DE60102840T2

DE60102840T2 - Vorflügelenteisungseinrichtung für eine Tragfläche eines Flugzeuges

Info

Publication number: DE60102840T2
Application number: DE60102840T
Authority: DE
Inventors: Paul Laügt
Original assignee: Dassault Aviation SA
Current assignee: Dassault Aviation SA
Priority date: 2000-01-17
Filing date: 2001-01-15
Publication date: 2005-04-28
Anticipated expiration: 2021-01-16
Also published as: US6467730B2; DE60102840D1; CA2330397A1; EP1116656B1; BR0100086A; CA2330397C; FR2803821A1; IL140885A; BR0100086B1; IL140885A0; EP1116656A1; FR2803821B1; US20010023909A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Vorflügel für eine Tragfläche eines Luftfahrzeugs, der mit einer Enteisungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ausgerüstet ist, eine mit einem solchen Vorflügel ausgerüstete Tragfläche und ein mit einer solchen Tragfläche ausgerüstetes Luftfahrzeug.
Es sei hier daran erinnert, dass als Vorflügel für eine Tragfläche eines Luftfahrzeugs ein bewegliches oder festes Element bezeichnet wird, das mindestens einen Teil der Vorderkante dieses Flügels bildet.
Aus dem Patent US 4 471 499 ist ein Vorflügel für eine Tragfläche eines Luftfahrzeugs bekannt, umfassend eine Außenwand und eine Enteisungsvorrichtung der An, die es ermöglicht, warme Luft gemäß der Richtung der Spannweite der Tragfläche umlaufen zu lassen, wobei diese Vorrichtung umfasst a) eine Leitung zum Verteilen von warmer Luft, die sich im Inneren des Vorflügels in der genannten Richtung erstreckt und eine Vielzahl von Öffnungen, verteilt über mindestens einen Teil ihrer Länge, umfasst, und b) Mittel zur Versorgung mit warmer Luft, die mit dem einen der Enden der Leitung zum Verteilen in Verbindung stehen.
Dieses System des Standes der Technik ermöglicht es, auf verhältnismäßig wirksame Art die Eisbildung auf dem Vorflügel eines Luftfahrzeugs zu bekämpfen.
Jedoch umfassen bei diesem System des Standes der Technik die Mittel zur Versorgung mit warmer Luft ein Heizungselement und eine Turbine, befindlich im Innern des Vorflügels einer Tragfläche, die es ermöglichen, die warme Luft aufzuheizen und in einem geschlossenen Kreislauf im Inneren des Vorflügels einer Tragfläche umlaufen zu lassen.
Bei einem derartigen System muss die Energie der Antriebsmotoren des Luftfahrzeugs in elektrische Energie umgewandelt werden, um die Heizungselemente und die Turbinen zu versorgen, dann muss diese elektrische Energie in thermische Energie umgewandelt werden, so dass am Ende der Bilanz ein bedeutender Energieverlust erhalten wird, der den Kraftstoffverbrauch des Luftfahrzeugs belastet.
Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, die vorstehend erwähnten Nachteile zu vermeiden.
Dieses Ziel der Erfindung wird erreicht mit einem Vorflügel für eine Tragfläche eines Luftfahrzeugs, umfassend eine Außenwand und eine Enteisungsvorrichtung der Art, die es ermöglicht, warme Luft gemäß der Richtung der Spannweite der Tragfläche umlaufen zu lassen, wobei diese Vorrichtung umfasst a) eine Leitung zum Verteilen von warmer Luft, die sich im Inneren des Vorflügels in der genannten Richtung erstreckt und eine Vielzahl von Öffnungen, verteilt über mindestens einen Teil ihrer Länge, umfasst, und b) Mittel zur Versorgung mit warmer Luft, die mit dem einen der Enden der Leitung zum Verteilen in Verbindung stehen, dadurch bemerkenswert, dass die Mittel zur Versorgung mit warmer Luft dazu passend gemacht sind, mittels mindestens einer am Äußeren des Vorflügels befindlichen Leitung mit mindestens einem Antriebsmotor des Luftfahrzeugs verbunden zu werden.
Dank dieser Merkmale kann von den Motoren des Luftfahrzeugs stammende warme Luft unmittelbar verwendet werden, um die Enteisung zu bewirken, was ermöglicht, die dem System des Standes der Technik innewohnenden Energieverluste zu vermeiden.
Die vorliegende Erfindung betrifft ebenfalls:

– eine Tragfläche für ein Luftfahrzeug, dadurch bemerkenswert, dass sie einen Vorflügel gemäß dem Vorstehenden umfasst,
– ein Luftfahrzeug, dadurch bemerkenswert, dass es eine Tragfläche gemäß dem Vorstehenden umfasst.

Andere Vorteile und kennzeichnenden Merkmale der vorliegenden Erfindung werden beim Lesen der nun folgenden Beschreibung und bei der Durchsicht der angehängten Zeichnungen ersichtlich werden, in denen:
die 1 eine Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen beweglichen Vorflügels für eine Tragfläche ist,
die 2 eine Draufsicht des beweglichen Vorflügels für eine Tragfläche der 1 ist, wobei der Wandteil, welcher die Saugseite dieses Vorflügels bildet, abgenommen ist,
die 3 eine Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen feststehenden Vorflügels für eine Tragfläche ist.
In den 1 und 2 sind die Bezugsziffern mit dem Buchstaben a indexiert; in der 3 sind sie mit dem Buchstaben b indexiert.
Identische Bezugsziffern bezeichnen Elemente oder Baugruppen aus Elementen, die identisch oder analog sind.
In dem Folgenden sind die Ausdrücke „obere(r)", „untere(r)", „oberhalb" und „unterhalb" unter der Berücksichtigung zu verstehen, dass die oberen beziehungsweise unteren Ränder der Blätter der angehängten Abbildungen jeweils mit dem Oben beziehungsweise dem Unten der vertikalen Richtung übereinstimmen.
Es wird nun Bezug auf die 1 und 2 genommen, in denen ein erfindungsgemäßer beweglicher Vorflügel 1a, der einen Teil der Vorderkante 2a einer Tragfläche V eines Luftfahrzeugs A bildet, dargestellt ist.
Es wird hier genauer festgesetzt, dass der Ausdruck „beweglich" bedeutet, dass der Vorflügel auf (nicht dargestellten) Schienen gleitend geführt werden kann, um eine in Bezug auf den feststehenden Teil der Tragfläche 3a abgespreizte Stellung zu erreichen, um den Auftrieb des Luftfahrzeugs, namentlich beim Landen, zu verbessern.
Der bewegliche Vorflügel 1a wird aus einer einzigen Außenwand 5a gebildet, die eine Saugseite 7a, eine Unterseite 9a und einen Flügelschwanz 11a bildet.
Das Ende 13a der Unterseite 9a definiert einen gewissen Spielraum 14a mit dem feststehenden Teil der Tragfläche 3a.
Im Inneren des Vorflügels 1a befindet sich eine Enteisungsvorrichtung, umfassend eine Leitung zum Verteilen von warmer Luft 15a, die sich in der Längsrichtung des Vorflügels 1a, das heißt in der Richtung der Spannweite der Tragfläche V, erstreckt.
Wie dies in der 2 zu sehen ist, stehen Mittel zur Versorgung mit warmer Luft, die eine Warmluftdüse 19a und einen ein teleskopisches Rohr 20a bildenden Teil umfassen können, mit dem einen der Enden 17a der Leitung 15a in Verbindung.
Gemäß einem wesentlichen Merkmal der Erfindung sind diese Mittel zur Versorgung mit warmer Luft dazu passend gemacht, mittels mindestens einer am Äußeren des Vorflügels 1a befindlichen Zuleitung C mit mindestens einem Antriebsmotor M des Luftfahrzeugs A verbunden zu werden.
Die Düse 19a spart einen Durchlass 21a mit der Leitung 15a aus. Das andere Ende der Leitung 15a ist offen.
Die Leitung 15a umfasst Öffnungen 25a, die über mindestens einen Teil ihrer Länge, und vorzugsweise über ihre gesamte Länge, verteilt sind. Diese Öffnungen sind vorzugsweise gegenüber der Vorderkante 2a angebracht (siehe 1 und 2).
Das Ende 17a der Leitung 15a ist vorzugsweise an der Struktur des Vorflügels befestigt, und der Rest ihrer Länge wird durch Gleitführungen 27a in Stellung gehalten.
Wie dies in den 1 und 2 zu sehen ist, umfasst der bewegliche Vorflügel 1a eine erste Abteilung 33a, die sich im Innern der Vorderkante 2a des Vorflügels befindet und in der sich die Leitung zum Verteilen 15a erstreckt, eine zweite Abteilung 35a, die sich unter der Saugseite 7a befindet, eine dritte Abteilung 36a, die sich im Wesentlichen genau zwischen der ersten Abteilung 33a und der zweiten Abteilung 35a befindet, und eine vierte Abteilung 37a, die sich im Wesentlichen genau zwischen der ersten Abteilung 33a und dem feststehenden Teil 3a der Tragfläche befindet.
Diese Abteilungen werden gebildet durch:

