DE3912138C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Verstellen der Hinterkantenklappen an Tragflügeln von Flugzeugen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Hinterkantenklappen, die als Fowlerklappen oder Mehrfachspaltklappen ausgebildet sein können, finden Verwendung als Hochauftriebshilfen. Diese Hinterkantenklappen werden um ca. 15 bis 25% der Flügeltiefe nach hinten geschoben, um die Flügelfläche zu vergrößern, und um 35° bis 55° nach unten ausgeschlagen, um maximalen Auftrieb zu erhalten.

Bei einer bekannten Vorrichtung der gattungsgemäßen Art (DE-OS 21 31 533) ist der Träger einstückig ausgebildet und an der Rückseite des Tragflügels im wesentlichen im Tragflügelquerschnitt angeordnet, wobei er über seine Länge die Oberfläche des Tragflügels überragt. Eine derartige Vorrichtung hat zwar einen geringen Widerstand, mit ihr ist es aber nicht möglich, bei Tragflügeln von Großflugzeugen den erforderlichen Klappenanschlagwinkel zu erzielen. Bei dieser bekannten Vorrichtung ist es weiter vorgesehen, eine zweite Hinterkantenklappe an der ersten in dem Träger geführten Klappe anzulenken und die Bewegung dieser Klappe durch ein Zug- Druck-Element zu steuern, das am äußeren Ende dieser zweiten Hinterkantenklappe angelenkt ist und als Teil eines Kniehebelgetriebes mit einem Hydraulikzylinder als Antrieb ausgebildet ist.

Bei einer weiteren bekannten Vorrichtung (FR-Z "L′A´ronautique et L′Astronautique", Nr. 62, 1977-1, S. 43) ist der Träger, auf dem die Hinterkantenklappen mittels eines oder mehrerer Wagen geführt sind, unterhalb der Tragfläche angeordnet, wobei sie aus geometrischen Gründen zur Erzielung des erforderlichen Klappenanschlagwinkels sehr weit nach unten in den freien Luftraum unterhalb des Tragflügels ragen. Da beim gesamten Tragflügel mehrere Klappenträger erforderlich sind, verursachen diese Klappenträger im Reiseflug einen erheblichen Luftwiderstand.

Bei einer weiteren bekannten Vorrichtung (DE-OS 36 24 675) sind die Hinterkantenklappen auf einem Träger angeordnet und geführt, der in die Kontur der Tragflügelunterseite seitlich einklappbar ist, wobei auch an der Unterseite der Hinterkantenklappen entsprechende Ausnehmungen vorgesehen sind. Eine derartige Vorrichtung hat zwar im Reiseflug einen sehr geringen Luftwiderstand. Die Ausnehmungen, in die der Träger hineinklappbar ist, erfordern jedoch Ausnehmungen im hinteren Holmkasten des Tragflügels und damit eine wesentliche Änderung der Holmstruktur des Tragflügels. Darüber hinaus sind die an der Unterseite der Hinterkantenklappen gebildeten Ausnehmungen aerodynamisch unerwünscht, da sie bei der hier erheblichen Höhe des Trägers wesentliche Profilabschnitte der Hinterkantenklappen unwirksam machen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Verstellen der Hinterkantenklappen an Tragflügeln von Flugzeugen der gattungsgemäßen Art so auszugestalten, daß der Widerstand im Reiseflug vermindert wird, wobei eine einfache, im wesentlichen konventionelle Klappenkinematik sichergestellt sein soll.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 herausgestellten Merkmale.

Zweckmäßige Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

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

Fig. 1 zeigt schematisch im Querschnitt durch den hinteren Bereich eines Tragflügels eine Ausführungsform des Klappenträgers mit eingefahrener Klappe.

Fig. 2 zeigt die Vorrichtung nach Fig. 1 mit ausgefahrener Klappe.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform mit Mehrfachklappe mit eingefahrenen Klappen.

Fig. 4 zeigt die Ausführungsform nach Fig. 3 mit ausgefahrenen Klappen.

In Fig. 1 ist der hintere Abschnitt des Tragflügels 2 wiederge­ geben. Am hinteren Ende des Tragflügels ist an der Unterseite des Tragflügelprofils eine Ausnehmung 4 ausgebildet, in der während des Reisefluges eine Hinterkantenklappe 6 untergebracht ist, die an ihrer Unterseite und an ihrem vorstehenden hinteren Ende ent­ sprechend dem Tragflügelprofil ausgebildet ist. Die Klappe ist zur Vergrößerung der Tragflügelfläche nach hinten ausschiebbar und zur Vergrößerung der Tragflügelwölbung nach unten ausschlagbar in einem Klappenträger 8 geführt.

Der Klappenträger 8 weist zwei Abschnitte auf, von denen der vor­ dere Abschnitt 10 starr mit dem Tragflügel verbunden ist, während der hintere Abschnitt 12 mit dem vorderen Abschnitt 10 über eine Gelenkverbindung 14 derart verbunden ist, daß er zwischen der in Fig. 1 dargestellten Staustellung, in der er sich während des Rei­ sefluges befindet, und einer in Fig. 2 dargestellten nach unten geschwenkten Betriebsstellung verstellbar - hier um die Gelenkver­ bindung 14 als Schwenkpunkt auf- und abschwenkbar - ist. Zur Be­ tätigung des hinteren Abschnittes 12 ist eine Betätigungsvorrich­ tung 16 vorgesehen, die bei der Ausführungsform eine Stange 18 aufweist, die bei der dargestellten Ausführungsform am hinteren Ende des hinteren schwenkbaren Abschnittes 12 des Trägers in einem Gelenk 20 angelenkt ist. Das andere Ende der Stange 18 ist über ein Gelenk 22 an einem Schwenkhebel 24 mit einer Schwenkachse 26 angelenkt. Die Länge des Hebelarmes 24 ist so gewählt, daß bei einer 180°-Schwenkung des Hebelarmes aus der dargestellten Stel­ lung, in der der Schwenkhebel nach hinten gerichtet ist, der hin­ tere Abschnitt 12 des Trägers aus der Staustellung nach Fig. 1 in die Betriebsstellung nach Fig. 2 geschwenkt wird. Weiter ist die Anordnung so getroffen, daß wenigstens in der Betriebsstellung über den Hebelarm 24 eine Verknieung erzielt wird, durch die eine Selbsthaltung des hinteren Abschnittes in der Betriebsstellung er­ zielt wird. Zur Erreichung dieser Verknieung wird der Hebel zweck­ mäßig etwas über die Totpunktlage hinaus gegen einen Anschlag ge­ fahren. Durch die Betätigungsstange oder ein sonstiges Betäti­ gungselement, das auf Zug beansprucht wird, erfolgt bei Start und Landung eine Entlastung des schwenkbaren Teiles des Klappenträ­ gers. Gewissermaßen wird durch die Betätigungsstange das Träg­ heitsmoment des Klappenträgers im ausgefahrenem Zustand vergrö­ ßert. Das führt entweder zu geringerem Gewicht oder mehr Steifig­ keit. Das Schwenken des beweglichen Teiles des Landeklappenträgers kann auch über einen Hydraulikkolben erfolgen.

In dem Träger 8 sind Führungen 28, 30 ausgebildet, in denen die Hinterkantenklappe 6 geführt ist. Bei der dargestellten Ausfüh­ rungsform sind dies Rollen 32, 34, die an Trägern 36, 38 angeord­ net sind, die bei dem Ausführungsbeispiel starr mit der Hinter­ kantenklappe 6 verbunden sind. Die Führungselemente 32, 34 liegen im Abstand voneinander. Sie sind darüber hinaus an der Hinter­ kantenklappe 6 so angeordnet, daß sie im eingefahrenen Zustand der Klappe in dem starr mit dem Tragflügel 2 verbundenen vorderen Ab­ schnitt 10 liegen. Die Führung 28 in dem vorderen Abschnitt 10 ist hier geradlinig dargestellt, während der Abschnitt 30 der Führung, der in dem hinteren Abschnitt 12 ausgebildet ist, gekrümmt ver­ läuft, wobei die Krümmung derartig gewählt ist, daß die Hinter­ kantenklappe 6 in der in Fig. 2 dargestellten ausgefahrenen Stel­ lung den vorgesehenen Anstellwinkel hat, durch den die Wölbung des Tragflügels erhöht wird und der bei einer Einfachklappe, wie sie in Fig. 1 und 2 dargestellt ist, etwa 35° beträgt.

Eine starre Verbindung der Hinterkantenklappe mit den in die Füh­ rungen am Klappenträger eingreifenden Führungselementen ist mög­ lich, weil durch die Hochklappbarkeit des hinteren Abschnittes dem Konstrukteur weitgehende Freiheit für die Ausgestaltung der Füh­ rungsbahn gegeben ist, ohne dabei Rücksicht auf unerwünschte Bau­ höhen nehmen zu müssen, wie bei einem über die ganze Länge starren Klappenträger.

Als Betätigungsvorrichtung 16 ist in Fig. 1 und 2 eine einfache Stange vorgesehen, die bei ausgefahrenen Klappen durch die an der Hinterkantenklappe angreifenden Auftriebskräfte und damit durch die maximal an der Betätigungsvorrichtung angreifenden Kräfte aus­ schließlich auf Zug beansprucht wird. Für das Hochschwenken des hinteren Abschnittes 12 des Klappenträgers werden nur geringe Kräfte benötigt. Die Betätigungsvorrichtung ist in der Zeichnung aus Gründen der Anschaulichkeit unterhalb des Klappenträgers an­ geordnet dargestellt. Sie kann selbstverständlich auch innerhalb das Klappenträgers liegen und beispielsweise als auf Zug bean­ spruchte Verkleidung des Klappenträgers ausgebildet sein.

Der Klappenträger in der in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausfüh­ rungsform benötigt nur einen Bruchteil der Höhe eines konventio­ nellen starren Klappenträgers. Sein widerstandswirksamer Quer­ schnitt ist daher erheblich vermindert. Außerdem muß bei der Länge des Landeklappenträgers nicht wie bisher gespart werden, um ein zu weites Hinausragen nach unten zu vermeiden. Dadurch fallen einige konstruktive Restriktionen fort, die Kinematik wird einfacher und robuster, und die aerodynamische Zuströmung kann im Bereich der Klappenträger verbessert werden.

Der Antrieb, mit dem die Hinterkantenklappe aus- und eingefahren wird, kann innerhalb des vorderen Klappenabschnittes angeordnet sein. Er kann dabei in vielfacher Ausführung ausgebildet sein, beispielsweise in Form einer Kugelumlaufspindel, mit der bei­ spielsweise der vordere Träger 36 des Führungselementes 32 an der Klappe verbunden sein kann.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform mit einer Doppelspaltklappe in eingefahrenem Zustand. Der Klappenträger selbst ist hierbei im we­ sentlichen so ausgebildet wie er in Fig. 1 und 2 dargestellt und in der dazugehörigen Beschreibung erläutert ist. Für äquivalente Teile sind daher gleiche Bezugszeichen verwendet worden, und in­ sofern wird auf die obige Beschreibung verwiesen.

Wegen der größeren Ausfahrwagen und größeren Klappenwinkel der Doppelspaltklappe - etwa 55° für die hintere Klappe - ist der hintere Abschnitt 12 des Klappenträgers hier länger ausgebildet. Das Verbindungsgelenk 20 für die Betätigungseinrichtung liegt hier im Abstand vom hinteren Ende. Die hintere Hinterkantenklappe 40 ist hier ähnlich der Hinterkantenklappe 6 nach Fig. 1 und 2 ausgebildet und mit Führungselementen 32, 34 über Träger 36, 38 verbunden, die bei eingefahrener Doppelspaltklappe in den im vor­ deren Abschnitt 10 des Klappenträgers angeordneten Führungen 28 geführt sind. Die schmalere vordere Hinterkantenklappe 42 ist gleichfalls mit zwei im Abstand voneinander liegenden Führungs­ elementen 44, 46 verbunden, und zwar wiederum vorzugsweise über starre Verbindungen, wobei die Führungselemente in der gleichen Führung 28 geführt sein können wie die Führungselemente der hin­ teren Klappe 40. Gegebenenfalls können für die Klappe 42 aber auch gesonderte Führungen vorgesehen sein.

Während die beiden Klappen 40, 42 in der eingefahrenen Stellung in dem feststehenden vorderen Abschnitt des Klappenträgers angeordnet sind, werden sie in der ausgefahrenen Stellung, die in Fig. 4 dar­ gestellt ist, im hinteren schwenkbaren Klappenträgerabschnitt 12 in ihrer wirksamen Stellung gehalten. Auch bei der Ausführungsform nach Fig. 3 und 4 können übliche Betätigungsvorrichtungen für das Ein- und Ausfahren der beiden Klappen verwendet werden.

Claims (4)

1. Vorrichtung zum Verstellen der Hinterkantenklappen an Tragflügeln von Flugzeugen mit einem Träger, an dem Führungen angeordnet sind, in denen die Klappen über mit ihnen verbundene Führungselemente direkt geführt sind, mit denen die Klappen zur Vergrößerung der Tragflügelfläche nach hinten ausschiebbar und zur Vergrößerung der Tragflügelwölbung nach unten ausschlagbar sind, dadurch gekennzeichnet,
daß der Träger (8) an der Unterseite des Tragflügels angeordnet ist,
daß der hintere Abschnitt (12) des Trägers (8) gegenüber dem vorderen, starr mit dem Tragflügel (2) verbundenen Abschnitt (10) des Trägers (8) nach oben in eine Staulage schwenkbar ausgebildet ist,
und daß für den hinteren Abschnitt (12) beim Schwenken des hinteren Abschnittes in die Betriebslage auf Zug beanspruchte Betätigungselemente (16) vorgesehen sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwenkgelenk (14) zwischen den beiden Abschnitten (10, 12) des Trägers (8) und die Führungselemente (32, 34; 44, 46) an den Klappen (6, 42) so angeordnet sind, daß die Führungselemente der Klappen bei eingefahrenen Klappen im vorderen Abschnitt des Trägers liegen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Betätigungselemente Zugstangen (18) vorgesehen sind, die zur Arretierung des hinteren Abschnittes (12) des Trägers (8) in der ausgeschwenkten Stellung verkniet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungselemente (32, 34; 44, 46) an Tragelementen (36, 38) angeordnet sind, die starr mit den Klappen (6, 42) verbunden sind.