DE549173C - Flugzeugtragfluegel mit einem System von ueber die Tragfluegeloberseite hervorstehenden, in Flugrichtung verlaufenden Leitkoerpern - Google Patents
Flugzeugtragfluegel mit einem System von ueber die Tragfluegeloberseite hervorstehenden, in Flugrichtung verlaufenden LeitkoerpernInfo
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Description
Die Erfindung betrifft Flugzeugtragflügel mit einem System von über die Tragflügeloberseite
hervorstehenden, in Flugrichtung verlaufenden Leitkörpern. Leitflächen oder
Leitkörper an einem Flügel zum Zwecke der Verbesserung der Richtungsstabilität anzubringen,
bedeutet nichts Neues. Indes will die Erfindung nicht allein nur die Richtungsstabilität, sondern daneben auch noch die
aerodynamischen Verhältnisse des Flügels verbessern sowie durch Vergrößerung der
Oberfläche und Verstärkung der Saugwirkung auf der Tragflügeloberseite den Auftrieb
günstiger gestalten.
Hiernach liegt das Neue der Erfindung zunächst darin, daß die Leitkörper auf der
Tragflügeloberseite tropfenförmig gestaltet und so angeordnet sind, daß ihr abgerundeter
Kopf an der Flügelvorderkante liegt, während nach der Hinterkante zu die Leitkörper sich
allmählich verjüngen und zwischen ihnen ein System von sich erst verengenden und dann
wieder allmählich erweiternden Luftkanälen gebildet wird, und des weiteren darin, daß
insbesondere für die Unterseite des Flügels ein System von tropfenförmig gestalteten,
nach unten über die Flügel Unterseite hinausstehenden, in Flügrichtung verlaufenden Leitkörper
geschaffen ist, derart, daß ihr abgerundeter Kopf an der Flügelhinterkante liegt,
während die allmähliche Verjüngung nach vorn, d. h. zur Vorderkante des Flügels verläuft
und zwischen den Leitkörpern sich allmählich verengende und dann wieder erweiternde
Luftkanäle gebildet werden.
Erreicht wird durch eine solche Gestaltung und Anordnung der Leitkörper im Gegensatz
zu den bekannten, nur die Richtungsstabilität verbessernden Leitflächen oder Leitkörper,
die auf Ober- und/oder Unterseite von Tragflügeln und mit Bezug auf die Flugrichtung
sowohl in gerader als auch in geneigter und gekrümmter Anordnung verwendet werden,
eine Verbesserung der aerodynamischen Verhältnisse am Flügel.
Im Hinblick auf die besonderen Wirkungen einer Ausführung gemäß der Erfindung
sei lediglich erwähnt, daß durch die besondere Form der Leitkörper und der dazwischen gebildeten
Luftkanäle relativ erhöhte Strömungsgeschwindigkeiten geschaffen und über der Hinterkante stehende stagnierende Luftmassen
durch den mit der erhöhten Strömungsgeschwindigkeit geschaffenen Zug der von der Hinterkante auf der Unterseite des
Flügels abströmenden Luft mitgezogen wer-
den, so daß die schädlichen Wirbel über der Hinterkante gar nicht erst entstehen können
und ein Unterdruck (Sog), so wie gewünscht, auf der ganzen Oberseite des Flügels erhalten
wird.
Im Zusammenhang hiermit muß zur Abgrenzung gegenüber dem Stande der Technik
noch erwähnt werden, daß es insbesondere für Luftschrauben schon vorgeschlagen wurde,
to an der Hinterkante des Profiles einen Druckausgleich zu schaffen und hierzu in das
Profil von der Unterseite zur Oberseite durchgehende Kanäle einzuarbeiten. Der Gedanke,
den Auftrieb zu verbessern und die schädlichen Wirbel über der Hinterkante zu vermeiden, dadurch, daß der an der Hinterkante
von der Profilunterseite abströmenden Luft eine erhöhte Geschwindigkeit gegeben wird so, daß etwa über der Hinterkante stehende
stagnierende Luftmassen mitgerissen werden und demzufolge keine schädlichen Wirbel bilden können, hat jedoch mit jenem
älteren Vorschlag'zum Ausgleich der Drücke auf Ober- und Unterseite nichts gemein.
