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Einholmige Flügelbauart für Flugzeuge Die Erfindung bezieht sich auf
Flugzeugflügel und bezweckt, diese in einfachster Weise zugleich fest und leicht
auszubilden.
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Die Zeichnung bringt zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes,
und zwar zeigt Abb. = einen Querschnitt durch einen Flügel der bisherigen Bauart,
während Abb. 2, 3 und ,4 in derselben Darstellung Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
-zeigen.
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Die bisherigen mit der Erfindung vergleichbaren Flügelbauarten der
Flugzeuge haben zwei in der Längsrichtung des Flügels durchlaufende Holme i und
2 (Abb. i), deren Abstand durch Pfosten gesichert ist. Zur Versteifung der Flügel
in Richtung der Flügelebene sind entweder die einzelnen Felder durch gekreuzte Drähte
verspannt, oder es wird die obere und untere Außenhaut dazu herangezogen, wobei
die Pfosten als Flügelrippen in der Form des Flügelquerschnittes durchgebildet sind.
In den letzteren Fällen bilden also die beiden Holme i und 2 (Abb. i) mit den Pfosten
und der Blechhaut einen drehungsfesten Kastenträger. In der Ebene der Pfosten liegen
gewöhnlich fachwerkartig ausgebildete Verbände, die die verschiedenen durchlaufenden
Tragwände zusammenhalten und die Lasten der Außenhaut in diese hineinleiten. Die
für die Bemessung der Tragflügel übliche Rechnung wird vor allem für zwei Grenzfälle
durchgeführt, nämlich für die-- Belastung beim Abfangen und beim Sturzflug. Die
Gesamtkraft A für den ersten Fall kann etwa auf i/3 der Flügeltiefe von der Profilnase
aus (s. Abb. i) angenommen werden. Der andere Belastungsfall wird durch ein Kräftepaar
C-C und - eine verhältnismäßig kleine Einzelkraft entgegen der Flugrichtung (hier
vernachlässigt) dargestellt. Diesen Belastungen entspricht in besonderem Maße der
drehungsfeste Kastenträger nach Abb. i. Die ältere zweiholmige Bauart mit gekreuzten
Feldern ist zur Aufnahme der beiden genannten Belastungsfälle deshalb weniger gut
geeignet, weil für Belastung A eine große Höhe der beiden Holme x und 2 in Abb.
_, für Belastung C ein möglichst großer Abstand der beiden Holme z und 2 erwünscht
ist. Bei der Eigenart der Flügelprofile kann beiden Anforderungen zugleich nur in
beschränktem Maße Rechnung getragen werden. Ein Nachteil jeder zweiholmigen Bauart
bei ihrer Anwendung auf Großflugzeuge besteht darin, daß der vordere Holm 2 (Abb.
i) aus statischen Gründen ziemlich weit nach vorn gelegt werden muß. Dadurch wird
der zwischen Holm 2 und Profilnase befindliche freie Raum sehr beengt. Dieser Raum
ist aber außerordentlich wertvoll für Unterbringung der Motoren, Kabinen usw.
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Ferner sind auch Flugzeugflügel mit nur einem Holm bekannt.
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Von den bekannten Bauarten für Flugzeugflügel. unterscheidet sich
die neue Flügelbauart dadurch, daß das Tragwerk nach Abb. 2, 3 und 4 aus den Scheiben
3, 4, 5 oder 6, 7, 8 besteht, die im allgemeinen aus Fachwerk gebildet und in die
die auf die Außenhaut kommenden Lasten eingeleitet werden. Der Holm 3 (Abb. 2) liegt
in der Angriffslinie der Kraft A und überträgt somit sämtliche Kräfte des ersten
Lastfalles.
Das Moment M des Lastfalles C zerlegt sich In zwei entgegengesetzt
gerichtete, gleich große wagerechte Kräfte C (in der Flügelebene), von denen die
eine unmittelbar durch die Scheibe 4, die andere in der Größe von C: cos
u.
durch die geneigte Scheibe 5 und in der Größe von C #tgoc durch die lotrechte
Scheibe 3 weitergeleitet wird. Der Kraftverlauf ist einwandfrei und statisch klar.
Da die hintere Gurtung der Tragscheiben 4 und 5 mit Rücksicht auf eine möglichst
große Bautiefe zweckmäßig am Ansatz der Querruder liegt, so kann der sonst dafür
erforderliche Hilfsholm wegfallen. Die Vergitterung für die Scheiben 4 und 5 besteht
zweckmäßig aus Druckpfosten in Flugrichtung, die gleichzeitig als Rippen für die
Außenhaut dienen können, und Diagonalstäbe. die so gelegt sind, daß sie vorwiegend
nur Zug erhalten, da das Moment des Lastfalles C in bezug auf die Scheibe 3 stets
im gleichen Sinne wirkt.
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Bei einmotorigen Flugzeugen wird die lotrechte Scheibe 6 (Abb. 3 und
4) so weit nach vorn gelegt, wie es die Höhe des Profils gestattet. Dadurch wird
einerseits eine größere Tiefe der Scheiben 7 und 8 erzielt, andererseits wird es
hierdurch ermöglicht, ein sogenanntes _ Keulenprofil zu verwenden, bei dem die größte
Profilhöhe nur etwa auf 1/5 bis '/s der Tiefe von der Flügelnase entfernt liegt.
Diese aerodynamisch besonders günstigen Keulenprofile sind bisher wenig verwendet
worden, da bei der Vierscheibenanordnung (Abb. z) oder auch der älteren Flügelbauart
das Tragwerk viel zu schwer werden würde. Die Scheibe 7 braucht nicht winkelrecht
zur Scheibe 6 zu stehen. Nimmt die Flügeltiefe von außen nach innen zu, so kann
sich auch die Breite der Scheiben 4 und 5 oder 7 und 8 entsprechend ändern. Ebenso
kann die Breite dieser Scheiben zunehmen, wenn die Flügeltiefe gleichbleibt, aber
die Querruder außenhegen. Die Befestigung der Scheiben 4 und 5 oder 7 und 8 am Rumpf
bietet keine Schwierigkeiten. Die beschriebene Bauart braucht sich nicht über die
ganze Flügelbreite zu erstrecken. Die aufrecht stehenden Scheiben 3 oder 6 brauchen
nicht genau lotrecht zu stehen, sondern können z. B. so gelegt werden, daß die drei
Scheiben 3, 4, 5 oder 6, 7, 8 ein gleichschenkliges Trapez oder Dreieck bilden,
dessen Grundlinie die aufrechte Scheibe 3 oder 6 bildet. Ln übrigen kann die Neigung
der in der Flugrichtung liegenden Scheiben 4, oder 7, 8 den Umständen entsprechend
gewählt werden. Die Scheiben 4 und 5 oder 7 und 8 können bei geeignetem Flügelquerschnitt
so weit nach hinten verlängert werden, daß ihre hinteren Gurtungen zusammenfallen.
Ein Querschnitt durch die beiden Scheiben 4 und 5 oder 7 und 8 und den Hohn 3 oder
6 würde dann als Dreieck erscheinen (Abb. 4). Die hinteren Gurtungen können sowohl
in diesem Falle als auch in den durch Abb. 2 und 3 dargestellten Bauarten zu einem
Profil zusammengezogen werden.
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Der Gegenstand der Erfindung gestattet im Gegensatz zu den bisher
bekannten Bauarten i. durch klaren statischen Aufbau jede Überbemessung des Tragwerkes
zu vermeiden, 2. durch Ausnutzung der Flügeltiefe für die Aufnahme des Momentes
beim Sturzflug das Tragwerksgewicht zu vermindern, 3. die größte Profilhöhe, die
bei den üblichen Profilen annähernd mit der Lage der Kraft A zusammenfällt, für
die Aufnahme der senkrechten Last auszunutzen, 4. im vorderen Flügelteil die so
wichtigen freien Räume zu schaffen, um gegebenenfalls Motoren und Fluggäste unterzubringen,
5. einen besonderen Bauteil für die Anbxingung der- Querruder oder Steuerklappen
zu sparen, 6. die aerodynamisch günstigen Keulenprofile für kleinere Flugzeuge,
bei denen es nicht auf einen freien Raum im vorderen Flügelteil ankommt, ohne statische
Nachteile zu verwenden (Abb. 3).