungselement angeordnet ist, dem eingangsseitig Informationen über die aktuelle Position der Hochauftriebsklappe zugeführt werden, und dessen Ausgang auf den Eingang der Steuer- und Regeleinrichtung für den Spoiler geführt ist, nach Hauptpatent (P 35 30 864), dadurch gekennzeichnet, daß das Kopp lungselement als Annäherungssensor (21) ausgebildet ist und im Bereich des von der Hochauftriebsklappe (2) und dem Spoiler (3) gebildeten Spaltes an einer der beiden Klappen (2, 3) angeordnet ist.

2. Klappenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Annäherungssensor (21) so aus gebildet ist, daß die Information über den Abstand zwischen der Hochauftriebsklappe (2) und dem Spoiler (3) als elektrisches Ausgangssignal vorliegt.

3. Klappenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Annäherungssensor (21) so aus gebildet ist, daß die Information über den Abstand zwischen der Hochauftriebsklappe (2) und dem Spoiler (3) als optisches Ausgangssignal vorliegt.

4. Klappenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Annäherungssenso ren (21) im Abstand voneinander über die Breite der jeweiligen Klappe (2, 3) verteilt angeordnet sind.