DE630297C - Einholmige Flugzeugtragflaeche - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine einholmige Flugzeugtragfläche mit in der Flugrichtung liegenden, am Holm freitragend angeordneten Rippen. Die Erfindung bezweckt, eine solche Tragfläche mit einfachen Mitteln biegungs- und verdrehungssteif zu machen. Es sind bereits mehrholmige Flugzeugtragflächen bekannt, bei denen im Tragflächenprofil gitterförmige, mit senkrechten und schrägen Versteifungsgliedern versehene Diagonalverstrebungen vorgesehen sind. Hierbei sind der Vorderholm und der Hinterholm je durch eine Gruppe von Diagonalverstrebungen mit dem Mittelholm verbunden. Bei der bekannten Tragfläche ist eine sehr große Zahl von Beschlägen erforderlich, die noch dazu eine verwickelte Bauart haben müssen und eine große Zahl von Nietstellen erfordern. Außerdem wird durch die Diagonalverstrebungen ein erheblicher Teil des Flügelprofils eingenommen, so daß im Flügelprofil Nutzlasträume nur beschränkt untergebracht werden können. Die Diagonalverstrebungen dienen bei der bekannten Tragfläche auch nicht der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe. Es ist weiter bekannt, Flugzeugtragflächen durch Drahtverspannungen oder sonstige Spannglieder zu versteifen. Diese Drahtverspannungen liegen innerhalb des Tragflächenprofiles und sind schwer zugänglich. Sie erfordern außerdem eine sehr sorgfältige und häufig nachzuprüfende Einstellung ihrer Spannung, außerdem liegen sie schlecht zugänglich innerhalb des Tragflächenprofils.

Da solche Spannglieder nur auf Zug beansprucht werden können, ist nur eine schlechte Ausnutzung des Werkstoffes dieser Spannglieder vorhanden.

Die Erfindung unterscheidet sich von den bekannten Einrichtungen dadurch, daß an sich bekannte, diagonal verlaufende, sich kreuzende Träger auf der Ober- und Unterseite der Tragfläche außerhalb der Holme und Rippen angeordnet sind. Die auf der oberen Tragfläche liegenden Diagonalen sind vorzugsweise mit den Diagonalträgern auf der unteren Flügelfläche durch Beschläge starr verbunden. Die die Diagonalträger an der Flügelober- und -Unterseite verbindenden Beschläge sind ferner zweckmäßig mit den Enden der Rippen verbunden.

Durch diese Ausbildung und Anordnung der Versteifungsglieder wird ein sehr einfacher Aufbau der Tragfläche erzielt, da nur eine sehr geringe Zahl von Befestigungsstellen, Beschlägen o. dgl. vorhanden ist und die Diagonalträger leicht zugänglich auf den Außenflächen des Tragflügels liegen. Da die Diagonalträger sowohl auf Zug als auch auf Druck beansprucht werden können, können sie leicht gehalten werden. Die Diagonalträger nehmen die Biegungs- und Verdrehungsbeanspruchungen auf, so daß der Holm leichter gehalten werden kann.

Der Holm und die Rippen können einen sehr einfachen Aufbau erhalten, da ihre Formgebung durch die Diagonalträger nicht beeinflußt ist. Der Raum zwischen den Rip-

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pen kann in sehr weitgehendem Maße zum Einbau von. Räumen,, für .Nutzlast, Bewaffnung usw. verwendet werden. Gegenüber den vorbekannten einhölmigen Tragflächen wird' ferner eine wesentliche Ersparnis an Gewicht" und Herstellungskosten erzielt. In den Zeichnungen stellen dar: Fig. ι eine perspektivische Ansicht einer Tragfläche ohne Überzugshaut und Kantenteile,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer abgeänderten Durchbildung,

Fig. 3 und 4 Schaubilder, die einen Flügel bekannter Durchbildung und einen Flügel" nach der Erfindung zeigen,

Fig. 5 einen Schnitt im gegenüber Fig. 1 vergrößerten Maßstab gemäß Schnittlinie V-V der Fig. 6,