Im folgenden soll die Erfindung an einem besonderen Beispiel näher beschrieben werden.
Es stellen dar: Abb. 1 von der Seite gesehen einen Teil eines Flugzeuges mit im
Sinne der Erfindung konstruierten Tragflügeln, Abb. 2 ein Bruchstück eines Tragflügels
von unten gesehen, Abb. 3 in vergrößertem Maßstabe einen Schnitt nach Linie
3-3 der Abb. 2, Abb. 4 ein Bruchstück eines Tragflügels in schaubildlicher Ansicht und
Abb. 5 von oben gesehen einen Teil eines Tragflügels anderer Ausführung.
Mit Bezug auf Abb. 1 bezeichnet 10 den
Rumpf eines Flugzeuges und 19 die Tragflügel im allgemeinen. Jeder Tragflügel enthält,
wie üblich, einen I-förmigen Hauptholm 22, einen in seinen Abmessungen kleiner gehaltenen
hinteren Holm 23 und eine größere Anzahl Rippen 24, 25. Zu unterscheiden ist
zwischen Rippen 24 geringer Bauhöhe und Rippen 25 größerer Bauhöhe; sie werden vorteilhaft
aus Leichtmetall gestanzt und zur Aufnahme der Holme 22, 23 mit entsprechenden
Ausschnitten versehen.
Gemäß der Erfindung ist auf der Tragflügeloberseite ein System von tropfenförmigen
Leitkörpern 32 geschaffen, die über die Tragflügeloberseite hervorstehen, in der Flugrichtung
verlaufen, je mit einem gerundeten, im wesentlichen bis an die Tragflügelvorderkante
27 reichenden Kopf 33 versehen und mit dem nach hinten sich verjüngenden Ende bis zur Tragflügelhinterkante gezogen
sind. Diese Leitkörper sind so dicht zusammengerückt, daß zwischen ihnen ein System
von sich erst verengenden und dann wieder erweiternden Luftkanälen 36 gebildet wird.
Jeder sich allmählich verengende und sich dann wieder erweiternde Luftkanal stellt eine
Art Luftdüse dar und ist immer bestrebt, einem Luftstrom von der engsten Stelle 38
aus eine gewisse Geschwindigkeit nach hinten zu geben.
Die Leitkörper 32 sind ebenfalls tropfenförmig gestaltet.
Die höchsten Punkte 35 der Leitkörper sollen ungefähr über dem Hauptholm 22, also
im großen und ganzen da liegen, wo Tragflügel und Leitkörper den größten Querschnitt
besitzen. Der Leitkörperabstand, gemessen von Mittellinie zu Mittellinie, und die Größen
der Leitkörper sowie der dazwischenliegenden Luftkanäle werden nach dem äußeren Tragflügelende hin allmählich immer kleiner
(Abb. 2).
Die niedrigen Rippen 24 kommen in die Mittelebene der Kanäle 36 und die hohen
Rippen 25 in die Mittelebene der tropfenförmigen Leitkörper 32 zu liegen. Die Tragflügeloberseite
wird so gestaltet, daß die Luft- 8g kanäle 36 zwischen den tropfenförmigen Leitkörper
32 bis unter das normale oder mittlere Tragflügelprofil zu liegen kommen und andererseits
die Leitkörper 32 selbst über dieses normale Profil (Grundprofil) hinausstehen. Die Tropfenform der Leitkörper 32 und die
zwischen den Leitkörper 32 gebildeten, sich erst verengenden und dann wieder allmählich
erweiternden Luftkanäle bewirken, daß dem Luftstrom höhere Geschwindigkeiten gegeben
werden, der Flugwiderstand reduziert und der Auftrieb bzw. die Saugwirkung auf der
Tragflügeloberseite vergrößert wird. Die Leitkörper 32 tragen auch dazu bei, die Richtungsstabilität
zu verbessern. Die Flügel- ioo Spannweite kann bis auf ein Mindestmaß beschränkt
werden bzw. kann ein mit Tragflügeln gemäß der Erfindung versehener Eindecker eine gegebene Höchstbelastung tragen,
die zu tragen unter gewöhnlichen Umständen einen Doppeldecker erforderlich macht.
Die Tragflügelober- oder Saugseite wird durch eine Anordnung der Leitkörper 32 so,
wie beschrieben, ganz erheblich vergrößert. Der rückwärts gerichtete Luftstrom wird be- no
kanntlich an der Vorderkante nach oben abgelenkt, geht über die Tragflügeloberseite
hinweg und übt dabei auf letztere eine Saugwirkung aus. Unter gewöhnlichen Umständen
löst sich der Luftstrom im hinteren Teile der Flügeloberseite leicht ab, wodurch der
Auftrieb verhindert und über der Hinterkante des Tragflügels Wirbel erzeugt werden.
Bei einer Gestaltung der Tragflügeloberseite nach der Erfindung werden die an der Vorderkante
nach oben abgelenkten Luftströme mit größerer Geschwindigkeit nach hinten ab-
geführt, so daß die soeben angeführten Mangel vermieden werden und eine bessere Saugwirkung
auf der Oberseite bzw. ein größerer Auftrieb erzielt wird.
Die tropfenförmigen Leitkörper 32 und ihre an der Vorderkante gelegenen gerundeten
Köpfe lassen die Strömung aus den Kanälen 36 seitwärts über die Rippen und nach oben über das Profil hinwegstreichen. Die
anströmende Luft teilt sich an den Köpfen fler Leitkörper 32, verdichtet sich in den Verengungen
der Kanäle 36 zunächst, expandiert dann wieder und strömt mit großer Geschwindigkeit
über die Hinterkante ab.
Auf Grund ihres sich nach hinten allmählich verringernden Querschnittes und Volumens
begünstigen und verlängern die Leitkörper 32 die Saugwirkung auf der Tragflügeloberseite
und gleichzeitig sichern sie der die Fläche noch berührenden oder in Nähe der Fläche vorhandenen verdünnten Luft
einen natürlichen glatten Abgang.
Zahl und Abstand der Leitkörper können entsprechend der gewünschten Wirkung innerhalb
weiter Grenzen geändert werden. Indes soll der Abstand, gemessen zwischen den Mittellinien der Leitkörper, auf jeder Seite
zwischen 3 und 9 °/0 der Tragflügelspannweite betragen. Praktisch bewegt sich die Zahl der
auf jedem Flügel vorzusehenden Leitkörper 32 zwischen zehn und fünfundzwanzig. Die
Luftkanäle 36 erhalten eine dem Abstand der Leitkörper entsprechende Tiefe, die nicht
weniger als 15 °/0 der an der betreffenden
Stelle gemessenen Gesamttiefe des Tragflügels betragen soll.
Die Tragflügelvorderkante 270 könnte gegebenenfalls,
so wie es in Abb. 5 dargestellt ist, gewellt bzw. vor den Luftkanälen mit Nuten 2jb versehen werden. Bei geringen
oder kritischen Geschwindigkeiten und bei steilem Anstieg wird dann ein Teil der sonst
unter den Tragflügel strömenden Luft durch die Nuten z'f' hindurchströmen und auf der
Tragflügeloberseite zur Wirkung gelangen. Die Rundung der Leitkörperköpfe sowie auch
die Rundung zwischen diesen Köpfen wird in diesem Falle nach unten bis zu einem gewissen
Maße um die Leitkante herumgezogen.
Die Anordnung der Leitkörper 42 auf der Unterseite ist freier Wahl überlassen. Die
Leitkörper 42 auf der Unterseite können sowohl zusammen mit den Leitkörpern 32 der
Oberseite als auch ohne diese verwendet werden. Sie werden ähnlich den oberen Leitkörpern
ausgeführt, sollen im übrigen jedoch anderen Zwecken dienen. Ihre in der Flugrichtung
nach vorn liegenden Enden 43 sollen ihren Anfang hinter der Tragflügeloberkante nehmen. Im übrigen sollen sie sich im wesentlichen
bis zur Hinterkante erstrecken. Jeder Leitkörper 42 vergrößert sich ganz allmählich
bis auf seine größte Breite und größte Höhe 45, um sich dann ziemlich schnell wieder bis
zum Ende 44 zu verjüngen.
Zwischen diesen unteren Leitkörpern sind Luftkanäle 46 gebildet, von denen sich ein
jeder von vorn nach hinten bei 47 allmählich bis zu der engsten Stelle 48 verjüngt und sich
dann bei 49 wieder erweitert. Es ist somit ein System von Luftkanälen 46 geschaffen,
durch welches der nach hinten durch die Kanäle gehenden Luftströmung eine vergrößerte
Endgeschwindigkeit verliehen wird.
Es empfiehlt sich, die Tragflügel auf Oberseite und Unterseite mit Leitkörpern der beschriebenen
Art zu versehen, da sich alsdann die oberen und unteren Leitkörper in ihrer Wirkung in bezug auf den Abzug der Luft
von der hinteren Tragflügelkante gegenseitig ergänzen.
Die Leitkörper werden des weiteren sowie in Abb. 2, d. h. mit Bezug aufeinander so angeordnet,
daß die Leitkörper der Unterseite zwischen die Leitkörper der Oberseite bzw. unter deren Kanäle 36 zu liegen kommen;
denn diese Anordnung kann in bezug auf die gewünschte bzw. beabsichtigte Beeinflussung
der Strömungen und auch für die Festigkeit der Tragflügelkonstruktion als besonders go
günstig gelten. Statt die Konstruktionsrippen 24 und 25 in der Bauhöhe verschieden hoch
auszuführen, könnten sie in ihrer Bauhöhe auch alle gleich gestaltet werden. In einem
derartigen Falle wären die betreffenden Rippen in der Flügelkonstruktion auf den Holmen
entsprechend den tropfenförmigen Leitkörpern und den dazwischen gebildeten Luftkanälen
abwechselnd hoch und tief einzubauen.
Claims (4)
1. Flugzeugtragflügel mit einem System von über die Tragflügeloberseite hervorstehenden,
in Flugrichtung verlaufenden Leitkörpern, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitkörper tropfenförmig gestaltet
sind, derart, daß ihr abgerundeter Kopf an der Flügelvorderkante liegt, während sie sich zur Hinterkante des Tragflügels
allmählich verjüngen und in Abständen so angeordnet sind, daß zwischen ihnen ein System von sich erst verengenden und
dann wieder allmählich erweiternden Luftkanälen gebildet wird.
2. Flugzeugtragflügel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die höchste
Wölbung des Tragflügels und der Leitkörper annähernd an derselben Stelle nahe der Flügelvorderkante zusammenfallen.
3. Flugzeugtragflügel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Flügelvorderkante zwischen den vorderen Enden der einzelnen Leitkörper mit
Nuten versehen ist.
4. Flugzeugtragflügel nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Flügelunterseite mit einem System von tropfenförmig gestalteten, nach unten über die Flügelunterseite hinausstehenden,
in Flugrichtung verlaufenden Leitkörpern versehen ist, derart, daß ihr abgerundeter
Kopf an der Flügelhinterkante liegt, während sie sich zur Vorderkante des Tragflügels
allmählich verjüngen und in Abständen so angeordnet sind, daß zwischen
ihnen ein System von sich erst allmählich verengenden und dann wieder erweiternden
Luftkanälen gebildet wird. ·
5_. Flugzeugtragflügel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitkörper
auf der Unterseite unterhalb der zwischen den Rippen auf der Oberseite geschaffenen Kanälen liegen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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