DE3930846A1 - Lufteinlasssystem fuer flugzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Lufteinlaßsystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die DE-OS 36 26 973 zeigt ein Lufteinlaßsystem für Flugzeuge, bestehend aus einer in der Rumpfaußenhaut des Flugzeuges ange­ ordneten, verschließbaren Einlaßöffnung mit einem daran anschließenden Einlaßkanal sowie einer im Bereich der Öffnung schwenkbar gelagerten Klappe, die in ihrer ausgeschwenkten Posi­ tion als Stauklappe dient und die in ihrer eingeschwenkten Position die Einlaßöffnung strakbündig verschließt, wobei zwischen einer die Einlaßöffnung begrenzenden Grundplatte und den seitlichen Kanten der an dieser angelenkten Klappe seitliche Begrenzungsflächen in Form dreieckförmiger Segmente angeordnet sind, die um von der Schwenkachse der Klappe aus gegen die Anströmrichtung strahlenförmig verlaufende Achsen faltbar ausge­ bildet sind. Abgesehen von den immer zur Betätigung einer vari­ ablen Geometrie erforderlichen Betätigungselemente umfaßt diese Lösung außer der Klappe selbst weitere aerodynamisch wirksame Teile in Form der genannten Segmente. Dieses System erscheint daher noch relativ aufwendig, was sich sowohl auf das Gewicht als auch auf die Kosten ungünstig auswirkt.

Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein gattungs­ gemäßes System derart auszubilden, daß die Anzahl der aerodyna­ misch wirksamen Teile weiter reduziert wird, so daß damit zugleich das Gewicht und die Herstellkosten gesenkt werden.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Lufteinlaßsystem durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Dabei ist insbesondere von Vorteil, daß eine aerodynamische Profilierung der überraschend einfachen Stauklappe nicht erfor­ derlich ist und die Klappe je nach Stellung auch als Abweiser wirkt, um unerwünschtes Grenzschichtmaterial sowie auf der Außenhaut kriechende Flüssigkeiten vom Einlaßkanal fernzuhalten.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unter­ ansprüchen angegeben.

So besteht ein Vorteil der Ausgestaltungen nach den Ansprüchen 2 bis 4 darin, daß das betreffende Lufteinlaßsystem an bestimmte Betriebszustände jeweils fest angepaßt ist.

Vorteile der Ausgestaltungen nach den Ansprüchen 5 und 6 beste­ hen darin, daß das Lufteinlaßsystem an unterschiedliche Betriebszustände anpaßbar ist.

Die Ausgestaltungen nach den Ansprüchen 7 und 8 zeichnen sich durch eine optimale Wirbelerzeugung aus.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnung dargestellt und nachfol­ gend näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 ein Lufteinlaßsystem mit einer schwenkbaren Stau­ klappe,

Fig. 2 verschiedene Ausgestaltungen von Vorderkanten und

Fig. 3 ein Lufteinlaßsystem mit einer schwenk- und ver­ schiebbaren Stauklappe.

Fig. 1 zeigt ein Lufteinlaßsystem 1 für Flugzeuge, bestehend aus einer in der Rumpfaußenhaut 2 des Flugzeuges angeordneten, verschließbaren Einlaßöffnung 3 mit einem daran anschließenden Einlaßkanal 4 sowie einer im Bereich der Öffnung um eine Achse 5 schwenkbar gelagerten Stauklappe 6. Das Bild zeigt die Klappe 6 in ihrer ausgeschwenkten Position. Die Vorderkante der Stauklap­ pe 6 ist mit zahnähnlichen Vorsprüngen 7 versehen, die noch gezeigt werden. Die Klappe 6 ist sehr einfach ausgebildet und weist keinerlei aerodynamische Profilierung auf. Die von links ankommende Luft, soweit sie in den zwischen der Außenhaut 2 und der Vorderkante der Klappe 6 bestehenden Spalt eintritt, wird größtenteils durch die ausgeschwenkte Klappe 6 direkt in den Kanal 4 umgeleitet. Würde die Klappe 6 nicht die Vorsprünge 7 aufweisen, dann würde stromab der Klappe 6 ein sog. Totwas­ sergebiet entstehen, wodurch die Klappe 6 mit geringer Wirksam­ keit und einem hohen Widerstand arbeiten würde. Die im Bereich der Vorsprünge 7 ankommende Luft gelangt jedoch teilweise auf die Rückseite der Klappe 6, wobei jeder Vorsprung 7 zwei entge­ gengesetzt drehende Längswirbel erzeugt. Infolge dieser Wirbel verhält sich die auf der Rückseite der Klappe 6 strömende Luft wie eine turbulente Grenzschicht. Hieraus folgt eine geringe Neigung dieser Strömung zur Ablösung, so daß die betreffende Luft, auf der Rückseite der Klappe 6 strömend, in den Kanal 4 gelangt. Die vorbeschriebene Wirkung wird dadurch erreicht, daß die erfindungsgemäßen zahnförmigen Vorsprünge 7 als Wirbelgene­ ratoren arbeiten. Wenn das Einfangen von Stauluft nicht mehr erforderlich ist, wird die Klappe um die Achse 5 entgegen dem Uhrzeigersinn geschwenkt, so daß sie die Einlaßöffnung strakbün­ dig verschließt. Trotz dieser überraschend einfachen Ausgestal­ tung mit einer gegenüber der Außenhaut festliegenden Schwenk­ achse, kann die Wirksamkeit der Klappe 6 durch einfache Variati­ on des Schwenkwinkels an unterschiedliche Betriebsbedingungen angepaßt werden.

Fig. 2 zeigt vier verschiedene Klappen 6a bis 6d mit der jewei­ ligen Achse 5, wobei die zahnförmigen Vorsprünge 7a bis 7d unterschiedlich ausgebildet sind. Die Vorsprünge 7b der Klap­ pe 6b zeigen große Abmessungen und sind von breiter Form. Diese ergibt sich dadurch, daß der eingezeichnete Pfeilwinkel Alfa <60° ist. Im Gegensatz hierzu zeigen die Vorsprünge 7c infolge eines größeren Winkels Alfa eine spitzere Form. Die Vorsprün­ ge 7a der Klappe 6a sind relativ klein und zeigen eine mittlere Form. Schließlich zeigt die Klappe 6d kleine Vorsprünge von breiter Form. Jeder Vorsprung wirkt infolge der dreieckigen Form wie ein kleiner Deltaflügel und liefert bei schräger Anströmung das für Deltaflügel typische Wirbelpaar.

Fig. 3 zeigt eine weitere Ausgestaltung der Erfindung mit einer Außenhaut 9, einem Kanal 10 und einer um eine Achse 11 schwenk­ baren Klappe 12. Auch diese in geöffneter Position, also in Betriebsstellung gezeigte Klappe 12 weist an ihrer Vorderkan­ te 13 wieder die vorbeschriebenen Vorsprünge auf. Die Kanalöff­ nung 14 wird stromab durch die Kante 15 begrenzt. Zur Einstel­ lung der gezeigten Position führt die Klappe 12 eine Verschie­ bung in Richtung der parallel zur Außenhaut 9 verlaufenden Linie 16 von einem nahe der Kante 15 gelegenen Ausgangspunkt 17 bis zu einem Endpunkt 18 sowie eine Drehung um die Achse 11 aus. Auch hierbei zeigt die Strömung auf der Rückseite der Klappe 12 infolge der genannten Vorsprünge einen turbulenten Verlauf, so daß die betreffende Luftmenge wieder in den Kanal 10 eintreten kann. Da zwischen der Klappe 12 und der Außenhaut in der gezeig­ ten Position kein Luftspalt besteht, wirkt die Klappe 12 zugleich als Abweiser für unerwünschtes Material. Damit werden in vorteilhafter Weise niederenergetisches Grenzschichtmaterial sowie auf der Außenhaut kriechende Flüssigkeiten vom Eintritt in den Kanal 10 ferngehalten. In geschlossenem Zustand befindet sich die Achse 11 nahe der Kante 15, wobei die Klappe 12 strak­ bündig in die Kontur der Außenhaut 9 eingeschwenkt ist.

Eine nicht gezeigte weitere Ausgestaltung des Systems besteht darin, daß die Verschiebungsrichtung der Achse 5 der Klappe 6 außer einer zur Strömungsrichtung parallelen auch eine dazu senkrechte Komponente aufweist. Hierdurch kann die Klappe in Bereiche der Strömung mit höherer Energie vorgeschoben werden. Durch diese Ausgestaltung wird die Anpaßbarkeit des Systems an die unterschiedlichen Betriebsbedingungen gegenüber der vorbe­ schrieben Lösung weiter verbessert.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Beispielausführungen beschränkt. Sie erstreckt sich vielmehr auf alle Ausgestaltungen, die im Rahmen der Ansprüche denkbar sind.

Claims (8)

1. Lufteinlaßsystem für Flugzeuge, bestehend aus einer in der Rumpfaußenhaut des Flugzeuges angeordneten, verschließbaren Einlaßöffnung mit einem daran anschließenden Einlaßkanal sowie einer im Bereich der Öffnung schwenkbar gelagerten Klappe, die in ihrer ausgeschwenkten Position als Stauklappe dient und die in ihrer eingeschwenkten Position die Einlaßöffnung strakbündig verschließt, wobei die Schwenkachse der Klappe nahe der Außen­ haut quer zur Strömungsrichtung angeordnet ist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Vorderkante der Stauklappe (6, 12) mit zahnähnlichen Vorsprüngen (7, 7a, 7b, 7c, 7d) versehen ist.

2. Lufteinlaßsystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schwenkachse (5, 11) im Bereich zwi­ schen Vorderkante und Hinterkante der Klappe (6, 12) angeordnet ist.

3. Lufteinlaßsystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schwenkachse (5, 11) annähernd mittig im Bereich zwischen Vorderkante und Hinterkante der Klappe (6, 12) angeordnet ist.

4. Lufteinlaßsystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schwenkachse (5, 11) annähernd an der Hinterkante der Klappe (6, 12) angeordnet ist.

5. Lufteinlaßsystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Klappe (6, 12) annähernd parallel zur Strömungsrichtung verschiebbar ausgebildet ist.

6. Lufteinlaßsystem nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Verschiebungsrichtung der Schwenkach­ se (5, 11) der Klappe (6, 12) außer einer zur Strömungsrichtung parallelen auch eine dazu senkrechte Komponente aufweist.

7. Lufteinlaßsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (7, 7a, 7b, 7c, 7d) eine Dreieckform aufweisen.

8. Lufteinlaßsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (7, 7a, 7b, 7c, 7d) nach der Art von Delta-Flügeln mit einem Pfeilwinkel von annä­ hernd 60° ausgebildet sind.