– einen Längsträger 38a, dessen Querschnitt im Wesentlichen genau als ein E ausgestaltet ist, dessen oberen Teile 39a und unteren Teile 40a an der Saugseite 7a beziehungsweise der Unterseite 9a befestigt sind, umfassend an der einen Seite erste Einprägungen 41a, geformt auf dem oberen Teil 39a des E und Durchlässe 43a für die warme Luft zwischen der ersten Abteilung 33a und der zweiten Abteilung 35a definierend, und an der anderen Seite zweite Einprägungen 45a, geformt auf dem mittleren Teil des E und zweite Durchlässe 47a für die warme Luft zwischen der dritten Abteilung 36a und der vierten Abteilung 37a definierend,
– einem äußeren Profilblech 49a, befestigt an der einen Seite an dem oberen Teil 39a des E und an der anderen Seite an der Saugseite 7a des Vorflügels 1a, und
– einem inneren Profilblech 51a, befestigt an der einen Seite an dem mittleren Teil 46a des E und an der anderen Seite an dem äußeren Profilblech 49a und an der Saugseite 7a des Vorflügels 1a.

Wie dies auf der 2 zum Vorschein kommt, umfasst das äußere Profilblech 49a in der Nähe der Düse 19a Durchlässe 55a (die zum Beispiel mittels Hohlkehlen oder Öffnungen geformt sind) für die warme Luft zwischen der zweiten Abteilung 35a und der dritten Abteilung 36a.
Eine Isolierverbindung 56a ist zwischen dem inneren Profilblech 51a und dem feststehenden Teil 3a der Tragfläche eingesetzt.
Es wird nun auf die 3 Bezug genommen, auf der ein Vorflügel 1b, welcher fest an dem feststehende Teil der Tragfläche 3b angebracht ist, dargestellt ist.
Wie auf dieser Abbildung zum Vorschein kommt, unterscheidet sich der feststehende Vorflügel 1b wesentlich von dem beweglichen Vorflügel 1a dadurch, dass die an diesem befindlichen Abteilungen eine andere Form haben.
Dieser feststehende Vorflügel umfasst eine erste Abteilung 33b, die sich im Innern der Vorderkante 2b befindet und in der sich die Leitung zum Verteilen 15b erstreckt, eine zweite Abteilung 35b, die sich unter der Saugseite 7b befindet, und eine dritte Abteilung 36b, die sich oberhalb der Unterseite 9b befindet.
Diese Abteilungen werden gebildet durch:

– einen im Inneren des Vorflügels befestigten Längsträger 38b, dessen Querschnitt im Wesentlichen genau als ein C ausgestaltet ist, umfassend an der einen Seite erste Ausprägungen 41b, welche Durchlässe 43b für die warme Luft zwischen der ersten Abteilung 33b und der zweiten Abteilung 35b bilden, und an der anderen Seite zweite Ausprägungen 45b, welche Durchlässe 47b für die warme Luft zwischen der zweiten Abteilung 35b und der dritten Abteilung 36b bilden, und durch
– an dem C-förmigen Längsträger 38b, der Saugseite 7b und der Unterseite 9b des Vorflügels 1b befestigte Profilbleche 57b.

Die Außenwand 5b umfasst am unteren Teil der Profilbleche 57b Öffnungen 58b, welche Durchlässe 60b für die warme Luft zwischen der dritten Abteilung 36b und einem (nicht dargestellten) Kasten definieren, der es ermöglicht, die warme Luft in die Nähe des Rumpfes zu bringen.
Ebenso wie im Fall des beweglichen Vorflügels 1a stehen Mittel zur Versorgung mit warmer Luft, die eine (nicht dargestellte) Düse umfassen können, mit dem einen der Enden der Leitung 15b in Verbindung.
Diese Düse ist dazu passend gemacht, mittels mindestens einer Leitung mit mindestens einem Antriebsmotor des Luftfahrzeugs verbunden zu werden.
Da der Vorflügel 1b feststehend ist, ist es nicht notwendig, einen ein teleskopisches Rohr bildenden Teil vorzusehen.
Die Arbeitsweise und die Vorteile des erfindungsgemäßen Vorflügels für eine Tragfläche ergeben sich unmittelbar aus der vorstehenden Beschreibung.
In den 1 bis 3 ist der von der warmen Luft eingeschlagene Laufweg durch Pfeile angezeigt.
Im Fall des beweglichen Vorflügels 1a (Siehe 2) gelangt diese von dem Antriebsmotor M stammende warme Luft über die Zuleitung C, den ein teleskopisches Rohr bildenden Teil 20a und die Düse 19a in die Leitung 15a.
Die warme Luft tritt dann aus der Leitung 15a zu einem Teil aus dem offenen Ende 23a und zum anderen Teil aus den Öffnungen 25a in die erste Abteilung 33a aus und zirkuliert im Kontakt mit der Außenwand 5a, was ermöglicht, die Enteisung der Vorderkante 2a des Vorflügels 1a zu bewirken.
Diese warme Luft kann dann entweder in das Innere der Leitung zum Verteilen 15a zurückströmen, indem sie den Durchlass 21a einschlägt, oder die zweite Abteilung 35a erreichen, indem sie die Durchlässe 43a einschlägt (siehe 1 und 2).
In diesem letzteren Fall ermöglicht diese warme Luft, die Enteisung der Saugseite 7a des Vorflügels 1a zu bewirken, indem sie unmittelbar entlang der Wand 2a strömt.
Sie erreicht dann die dritte Abteilung 36a, indem die Durchlässe 55a (siehe 2) am Ende des Vorflügels durchquert, dann durchquert sie die Durchlässe 47a (siehe 1), um die vierte Abteilung 37a zu erreichen und um endlich in den Spielraum 14a einzudringen, um nach Außen zu gelangen.
Im Fall des feststehenden Vorflügels 1b (Siehe 3) ist der von der warmen Luft eingeschlagene Weg im Wesentlichen genau gleich: nachdem sie mittels Durchqueren der Durchlässe 43b in der zweiten Abteilung 35b angelangt ist, durchquert die warme Luft die Durchlässe 47b, um die dritte Abteilung 36b zu erreichen, dann durchquert sie die Durchlässe 60b, bevor sie den (nicht dargestellten) Kasten erreicht, der es ermöglicht, diese Luft in die Nähe des Rumpfs zu leiten.
Wie man jetzt verstehen kann, ermöglicht es der erfindungsgemäße Vorflügel für eine Tragfläche, von den Motoren des Luftfahrzeugs stammende warme Luft unmittelbar zum Bewirken der Enteisung zu verwenden, was erlaubt, die dem System des Standes der Technik innewohnenden Energieverluste zu vermeiden und so den zur Verwirklichung der Enteisung notwendigen zusätzlichen Kraftstoffverbrauch zu verringern.
Wohlverstanden ist die Erfindung nicht auf die beschriebenen und dargestellten Ausführungsarten beschränkt, die ausdrücklich als veranschaulichendes und nicht beschränkendes Beispiel geboten werden.

Claims

Vorflügel (1a; 1b) für eine Tragfläche (V) eines Luftfahrzeugs (A), umfassend eine Außenwand (5a; 5b) und eine Enteisungsvorrichtung der An, die es ermöglicht, warme Luft gemäß der Richtung der Spannweite der Tragfläche umlaufen zu lassen, wobei diese Vorrichtung umfasst a) eine Leitung zum Verteilen von warmer Luft (15a; 15b), die sich im Inneren des Vorflügels in der genannten Richtung erstreckt und eine Vielzahl von Öffnungen (25a), verteilt über mindestens einen Teil ihrer Länge, umfasst, und b) Mittel zur Versorgung mit warmer Luft (19a), die mit dem einen (17a) der Enden der Leitung zum Verteilen (15a, 15b) in Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Versorgung mit warmer Luft (19a) dazu passend gemacht sind, mittels mindestens einer am Äußeren des Vorflügels befindlichen Leitung (C) mit mindestens einem Antriebsmotor (M) des Luftfahrzeugs verbunden zu werden.
Vorflügel (1a; 1b) für eine Tragfläche (V) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Versorgung mit warmer Luft eine Warmluftdüse (19a) umfassen, die im Innern der Leitung zum Verteilen (15a; 15b) mündet, indem sie einen Durchlass (21a) zu dieser letzteren ausspart.
Vorflügel (1a; 1b) für eine Tragfläche (V) gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das andere Ende (23a) der Leitung zum Verteilen (15a; 15b) offen ist.
Vorflügel (1a; 1b) für eine Tragfläche (V) gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung zum Verteilen (15a; 15b) an einem ihrer Enden an der Struktur des Vorflügels befestigt ist und dadurch dass sie auf dem Rest ihrer Länge durch Mittel zum gleitenden Führen (27a) in Stellung gehalten wird.
Vorflügel (1a; 1b) für eine Tragfläche (V) gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er umfasst: – eine erste Abteilung (33a; 33b), die sich im Innern der Vorderkante (2a; 2b) des Vorflügels befindet und in der sich die Leitung zum Verteilen (15a; 15b) erstreckt, welche die Enteisung dieser Vorderkante ermöglicht, – eine zweite Abteilung (35a; 35b), die sich unter der Saugseite (7a; 7b) des Vorflügels befindet, welche die Enteisung dieser Saugseite ermöglicht, und – eine dritte Abteilung (36a; 36b), die das Sammeln der warmen Luft ermöglicht, wobei die erste und die zweite Abteilung einerseits, die zweite und die dritte Abteilung andererseits miteinander in Verbindung stehen.
Vorflügel (1a) für eine Tragfläche (V) gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass er beweglich ist, dadurch dass die Mittel zur Versorgung mit warmer Luft einen Teil (20a) umfassen, der ein teleskopisches Rohr bildet und dadurch, dass die dritte Abteilung (36a) sich im Wesentlichen genau zwischen der ersten (33a) und der zweiten (35a) Abteilung befindet.
Vorflügel (1a) für eine Tragfläche (V) gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass er außerdem eine vierte Abteilung (37a) umfasst, die sich im Wesentlichen genau zwischen der ersten Abteilung (33a) und dem festen Teil (3a) der Tragfläche befindet und mit dem Äußeren in Verbindung steht, und dadurch dass die erste (33a), zweite (35a), dritte (36a) und vierte (37a) Abteilung gebildet werden durch: – einen im Inneren des Vorflügels befestigten Längsträger (38a), dessen Querschnitt im Wesentlichen genau als ein E ausgestaltet ist, umfassend an der einen Seite erste Durchlässe (43a) für die warme Luft zwischen der ersten (33a) und der zweiten (35a) Abteilung, und an der anderen Seite zweite Durchlässe (47a) für die warme Luft zwischen der dritten (36a) und der vierten (37a) Abteilung, – ein äußeres Profilblech (49a), befestigt an einer Seite an dem oberen Teil (39a) des E und an der anderen Seite an der Saugseite (7a) des Vorflügels, umfassend dritte Durchlässe (55a) für die warme Luft zwischen der zweiten (35a) und der dritten (36a) Abteilung, und – ein inneres Profilblech (51a), befestigt an einer Seite an dem mittleren Teil (46a) des E und an der anderen Seite an dem äußeren Profilblech (49a) und an der Saugseite (7a) des Vorflügels.
Vorflügel (1a) für eine Tragfläche (V) gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Durchlässe (43a) mittels erster Einprägungen (41a), geformt auf dem oberen Teil (39a) des E, angelegt sind, dadurch dass die zweiten Durchlässe (47a) mittels zweiter Einprägungen, geformt auf dem mittleren Teil des E, angelegt sind, und dadurch dass die dritten Durchlässe (55a) mittels Hohlkehlen oder Öffnungen (54a), geformt auf dem äußeren Profilblech (49a), angelegt sind.
Vorflügel (1b) für eine Tragfläche (V) gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass er feststeht und dadurch dass die dritte Abteilung (36b) sich im Wesentlichen genau über der Unterseite (9a) der Tragfläche befindet, und dadurch dass sie mit dem Äußeren in Verbindung steht.
Vorflügel (1b) für eine Tragfläche (V) gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die erste (33b), zweite (35b) und dritte (36b) Abteilung gebildet werden durch: einen im Inneren des Vorflügels befestigten Längsträger (38b), dessen Querschnitt im Wesentlichen genau als ein C ausgestaltet ist, umfassend an der einen Seite erste Durchlässe (43b) für die warme Luft zwischen der ersten (33b) und der zweiten (35b) Abteilung; und an der anderen Seite zweite Durchlässe (47b) für die warme Luft zwischen der zweiten (35b) und der dritten (36b) Abteilung, und an dem C-förmigen Längsträger (38b), der Saugseite (7b) und der Unterseite (9b) des Vorflügels befestigte Profilbleche (57b).
Vorflügel (1b) für eine Tragfläche (V) gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten (43b) und zweiten (47b) Durchlässe jeweils mittels erster (41b) und zweiter (45b) Ausprägungen, geformt auf dem Längsträger (38b), angelegt sind.
Tragfläche (V) für ein Luftfahrzeug (A), dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Vorflügel (1a; 1b) gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche umfasst.
Luftfahrzeug (A), dadurch gekennzeichnet dass es eine Tragfläche (V) gemäß Anspruch 12 umfasst.