DE635568C - Flugzeugtragfluegel - Google Patents

Description

Bei Flugzeugflügeln, deren Flügelschnitt über die ganze Spannweite gleich ist oder deren Dicke nach den Flügelenden abnimmt, tritt im überzogenen Flugzustand leicht ein Kippen über eine Flügelspitze auf, das anschließend zu dem gefürchteten Trudelzustand führt. Flugzeuge, die mit dieser unangenehmen Eigenschaft behaftet sind, sind nicht nur stets eine Gefahr für unkundige Flugzeugführer, sondern gestatten auch nicht, die auf Grund des an sich vorhandenen Höchst auftriebes mögliche geringste Landegeschwindigkeit zu erreichen, weil schon eine geringe Überschreitung des dem Höchstauftrieb zugeordneten Anstellwinkels zu einer Vernichtung der Querstabilität führt.

Man hat diese Nachteile durch verschiedene Mittel mit mehr oder weniger Erfolg beseitigt. Man hat außen an den Flügelenden verhältnismäßig dickere Flügelschnitte angeordnet als in der Mitte und damit von dem Umstand Gebrauch gemacht, daß dickere Profile einen größeren zulässigen Anstellwinkelbereich haben als dünne; man hat an

«5 den äußeren Teilen der Spannweite Schlitzilügel angeordnet, die ebenfalls im überzogenen Flugzustand die Strömung an den äußeren Teilen der Spannweite zum Anliegen zwingen und so die Quersteuerbarkeit erhalten, und man hat den Flügel verwunden, so daß die mittleren Teile des Flügels eher den kritischen Anstellwinkel erreichen als die Flügelenden.

Gemäß der Erfindung wird die Querstabilität im überzogenen Flugzustand dadurch erreicht, daß der Krümmungsradius der Nase des Flügelschnittes, bezogen auf die jewei-.lige Dicke des Flügelschnittes, derart längs der Spannweite veränderlich ist, daß außen im Bereich der Flügelenden ein großer, im mittleren Teil ein verhältnismäßig kleiner Krümmungsradius vorhanden ist. Ein ähnlicher Erfolg wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß der vorderste Teil der Profilnase nur im mittleren Teil der Spannweite über eine Länge von etwa der Größe der halben Spannweite eine oder mehrere Unstetigkeiten oder Rauhigkeiten aufweist.

In den Anfängen der Fliegerei ist bereits der Vorschlag gemacht worden, das Flügelprofil derart längs der Spannweite zu verändern, daß die dickste Stelle im Bereich der Flügelenden unmittelbar an der Nase liegt und gegen den Rumpf zu in etwa der Hälfte der Flächentiefe. Demgemäß wies der Flügel in der Mitte der Spannweite eine spitze Nase auf, an den Enden des Flügels eine stark gerundete Nase.

Der Flügel gemäß diesem älteren Vorschlag muß nach heutigen Erkenntnissen sehr schlechte ärodynamische Eigenschaf ten haben, während der Flügel gemäß der Erfindung nachweislich unverändert gute Leistungen aufweist, weil die dickste Stelle des Profils stets in dem günstigsten Teil, also etwa in einem Drittel der Flügeltiefe liegt. Die Unstetig-

keiten, Rauhigkeiten oder geringen Krümmungsradien liegen beim Flügel gemäß der Erfindung im Staupunkt des Schnellfiuges, Im Staupunkt ist bekanntlich die Strömung^ geschwindigkeit und damit der Widerstajif; gleich NuU. W

Die Wirkung dieser Maßnahme gemäß der Erfindung beruht auf der bekannten Tatsache, daß Flügelschnitte mit spitzer Nase ίο einen geringeren Anstellwinkelbereich haben als solche mit stärker abgerundeter Nase. Das gleiche gilt für Flügelschnitte, die am vordersten Teil ihrer Nase Unstetigkeiten oder' Rauhigkeiten aufweisen. Der Erfolg der Μαβί 5 nähme gemäß der Erfindung wäre also soweit ähnlich einer Verwindung des Flügels oder Anordnung von Profilen geringen Anstellwinkelbereiches in der Mitte und größeren "Anstellwinkelbereiches an den Enden. Darüber hinaus weist aber die Erfindung weitere erhebliche Vorteile -auf." Flügelschnitte mit spitzer oder annähernd spitzer Nase haben oberhalb des . Auftriebhöchstwertes nur eine verhältnismäßig geringe Abnähme des Auftriebsbeiwertes bei zunehmendem Anstellwinkel. ~ Diese Eigenschaft hat sehr günstige Einflüsse auf die Querstabilität im überzogenen Flugzustand sowie auf die XrUdeleigenschaften. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß bei Flügelschnitten mit Unstetigkeiten, an der= Flügelnase und bei Flügelschnitten mit Flügelnasen von geringem Krüöümingsradius die Strömung zuerst im Bereich: ;der Flügelnase abzureißen pflegt, während ,die Strömung im Bereich: der. Flügelhinterkante noch anliegt. Das hat eine Wanderung des Druckpunktes nach, hinten zur Folge. Das dadurch, entstandene kopflastige Moment bewirkt, eine. Anstellwinkelverminderung des. Flugzeuges und wirkt somit stabilisierend. ■ . .

Auf der "Zeichnung sind einige Ausfüh-. rungsbeispiele dargestellt. Fig. 1 sei beispielsweise: ein. Flügelschnitt, der dem Flügel ge- *5 maß .der Erfindung zugrunde gelegt ist. Die Form der. Flügelnase wird gemäß der Erfindung, längs der Spannweite Veränderungen unterworfen. Im Bereich, der Flügelenden ist der Krümmungsradius: der Flügelnase groß, so und das Profil hat.einen Umriß, der mit vollen Linien in . Fig. 1 dargestellt ist. Bis zur. Flügelmittenimmt "der Krümmungsradius der Nase des Flügelschnittes . ab und kann unter Umständen Null werden,." so daß ein Profil mit einer. Spitze an der .Flügelnase entsteht, wie jnit punktierten Linien in Fig. 1 dargestellt. Die dazwischenliegenden Flügelschnitte weisen Nasen von mittlerem Krümmungsradius auf, wie mit gestrichelten Linien dargestellt. Bei. verjüngten Flügeln (Trapez oder elliptischen Flügeln 0. dgl.) nimmt gemäß der Erfindung der Krümmungsradius nach der Mitte des Tragflügels zu eben- ;4alls ab, doch braucht diese Abnahme nicht 4f|lt zu sein, sondern es wird in den meisten 6;

eine Abnahme des Krümmungsradius ^^tnisgleich zur Flügeldicke genügen. ^''Flugzeugflügel werden häufig in der Weise geformt, daß ein oder mehrere dem Flügel zugrunde gelegte Profile nicht nur verhältig zur Flügeltiefe verkleinert oder vergrößert werden, sondern daß auch, abgesehen von anderen Veränderungen, das Verhältnis von Profildicke zu Profiltiefe nach den Flügelenden zu -verkleinert wird. Aus der Verkleinerung der Flügeldicke an den Flügelenden ergibt sich ein geringerer Widerstand des Gesamtflügels, aber auch eine " erhöhte Gefahr des Abkippens im überzogenen Flugzustande, wie schon anfangs beschrieben. Gemaß der Erfindung wird der Krümmungsradius der Nase bei Flügeln dieser Art derart längs der Spannweite verändert, daß, bezogen auf das oder die auf Verhältnisgleiche Dicke umgeformten Ausgangsprofile gemäß Fig. 1, der Krümmungsradius an den Flügelenden groß, im Bereich der Flügelwurzel klein ist.

In den Fig. 2 bis 8 sind Ausführungsformen von Unstetigkeiten an der Flügelnase dargestellt, die zu gleichen nind ähnlichen Folgen führen. Gemäß Fig. 2 bis S sind Leisten an der Nase von normalen Flügelschnitten angebracht, die gemäß Fig. 2 eine Dreiecksform, gemäß Fig. 3 eine Trapezform, gemäß Fig. 4 eine doppelte Dreiecksform und gemäß Fig. 5 einen gerundeten Vorsprung an . die Profilnase anfügen. Es lassen sich auf diese Weise die verschiedenartigsten Unstetigkeiten an der Flügelnase .hervorrufen und durch Flugversuche derart -verändern, bis die beste Wirkung erzielt wird. Insbesondere läßt sich auf diese Weise die Größe der mit Unstetigkeiten versehenen Spannweite ermitteln, bei der die beste gewünschte Wirkung eintritt. Diese beste Wirkung wird dann eintreten, wenn gemäß der Erfindung der vorderste Teil der Nase des Flügelschnittes im mittleren Bereich der Spannweite über eine Länge von etwa der halben Spannweite eine oder mehrere Unstetigkeiten, oder Rauhigkeiten aufweist.

Gemäß Fig. 6 ist eine Rauhigkeit« an der Flügelnase angebracht und gemäß Fig. 7 und 8 Unstetigkeiten durch. Riefen (Fig. 7) und Stufen (Fig. 8).

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   I. Flugzeugtragflügel, dessen äußere Flügelteile später den kritischen Anstellwinkel erreichen als die inneren und dessen Querschnitte in etwa einem Drittel

   der Flügeltiefe die größte Dicke aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungsradius der Nase des Flügel-,, schnittes, bezogen auf ein Ausgangsprofil·.· oder deren mehrere von gleichem Verhält.·»; nis von Profildicke zu Profiltiefe, derart; längs der Spannweite veränderlich ist/ daß außen im Bereich der Flügelenden ein großer und im mittleren Teil ein verhältnismäßig kleiner Krümmungsradius vorhanden ist.
2. 2. Flugzeugtragflügel nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der vorderste Teil der Profilnase nur im mittleren Teil der Spannweite über eine Länge von etwa der Größe der halben Spannweite eine oder mehrere Unstetigkeiten oder Rauhigkeiten aufweist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen