DE4401781A1

DE4401781A1 - Wing for STOL aircraft

Info

Publication number: DE4401781A1
Application number: DE19944401781
Authority: DE
Inventors: Gerhard Benker
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-01-21
Filing date: 1994-01-21
Publication date: 1995-07-27

Abstract

The main wing (2) has a shaped recess (10) under the rear profile into which the secondary wing profile is located during normal flight, to form a complete wing profile with the main wing. For take-off and landing this secondary wing is extended away from the main wing by two support struts (5) hinged between the wings i.e. the wing shape becomes a biplane. The support struts are fitted with servo cylinders at each end to control the extension and to control the relative pitch of the two wings. Additional adjustable flaps (3, 7) at the trailing edges of the two wings enable the aircraft to be trimmed. The extended wing setting can also be used to improve slow speed manoeuvrability.

Description

Die Erfindung geht aus von einem Tragflügelaufbau für ein Flugzeug, wobei der Aufbau zwei Haupttragflügel mit verstellbaren Start- und Landeklappen aufweist und wobei sich die Haupttragflügel seitlich in horizontaler Richtung vom Rumpf des Flugzeuges wegerstrecken.The invention is based on a wing structure for an aircraft, the construction of two main wings with adjustable start and Has flaps and with the main wings laterally in Extend horizontally from the fuselage of the aircraft.

In der Regel haben Flugzeuge zwei vordere Haupttragflügel mit Start- und Landeklappen an ihren hinteren Rändern. Mit diesen Haupttragflügeln lassen sich hohe Fluggeschwindigkeiten erzielen. Nachteilig bei dieser Tragflügelkonstruktion ist jedoch der trotz der Start- und Landeklappen der immer noch relativ lange Weg des Flug zeuges zum Starten und Landen, d. h. die Wegstrecke zum Abheben von der Startbahn bzw. zum Abbremsen auf der Landebahn. Des weiteren gibt es sogenannte Doppeldeckerflugzeuge, die an ihrem Rumpf zu dessen beiden Seiten jeweils einen oberen und einen unte ren Tragflügel aufweisen. Hohe Fluggeschwindigkeiten lassen sich mit einer solchen Tragflügelkonstruktion nicht erzielen, jedoch sind die Start- und Landestrecken relativ kurz.Usually, planes have two main wings Take-off and landing flaps on their rear edges. With these Main wings can achieve high flight speeds. A disadvantage of this wing construction is the despite Take-off and landing flaps of the still relatively long way of flight stuff to take off and land, d. H. the distance to take off from the runway or to slow down on the runway. Of there are also so-called double-decker aircraft that are attached to their Hull on both sides of it an upper and a lower have ren wings. High flight speeds can be not achieve with such a wing construction, however take-off and landing distances are relatively short.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Verbesserung eines Trag flügelaufbaus der einleitend angeführten Art dahingehend, daß er mit Hilfe einer einfachen Konstruktion sowohl hohe Fluggeschwindigkei ten als auch erheblich verkürzte Start- und Landestrecken ermöglicht.The object of the invention is to improve a support wing construction of the type mentioned in that he with Using a simple construction, both high flying speed th as well as considerably shortened take-off and landing distances.

Die Lösung dieser Aufgabe ist in dem Patentanspruch 1 angegeben.The solution to this problem is specified in claim 1.

Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprü chen angegeben.Preferred embodiments of the invention are in the subclaims Chen specified.

Mit dieser Lösung lassen sich sowohl hohe Fluggeschwindigkeiten als auch erheblich verkürzte Start- und Landestrecken erzielen. Die erfindungsgemäße Lösung ist bei einem Flug sowohl als Einflügel- Konstruktion als auch als Zweiflügel-Konstruktion zu verwenden, wodurch ein optimiertes Flugverhalten bei diesem Flug erzielt ist. Vorteilhaft wird das erfindungsgemäße Tragflügelsystem so benutzt, daß der weitere oder zusätzliche Tragflügel beim Starten und Landen ausgefahren ist und nach dem Starten bzw. vor dem Landen eingefah ren ist, in welcher Stellung er sich an den Haupttragflügel anlegt und mit diesem praktisch einen Einflügelaufbau bildet. Hierzu kann der Haupttragflügel im hinteren unteren Bereich eine Einbuchtung auf weisen, in die sich das obere Profil des weiteren Tragflügels einlegt, so daß der eingefahrene weitere Tragflügel strömungsgünstig un terhalb des Haupttragflügels im wesentlichen an diesem anliegend gehalten wird. Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Tragflüge laufbaus bestehen darin, daß ein verringerter Treibstoffverbrauch, eine verbesserte Manövrierfähigkeit und kürzere Kurvenradien beim Fliegen erzielt werden können.With this solution, both high flight speeds and also achieve significantly shorter take-off and landing distances. The solution according to the invention is during a flight both as a one-wing Construction as well as a two-wing construction, whereby an optimized flight behavior is achieved on this flight. The wing system according to the invention is advantageously used in such a way that that the further or additional wing when taking off and landing is extended and entered after take-off or before landing ren is in which position he lies on the main wing and practically forms a single-wing structure with it. For this, the Main wing an indentation in the lower rear area point into which the upper profile of the further wing is inserted, so that the retracted wing aerodynamically un below the main wing, essentially adjacent to it is held. Further advantages of the aerofoils according to the invention construction means that reduced fuel consumption, improved maneuverability and shorter curve radii when Flies can be achieved.

Ein noch weiterer Vorteil besteht darin, daß effektiv eine größere Tragflügelbreite erzielt wird, wenn der angelenkte weitere Tragflügel eine solche Stellung in seinem eingefahrenen Zustand einnimmt, bei der er gegenüber dem oberen Haupttragflügel nach hinten um ein vorbestimmtes Maß vorsteht. Hierdurch ist es dann möglich, die gesamte Tragflügelkonstruktion in der Länge kürzer zu gestalten, ohne daß dadurch die Tragfähigkeit des erfindungsgemäßen Trag flügelaufbaus im Vergleich zu einem einflügeligen konventionellen Aufbau verringert ist. Weitere Vorteile des neuen Tragflügelaufbaus ergeben sich aus der nachfolgenden Beispielserläuterung.Yet another advantage is that it is effectively a larger one Wing width is achieved when the hinged further wing occupies such a position in its retracted state which he towards the rear of the upper main wing predetermined dimension protrudes. This makes it possible to to make the entire wing construction shorter in length, without thereby the carrying capacity of the support according to the invention wing structure compared to a single-wing conventional Construction is reduced. Further advantages of the new wing structure result from the following explanations.

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in den anliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigen:The invention is based on one of the following Illustrated embodiment illustrated. Show it:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht auf den beispielsweisen Tragflügelaufbau im ausgefahrenen Zustand, Fig. 1 is a perspective view of the exemplary airfoil assembly in the extended state,

Fig. 2 einen Querschnitt durch den Tragflügelaufbau im einge fahrenen Zustand, Fig. 2 shows a cross section through the wing structure in the retracted state,

Fig. 3 einen Querschnitt durch den Tragflügelaufbau im ausge fahrenen Zustand, Fig. 3 shows a cross section through the wing structure in the extended state,

Fig. 4 einen teilweisen Querschnitt im Verbindungsbereich des zweiflügeligen Tragflügelaufbaus. Fig. 4 is a partial cross section in the connection area of the two-wing wing structure.

Der Rumpf 1 eines nicht weiter dargestellten Flugzeuges weist auf jeder Seite einen sich von dem Rumpf horizontal wegerstreckenden Haupttragflügel 2 mit den üblichen, verstellbaren Start- und Lande klappen 3 auf. Mit jedem Haupttragflügel 2 ist ein weiterer Trag flügel 4 mittels einer Gelenkeinrichtung 5 verbunden. Die Gelenk einrichtung 5 greift einerseits im hinteren Bereich an der Unterseite des Haupttragflügels 2 und andererseits an der Oberseite, vorzugs weise in der Längsmitte, des weiteren Tragflügels 4 an, wie Fig. 4 zeigt. Im dargestellten Fall besteht die Einrichtung 5 aus zwei noch erläuterten Einzeleinheiten (Fig. 1); es können aber auch mehr als zwei Einzeleinheiten vorgesehen sein. Im hinteren Bereich, d. h. an seinem abströmseitigen Randbereich, ist der weitere Tragflügel 4 mit zusätzlichen, hintereinander angeordneten Start- und Landeklappen 6 und 7 versehen. Diese Klappen haben die gleiche Wirkung wie die vorgenannten Klappen 3 des Haupttragflügels 2 und verstärken somit die Verkürzungswirkung der Klappen 3. Die Start- und Landeklappen 6 und 7 sind z. B. an zwei Trägern 8 beweglich montiert und können einzeln oder gemeinsam um ihre Längsachse winklig eingestellt wer den. Die Träger 8 sind ihrerseits an dem weiteren Tragflügel 4 befestigt, gegebenenfalls gelenkig.The fuselage 1 of an aircraft, not shown, has on each side a main wing 2 extending horizontally away from the fuselage with the usual, adjustable takeoff and landing flaps 3 . With each main wing 2 , a further wing 4 is connected by means of a hinge device 5 . The hinge device 5 engages on the one hand in the rear area on the underside of the main wing 2 and on the other hand on the top, preferably in the longitudinal center, of the further wing 4 , as shown in FIG. 4. In the case shown, the device 5 consists of two individual units ( FIG. 1) which are still to be explained; however, more than two individual units can also be provided. In the rear area, ie on its outflow-side edge area, the further wing 4 is provided with additional take-off and landing flaps 6 and 7 arranged one behind the other. These flaps have the same effect as the aforementioned flaps 3 of the main wing 2 and thus increase the shortening effect of the flaps 3 . The flaps 6 and 7 are z. B. movably mounted on two supports 8 and can be adjusted individually or jointly about their longitudinal axis who the. The carrier 8 are in turn attached to the further wing 4 , possibly articulated.

Der Haupttragflügel 2 und der weitere Tragflügel 4 verlaufen parallel zueinander, wie es Fig. 1 deutlich zeigt. Mittels der Gelenkeinrich tung 5 sind die beiden Flügel so miteinander verbunden, daß der weitere Tragflügel 4 aus einer eingefahrenen Stellung gemäß Fig. 2, in welcher er zusammen mit dem Haupttragflügel 2 eine geschlossene Querschnittsform bildet, wie sie mit der gestrichelten Linie 9 ange deutet ist, in eine ausgefahrene Stellung gemäß Fig. 3 bewegbar ist, in welcher er einen nach unten einstellbaren Abstand zum Haupttrag flügel 2 aufweist. Mittels der Gelenkeinrichtung 5 kann der Abstand zwischen den beiden Tragflügeln 2 und 4 und die Position des Flü gels 4 in Flugrichtung wählbar eingestellt werden, so daß die Trag flügelkombination dem jeweiligen Situationsfall angepaßt werden kann.The main wing 2 and the further wing 4 run parallel to one another, as clearly shown in FIG. 1. By means of the articulated device 5 , the two wings are connected to one another such that the further wing 4 from a retracted position according to FIG. 2, in which it forms a closed cross-sectional shape together with the main wing 2 , as indicated by the broken line 9 3 is movable to an extended position shown in FIG., in which it has an adjustable bottom according to distance from the main support vanes 2. By means of the hinge device 5 , the distance between the two wings 2 and 4 and the position of the wing 4 in the flight direction can be set so that the wing combination can be adapted to the particular situation.

Jeder Haupttragflügel 2 ist an seiner Unterseite vorzugsweise so ausgebildet, daß er den weiteren Tragflügel 4 gewissermaßen form schlüssig und wenigstens teilweise aufnehmen kann, so daß der eingefahrene weitere Tragflügel 4 keinen Strömungswiderstand bildet. Hierzu zeigt Fig. 3, daß der Haupttragflügel 2 im hinteren Bereich seiner Unterseite mit einer zurückspringenden Profilausbildung 10 versehen ist, die sich in Längsrichtung des Haupttragflügels erstreckt und in ihrer Querschnittskrümmung im wesentlichen der Querschnitts krümmung der Oberseite des weiteren Tragflügels 4 entspricht. Auf diese Weise läßt sich der weitere Tragflügel 4 in eine strömungsgün stige Position am Haupttragflügel 2 positionieren. Die strömungsgün stige Profilausbildung 10 bietet sehr gute Strömungsverhältnisse am Umfang des Haupttragflügels 2, wenn der weitere Tragflügel 4 ge mäß Fig. 3 ausgefahren ist.Each main wing 2 is preferably formed on its underside so that it can accommodate the other wing 4 in a positive manner and at least partially, so that the retracted further wing 4 forms no flow resistance. This is shown in Fig. 3 that the main wing 2 is provided in the rear region of its underside, with a recessed tread formation 10 which extends in the longitudinal direction of the main wing, and in its cross-sectional curvature substantially to the cross-sectional curvature of the upper surface of the other wing 4 corresponds. In this way, the further wing 4 can be positioned in a streaming position on the main wing 2 . The strömungsgün term profile formation 10 offers very good flow conditions on the circumference of the main wing 2 when the further wing 4 is extended according to FIG. 3.

Die im dargestellten Ausführungsbeispiel gezeigte Gelenkeinrich tung 5 besteht aus zwei Einzeleinheiten. Jede Einzeleinheit wiederum besteht aus einer äußerlich strömungsgünstig ausgebildeten Gelenk stange in die an ihren Enden gelenkig mit den Tragflügeln 2 und 4 verbunden ist. Weiterhin sind jeder Gelenkstange 11 zwei Antriebs zylinder 12 und 13 zugeordnet. Der Antriebszylinder 12 greift einer seits an der Gelenkstange 11 und andererseits am Tragflügel 2 gelen kig an. Der Antriebszylinder 13 greift einerseits an der Gelenkstange 11 und andererseits am weiteren Tragflügel 4 gelenkig an. Durch den Betrieb der Antriebszylinder 12 und 13 wird der weitere Tragflügel 4 ausgefahren und eingefahren und positioniert. In der Hauptsache übernimmt der Antriebszylinder 12 das Aus- und Einfahren, während der Antriebszylinder 13 die Anstellwinkeleinstellung des Tragflügels 4 übernimmt, und zwar sowohl im ausgefahrenen als auch im einge fahrenen Zustand, wie ohne weiteres klar ist.The articulated device 5 shown in the illustrated embodiment consists of two individual units. Each individual unit in turn consists of an externally aerodynamically designed articulated rod which is articulated at its ends to the wings 2 and 4 . Furthermore, each drive rod 11 two drive cylinders 12 and 13 are assigned. The drive cylinder 12 engages on the one hand on the articulated rod 11 and on the other hand on the wing 2 gelig kig. The drive cylinder 13 engages on the one hand on the articulated rod 11 and on the other hand on the other wing 4 in an articulated manner. By operating the drive cylinders 12 and 13 , the further wing 4 is extended and retracted and positioned. In the main, the drive cylinder 12 takes over the extension and retraction, while the drive cylinder 13 takes over the angle of attack of the wing 4 , both in the extended and in the retracted state, as is readily apparent.

In einer weiteren Ausgestaltung kann jeder Haupttragflügel 2 im Bereich seines vorderen Randes mit einem steuerbaren Vorflügel 14 versehen sein, wie es Fig. 1 zeigt. Ein solcher Vorflügel 14 verbes sert ebenfalls in bekannter Weise die Start- und Landeeigenschaften eines Flugzeuges.In a further embodiment, each main wing 2 can be provided with a controllable slat 14 in the region of its front edge, as shown in FIG. 1. Such a slat 14 also improves the takeoff and landing properties of an aircraft in a known manner.

Claims

1. Wing structure for an aircraft, the structure having a main wing with adjustable take-off and landing flaps on each side of the fuselage and the main wings extending laterally in the horizontal direction away from the fuselage of the aircraft, characterized in that on the underside of each main wing ( 2 ) a parallel to this extending wide wing ( 4 ) by means of a hinge device ( 5 ) is arranged in such a way that the further wing ( 4 ) from a retracted position, in which it is closed together with the main wing ( 2 ) Cross-sectional shape ( 9 ) forms, in an extended position, in which it has a downwardly adjustable distance to the main wing, is movable and vice versa.

2. Wing structure according to claim 1, characterized in that each main wing ( 2 ) is provided in the rear region of its underside with a recessed profile formation ( 10 ) which extends in the longitudinal direction of the main wing and in its cross-sectional curvature essentially the cross-sectional curvature of the top of the further Wing ( 4 ) corresponds.

3. wing assembly according to claim 1, characterized in that the articulation device ( 5 ) for each wing combination of at least two spaced apart in the longitudinal wing direction, streamlined, the two wings articulated connecting rods ( 11 ) each with two drive cylinders ( 12 , 13 ) the end regions of which exist, the drive cylinders being articulated on the other hand on the associated wings ( 2 , 4 ).

4. Wing structure according to claim 1, characterized in that the further wings ( 4 ) are provided on their downstream edge area with additional take-off and landing flaps ( 6 , 7 ).

5. wing structure according to claim 1, characterized in that each main wing ( 2 ) in the region of its front edge has a controllable slat ( 14 ).