Fig. 6 eine Draufsicht auf Fig. 5. In Fig. ι erstreckt sich ein Hauptholm α längs durch den Flügel mit angenähert der Hauptiiefe des Flügels zwischen einer inneren Endrippe b und einer äußeren Endrippe c. Der Holm α enthält obere und untere U-Profilglieder a^l, die durch Versteifungen in Form von aufrechten Streben α² und diagonalen Streben a³ verbunden sind. Von der Endrippe b, ungefähr parallel mit dem Hauptholm a, erstreckt sich ein Satz von leichten 3.0 Längsträgern d, die obere und untere Winkelglieder d¹· umfassen, die durch Versteifungsglieder d² verbunden sind. Eine Anzahl querverlaüfender freitragender Rippen e, die aus Winkelgliedern e¹ und Versteifungsgliedern e² 35. gebildet sein können, die in angemessenem seitlichen Abstand liegen, sind starr mit dem Hauptholm α und mit den Längsversteifungen d verbunden. Zur besseren Übersicht sind die Versteifungsglieder an einigen Rippen e und an einigen Längsversteifungen d fortgelassen. Die Rippen e erstrecken sich zwischen Stirn- und Rucks eitlängsgliedern f, f¹, sie teilen somit den Flügel in eine gewünschte Felderzahl. Die Längsversteifungen f, f^l haben vorzugsweise U- oder winkelförmigen Querschnitt. Die Flanschen/² sind nach innen zueinander gerichtet.

Diagonalbänderg sind über die Längsglieder d auf den oberen und unteren Flächen des Flügels in jedes durch die Rippen e gebildete Fach gelegt. Die Bänderg- an der Oberfläche liegen direkt über denen an der. Unterfläche. Jedes Band g erstreckt sich von einem Winkel einer vorderen Ecke des FeI-des zu einem diagonal gegenüberliegenden Winkel einer hinteren Ecke des Feldes. Hierbei werden diagonal sich kreuzende Bänder gebildet, wie in der Zeichnung dargestellt. Die Enden der angrenzenden Bänder g der oberen Fläche und die Enden der darunter ,. liegenden Bänder der unteren Fläche sind durch gewöhnliche Verankerung mit den Längsträgern f, f¹ verbunden. Eine Veri^ankerungsform ist in den Fig. 5 und 6 dar-■ gestellt, in denen die Knotenbleche eⁱ, e^s an • di| oberen und unteren Diagonalbänder g v/fläid an das Stirnlängsglied/ angenietet sind. '-Ein senkrechtes Knotenblech e⁶, das an die freitragende Rippe e angenietet ist, ist bei e~· an das Glied/ angenietet und entsprechend bei e⁸, e⁹ an die oberen und unteren Knotenbleche e⁴, e⁵ angenietet.

Die Bänder g sind geeignet, sowohl Druckais auch Dehnungsbeanspruchungen zu widerstehen. Sie können rohrförmigen Querschnitt haben (Fig. 5 und 6) und an den Anschlußstellen an die Längsträger abgeflacht sein. Auch können sie U-förmigen Querschnitt haben (Fig. 1). Die Flanschen g·¹ sind nach innen gerichtet und mit Ausschnitten gf² versehen, wie in dem linken Fach (Fig. 1) dargestellt, um mit Nieten oder entsprechenden anderen Mitteln an dem Holm α oder den Längsversteifungen d, f, f¹ befestigt zu werden. Die Flanschen können bei g^a zur Befestigung mit dem Holm und den Längsversteifungen ausgespart sein, wie das in den weiteren Fächern dargestellt ist. Die Bänder g brauchen nicht in bezug auf die Fächer, so lang wie diese sind, entlang der Flügelfläche in der Form von flachen Spiralen, die beständig in entgegengesetzten Richtungen verlaufen, diagonal angeordnet zu sein, um eine beständige und ununterbrochene Verstärkung um den Flügel herum und längs zum Flügel zu bilden. Falls erforderlich, können die Bänder aus gewalztem Winkelmaterial hergestellt sein. Die Eigenfestigkeit der Glieder g infolge ihres Querschnitts und ihrer Befestigung an zahlreichen Stellen des Holms und der Längsversteifung ist ausreichend, sie gegen Druck- und Dehnungsbeanspruchungen widerstandsfähig zu machen, so daß Dreh- und andere Belastungen, denen der Flügel ausgesetzt ist, auf alle -Versteifungsbänder gleichmäßig verteilt werden. Kein Band ist unbelastet, wie das beispielsweise der Fall ist, wenn man innere Dfahtversteifung benutzt. Es ist augenscheinlich, daß solche Glieder g sich nicht unbedingt in den Fächern über- no kreuzen müssen, sondern sie können (soweit die flache Spiralanordnung aufrechterhalten wird) durch den Holm begrenzt -werden, an dem sie an den gewünschten Stellen oder Kreuzungen durch Eckplatten oder andere entsprechende Verankerungsarten befestigt werden.

Winkelprofilartige Bänder h, leicht ge* walzte Bänder oder Rohre, können mit den Längsverbindungen d, f, f zur Unterstützung einer Verkleidung befestigt werden.

Der gesamte Aufbau eignet sich dazu, voll-

ständig aus Leichtmetall, Blech oder Bändern hergestellt zu werden, die aus Vollmaterial oder U-förmig gewalztem oder in entsprechenden Profilen geformtem Material für die einzelnen Bestandteile hergestellt sein können. Die verschiedenen Aufbaubestandteile können an der Werkbank als vollständige Einheiten hergestellt werden, ohne daß sie während der Zusammensetzung montiert

ίο u. dgl. werden müssen, sie werden ohne die Verwendung von inneren Querversteifungen zusammengesetzt.

Beim Zusammenbau der Teile werden die Rippen b, c und e am Holm α an ihren be-

is stimmten Stellen befestigt. Die Längsversteifungen d werden dann über die Enden der freitragenden Rippe e zu jeder Seite des Holms α verlegt. Sie werden an den Rippen e an den entsprechenden Stellen befestigt. Die Stirn- und Rückenlängsglieder f, /* werden dann an den entsprechenden Enden der Rippen e befestigt. Die Versteifungs- und Verstärkungsbänder g werden darauf an der oberen Flache des Flügels in ihre Lage gebracht und an ihren sämtlichen Schnittpunkten mit dem Holm α und den Längsgliedern d, f, f¹ befestigt, Hierdurch wird der Aufbau genügend fest, so daß man die obere Seite nach unten umdrehen kann, um das Befestigen der Bänder g auf der entgegengesetzten Fläche zu erleichtern. Das ist ■üblicherweise die untere Fläche des Flügels. Die Rippen h sind über den anderen Bestandteilen befestigt. Darauf werden die Führungs- und Abschlußeckglieder (nicht dargestellt) in ihren bezüglichen Stellungen befestigt. Die Flügelspitze wird durch Anbringung des Profilrahmens und eines Winkelbandes tu dgl. am äußeren Ende der Versteifungskonstruktion vervollständigt. Dadurch, daß innere Planquerversteifungen fehlen, sind alle Teile auf die denkbar beste Weise konstruiert, ohne daß Komplikationen eintreten, die dann vorhanden sind, wenn man diagonal versteifte Drähte oder Stäbe zwischen den Aufbauteilen anordnet.

In Fig. 2 sind die inneren Enden der mittleren Längsglieder i zwischen der Fußrippe b¹ und den Versteifungsbändern g·¹ im Innenfach fortgelassen. Hierdurch bildet man einen Raum j zur Aufnahme von Brennstoff, Tanks oder Gepäckbehältern, Bomben u. dgl. Gegenständen. Eine ähnliche Abänderung kann gemäß Fig. 1 durchgeführt werden. Diese Durchbildung ist dadurch ermöglicht, daß die Zwischenlängsversteifungen i als Träger und nicht als Freiträger dienen. Hierdurch kann man die inneren Enden einiger dieser Träger, ohne daß man die Aufbaufestigkeit schädlich beeinflußt, fortlassen. In Fig. 2 werden die Profilbänder ft¹ auf dem Rückenglied /³ rückwärts verlängert, um die angrenzende Abschlußkante zu treffen, die mit Ausnahme dieses Flügelteils bestimmt ist, das Quersteuer aufzunehmen. Letzteres kann in entsprechender Weise an den hinteren Enden zweier der äußersten Freiträgerrippen e^s zwischen der Verkleidung h² und der Flügelspitze I befestigt werden. Zur besseren Klarheit sind der Holm a, die Längsversteifungen e und die Rippen e^s als Vollträger gezeichnet. Sie können selbstverständlich entsprechend so aufgebaut sein, wie das in bezug auf Fig. 1 beschrieben ist. Die Stirnenden der Bänder h¹ können oder können auch nicht an dem Stirnlängsträger f^l vorbei zur Leitkante geführt werden, die ein gewalztes Band k halbkreisförmigen Querschnitts umgreift, das als Gehäuse für die Quersteuerbedienungsdrähte durchgebildet sein kann. Die Flügelspitze I am Ende der versteiften Durchbildung kann halbkreisförmig oder auch mit einer anderen gewünschten Außenlinie mittels eines leichten Rahmens aus Winkelprofilbändern u. dgl. hergestellt sein.

Bei einer Freiträgereindeckertragfläche mit sich verjüngender Durchbildung, wie in der Zeichnung in Draufsicht und Stirnansicht dargestellt, ist der Hauptholm α vorzugsweise im Druckzentrum der Tragfläche angeordnet. Die Stirn- und Rückenlängsglieder f, f¹ oder /³, /⁴ laufen von der inneren Fußrippe b, b¹ aus zusammen, sie sind an ihren äußeren Enden durch eine kürzere Außenrippe c am Ende des Holms verbunden. Sie bilden so ein abgebrochenes keilförmiges Dreieck, das der entsprechenden Grundrißform des Flügels entspricht. Die Längszwischenträger d, e laufen parallel zum Holm a, so daß nur die zentral angeordneten Glieder mit der Außenrippe c verbunden sind. Die äußeren Glieder enden an Stellen längs der Stirn- und Rückenlängsträger f, f¹, /³, /⁴. Der Holm und die Längsglieder werden aufeinanderfolgend in ihrer Länge von der Fußrippe.nach außen hin verkürzt, um die gewünschte Verjüngung an der Flügelaußenkante zu erhalten und um mit den entsprechenden Ouerschnittsumrissen der Tragfläche übereinzustimmen.

Bei einem Vergleich des in den Fig. 3 und 4 dargestellten Schaubildes ist festzustellen, daß bei der bekannten Tragflächendurchbildung gemäß Fig. 3 die Spannglieder m zur Aufnahme der Rücktriebs- und der Drehbeanspruchungen sich auf den engen Bezirk des Kastenholms erstrecken. Hierdurch werden starke und schwere Spannungsglieder erforderlich, die Hälfte von ihnen ist bei einer gegebenen Beanspruchung überflüssig. Fig. 4 erläutert den Querschnitt eines erfindungsgemäß durchgebildeten Flügels. Die Diagonalspannungsdruckglieder g zur Aufnahme der

Rücktrieb- und Drehbeanspruchungen erstrecken sich über die weitest mögliche Fläche. Diese Glieder können hierbei leichteste Durchbildung zeigen. Kein Glied ist bei einer gegebenen Last überflüssig. Der Hauptholm α nimmt nur die Auftriebsbelastungen auf.

In der Durchbildung, wie in der Zeichnung dargestellt, sind Luft- oder Auftriebsbelastungen auf die versteiften Längsglieder d, i verteilt. Es ist jedoch augenscheinlich, daß diese Glieder fortgelassen werden können, wenn die Luft- oder Auftriebsbelastungen über die versteiften Querfreiträgerrippen e verteilt würden. Versteifte Querrippen können zugefügt werden und die Spannungsdruckglieder g, g^l können an solchen Rippen befestigt werden anstatt an den Längsversteifungen d, i, wie in den Abbildungen dargestellt.

Obwohl die Erfindung, insbesondere unter Bezugnahme auf freitragende Eindeckertragflächen, beschrieben ist, kann sie auch selbstverständlich für verstrebte Tragflächen angewandt werden. Für Doppeldecker kann die durch ,die Durchbildung nach der Erfindung ermöglichte Eigenfestigkeit dazu beitragen, mehr als eine Zwischenflügelverstrebung überflüssig· zu machen. Es ist selbstverständlich, daß die Durchbildung nach der Erfindung sich auch für Tragflächen ohne Quersteuer eignet. Die Erfindung ist somit für Tragflächen an Doppeldeckern geeignet, bei denen nur am oberen Tragflügel Ouersteuer vorgesehen sind. Aus Fig. 1 geht hervor, daß die Versteifungs- oder Verstärkungsglieder g und die üblichen Verankerungen zur Verbindung der oberen und unteren Schwingenflächen zu den Längskanten eine Anzahl flacher Spiralen bilden, die sich um den Flügel herum in entgegengesetzten Richtungen erstrecken.

Claims (3)

Patentansprüche :

1. Einholmige Flugzeugtragfläche mit in der Flugrichtung liegenden Rippen, dadurch gekennzeichnet, daß an sich bekannte, diagonal verlaufende, sich kreuzende Träger auf der Ober- und Unterseite der Fläche außerhalb der Holme und Rippen angeordnet sind.

2. Tragfläche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der oberen Tragfläche liegenden Diagonalen an ihren Enden mit den Diagonalträgern auf der unteren Flügelfläche durch Beschläge starr verbunden sind.

3. Tragfläche nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die Diagonalträger an der Flügelober- und -Unterseite verbindenden Beschläge mit den Enden der Rippen verbunden sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen