DE639598C

DE639598C - Airplane wing

Info

Publication number: DE639598C
Application number: DES117296D
Authority: DE
Original assignee: Liore Olivier SA Ets
Current assignee: Liore Olivier SA Ets
Priority date: 1934-09-06
Filing date: 1935-02-27
Publication date: 1936-12-09

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Flugzeugflügel, der aus einem Hauptkastenträger mit tragender Außenhaut besteht, der seitlich vom Flugzeugrumpf mit einem Zweiholmmittelstück verbunden ist.The invention relates to an aircraft wing consisting of a main box girder with a load-bearing outer skin, the side of the aircraft fuselage with a two-spar center piece connected is.

Die größte Zahl der Flugzeugflügel wurde bisher aus einem Gerippe und einer nicht tragenden Außenhaut hergestellt. Das Gerippe selbst bestand dabei im allgemeinen aus zweiThe largest number of airplane wings has so far been made from a skeleton and one not load-bearing outer skin. The skeleton itself generally consisted of two

ίο Längsholmen, die sich über die ganze Länge des Flügels erstreckten und durch die üblichen Flügelrippen versteift waren. Es wurde auch vorgeschlagen, solche Flügel durch-annähernd untereinander und zu den Längsholmen parallel verlaufende Versteifungsstäbe zu verstärken. Solche Versteifungsstäbe waren auf den Rippen befestigt und standen in keiner unmittelbaren Verbindung mit den Längsholmen, ebenso nicht mit der Außenhaut, die dabei durch die üblichen Mittel befestigt war und nicht zur Versteifung des Flügelgerippes beitrug.ίο Longitudinal bars that extend over the entire length of the wing and stiffened by the usual wing ribs. It was too suggested such wings through-almost parallel to each other and to the longitudinal spars to reinforce running stiffening bars. Such stiffening bars were attached to the ribs and did not stand in any direct connection with the longitudinal spars, as well as with the outer skin, the was attached by the usual means and not to stiffen the wing frame contributed.

Es sind ebenfalls Flügel bekannt, die mit einer tragenden Außenhaut versehen sind, die einen Bestandteil des Hauptkastenträgers bildet, welch letzterer dabei ebenfalls aus zwei Längsholmen besteht, die sich über die ganze Länge des Flügels erstrecken und durch Querstücke miteinander verbunden sind. Bei einigen dieser Flügel sind auf der Innenseite der Außenhaut parallel zueinander und zu den Längsholmen verlaufende Versteifungsstäbe sowie quer liegende Versteifungsstäbe befestigt, wodurch eine Art Gitter entsteht, das der Außenhaut die erforderliche Steifigkeit verleihen soll.There are also wings known which are provided with a load-bearing outer skin that forms part of the main box girder, the latter also consisting of two There is longitudinal spars that extend over the entire length of the wing and by cross pieces are connected to each other. Some of these wings are on the inside of the outer skin parallel to each other and too Reinforcing rods running along the longitudinal spars and transverse reinforcing rods attached, creating a kind of grid that gives the outer skin the required rigidity should lend.

Schließlich sind Flügel bekannt, die einfach aus einer großen Anzahl Längsholme und de.n * üblichen Querrippen bestehen, auf denen .eine tragende Außenhaut befestigt ist.Finally, wings are known which simply consist of a large number of longitudinal spars and the usual transverse ribs on which a load-bearing outer skin is attached.

Wie oben bereits erwähnt, bezieht sich die Erfindung nur auf Flügel mit einem Hauptkastenträger und tragender Außenhaut in Verbindung mit einem Zweiholmmittelstück, wobei die Außenhaut einen Bestandteil des Hauptgerippes bildet und zum Ausgleich der Biegungsbeanspruchungen beiträgt.As mentioned above, the invention relates only to wings with a main box beam and load-bearing outer skin in connection with a two-spar middle piece, the outer skin being a component of the Main frame forms and contributes to the compensation of the bending stresses.

Die Erfindung besteht hauptsächlich darin, daß die Enden der Zweigurtholme (Längsholme) des Kastens an den Enden der Holme des Mittelstückes befestigt sind und daß die Außenhaut über die Rippe an den Enden der Zweigurtholme hinaus verlängert ist und an einem Querstab befestigt ist, der eine Brücke zwischen den Holmen des Mittelstückes bildet.The invention consists mainly in the fact that the ends of the two-chord spars (longitudinal spars) of the box are attached to the ends of the spars of the center piece and that the outer skin over the rib at the ends of the Two-chord spars are extended and attached to a cross bar that forms a bridge forms between the spars of the middle piece.

•Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Zweigurtholme des Kastenträgers mit über die Stützpunkte hin-• Another feature of the invention is that the two-belt spars of the Box girder with over the support points

aus sich streckend:n, schräg verlaufenden Verlängerungen versehen sind, die in einem Punkte des genannten Ouerstückes zusammenlaufen können, wobei also jeder der ZweHi gurtholme an der Befestigungsstelle auf diai\ Holmen des Mittelstückes einen stumpisniy Winkel bildet. Man erzielt dadurch eine Be*-··' festigung in drei Punkten des eigentlichen Flügels.stretching out from itself: n, obliquely running extensions are provided, which can converge in one point of the above-mentioned Ouerstückes, so each of the two belt spars forms an obtuse angle at the attachment point on diai \ spars of the middle piece. This achieves Be * - ·· 'fastening at three points of the actual wing.

ίο Ferner können die Versteifungsstäbe die Zweigurtholme des Hauptkastenträgers mit den Verlängerungen dieser Holme verbinden, die in einem Punkt zusammenlaufen. Man kann auf diese Weise zwei Gruppen von Versteifungsstäben bilden, von denen jede mit einem der Zweigurtholme zusammenarbeitet. Schließlich können erfindungsgemäß die Versteifungsstäbe einer jeden Gruppe jeweils parallel zueinander verlaufen. Es ergibt sich aus den vorgenannten Verbesserungen, daß die von den Längsholmen des Kastenträgers erzeugten Spannungen in entsprechender Weise über die ganze Fläche der Außenhaut verteilt werden, was bei den bisher bekannten Flügelarten nicht der Fall ist.ίο Furthermore, the stiffening rods can Connect the two-chord spars of the main box girder with the extensions of these spars, which converge in one point. You can use two sets of stiffening bars in this way each of which works with one of the two-belt spars. Finally, according to the invention, the Stiffening bars of each group run parallel to each other. It results from the aforementioned improvements, that the tensions generated by the longitudinal spars of the box girder in a corresponding manner over the entire surface the outer skin are distributed, which is not the case with the previously known types of wing is.

Bei denjenigen, wo die Außenhaut nichtFor those where the outer skin doesn't

• durch ein aus Versteifungsstäben bestehendes System mit dem Hauptgerippe verbunden ist, eignet sich die Außenhaut nicht für die Versteifung dieses Gerippes. Das gleiche trifft zu bei Flügeln mit Versteifungsstäben, die parallel zu den Holmen des Kastenträgers verlaufen.• Connected to the main frame by a system consisting of stiffening rods is, the outer skin is not suitable for stiffening this framework. The same applies for wings with stiffening rods that are parallel to the spars of the box girder get lost.

Zusammengefaßt sind also Flügelbauarten mit auf Biegung beanspruchter Außenhaut bekannt, bei denen die Beanspruchung der Außenhaut hauptsächlich von den Holmen übernommen wird, die in mehr oder weniger großer Anzahl vorhanden sind und mit dieser Außenhaut verbunden sind. Solche Bauarten haben den Nachteil, daß sie kostspielig sind und ein großes Gewicht haben, falls man eine große Anzahl paralleler oder schwach zusammenlaufender Holme vorsieht; wird dabei die Anzahl dieser Holme verkleinert,, so wird die Verteilung der Kräfte auf die Außenhaut nicht in passender Weise gesichert. Außerdem ist es bei bekannten Flügelbauarten ziemlich schwierig, von dem eigentlichen Flügelkörper auf das Zweiholmmittelstück an der Stelle des Flugzeugkörpers einen geeigneten Übergang zu schaffen, was häufig dann notwendig ist, wenn man, wie üblich, verschiedene Vorrichtungen, wie Landungsgeräte, Behälter, Bomben usw., im Innern des Flügelprofils unterbringen will.In summary, therefore, wing designs with an outer skin that is subjected to bending stresses known, in which the stress on the outer skin is mainly taken over by the spars, which in more or less large numbers are available and are connected to this outer skin. Such types have the disadvantage that they are expensive and heavy if you have one provides a large number of parallel or slightly converging spars; is the The number of these spars is reduced, so the distribution of the forces on the outer skin is not appropriately secured. In addition, it is pretty with known wing designs difficult to move from the actual wing body to the two-spar center piece at the location of the To create a suitable transition to the aircraft body, which is often necessary if, as usual, various devices, such as landing devices, containers, bombs etc., wants to accommodate inside the airfoil.

Mehrere Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind auf der Zeichnung dargestellt.Several embodiments of the subject matter of the invention are shown on the drawing.

Fig. ι zeigt schematisch und schaubildlich das Gerippe eines Flügels, wobei die tragende Außenhaut und deren Versteifungsstäbe fortgelassen sind.Fig. Ι shows schematically and diagrammatically the framework of a wing, with the supporting Outer skin and its stiffening rods are omitted.

*.·,·,Fig. 2 ist ein Grundriß, aus dem die An- * -Ordnung der. Versteifungsstäbe ersichtlich ist. 'i·;-Fig. 3 ist ein rechtwinkliger Querschnitt*. ·, ·, Fig. 2 is a floor plan from which the * Order of the. Stiffening rods can be seen. 'i ·; -Fig. 3 is a rectangular cross section

einen Flügel gemäß der Linie III-III der Fig. 2.a wing according to the line III-III of FIG. 2.

Die Fig. 4 und 5 sind jeweils zwei Querschnitte durch zwei Versteifungsstäbe der Außenhaut.4 and 5 are each two cross sections through two stiffening rods of the Outer skin.

Fig. 6 ist eine Gesamtansicht von oben eines Flugzeuges.Figure 6 is an overall top view of an aircraft.

Die Fig. 7 und 8 zeigen schaubildlich zwei praktische Ausführungen eines Flügels.7 and 8 show diagrammatically two practical versions of a wing.

Fig. 9 zeigt einen Querschnitt durch einen vollständigen Hauptkastenträger, in Höhe einer Rippe, mit seiner Außenhaut und deren Versteifungsstäben.Fig. 9 shows a cross-section through a complete main box beam, in height a rib, with its outer skin and its stiffening rods.

Das Gerippe des Flügels gemäß den Fig. 1 bis 3, der strichpunktiert angedeutet ist, besteht aus einem durch Doppelstriche dargestellten Hauptkastenträger C und einem durch dreifache Striche veranschaulichtes Zweiholmmittelstück L. Diese Darstellungsart hat natürlich nur den Zweck, die einzelnen Teile des Flügels deutlich voneinander zu unterscheiden. The frame of the wing according to FIGS. 1 to 3, which is indicated by dash- dotted lines, consists of a main box girder C shown by double lines and a two-spar center piece L shown by triple lines differentiate.

Von oben gesehen hat der Hauptkastenträger C die Gestalt eines Fünfecks, dessen Seite M durch Abschlagen der entsprechenden Ecke eines ursprünglichen Vierecks entstanden ist. Die große Diagonale A₉ dieses ursprünglichen Vierecks verläuft in der Längsrichtung des Flügels. Die Längsseiten dieses Hauptkastenträgers sind durch die beiden stumpfwinkligen Zweigurtholme A₁, A₂ gebildet, die sich bei α im Scheitel des innenliegenden Winkels b ab vereinigen, wo der Hauptkastenträger seine größte Höhe hat.Seen from above, the main box girder C has the shape of a pentagon, the side M of which was created by knocking off the corresponding corner of an original square. The large diagonal A _{9 of} this original square runs in the longitudinal direction of the wing. The long sides of this main box girder are formed by the two obtuse-angled two-chord spars A ₁ , A ₂ , which unite at α at the apex of the inside angle b from where the main box girder has its greatest height.

Die Außenhaut V trägt auf der Innenseite Versteifungsstäbe R₁, R₂, welche ihr die erforderliche Steifigkeit verleihen.The outer skin V carries stiffening rods R ₁ , R ₂ on the inside, which give it the required rigidity.

Die Versteifungsstäbe sind in bezug auf die Zweigurtholme A₁, A₂ schräg angeordnet, und die mit einem gleichen Holm verbundenen Stäbe verlaufen zweckmäßig parallel zueinander.The stiffening rods are arranged obliquely with respect to the two-chord spars A ₁ , A ₂ , and the rods connected to the same spar expediently run parallel to one another.

Die Versteifungsstäbe R₁, R₂ sind in zwei no Gruppen geteilt, und die Stäbe einer jeden Gruppe verbinden die beiden Schenkel der stumpfwinkligen Zweigurtholme miteinander. Die Fig. 4 und 5 zeigen Querschnitte solcher Versteifungsstäbe R und R'. The stiffening bars R ₁ , R ₂ are divided into two groups, and the bars of each group connect the two legs of the obtuse-angled two-chord spars with one another. 4 and 5 show cross sections of such stiffening bars R and R '.

Die Außenhaut V besteht zweckmäßig aus parallel zu den Versteifungsstäben verlaufenden Streifen, denen verschiedene Wandstärken gegeben werden können.The outer skin V expediently consists of strips running parallel to the stiffening rods, which can be given different wall thicknesses.

Das den Kastenträger tragende Zweiholmmittelstück L besteht einerseits aus zwei Holmen L₁, L₂, die sich jeweils in der Ver-The two-spar center piece L carrying the box girder consists on the one hand of two spars L ₁ , L ₂ , each of which is

längerung der äußeren Schenkel der Zweigurtholme A₁ oder A₂ befinden, und anderseits aus einer im Scheitel α liegenden Flügelrippe E. extension of the outer legs of the two-chord spars A ₁ or A ₂ , and on the other hand from a wing rib E lying in the apex α.

Die Verbindung des Kastenträgers mit diesem Zweiholmmittelstück findet in drei Punkten statt, nämlich dem Scheitel a des Winkels b ab und den beiden Scheiteln b der stumpfwinkligen Zweigurtholme,
ίο Diese nur für die Holme des Mittelstückes L₁, L₂ und die Zweigurtholme A₁, A₂ des Kastenträgers in Betracht kommenden Verbindungen können in der Praxis durch Scharniere, Schrauben und Winkeleisen oder durch Bolzen und Bügel erfolgen.The connection of the box girder with this two-spar middle piece takes place in three points, namely the vertex a of the angle b ab and the two vertices b of the obtuse-angled two-chord spars,
ίο These connections, which are only suitable for the spars of the center piece L ₁ , L ₂ and the two-chord spars A ₁ , A _{2 of} the box girder, can be made in practice using hinges, screws and angle irons or bolts and brackets.

Die an den Verbindungsstellen übertragenen Kräfte verlaufen in Richtung der Verbindungslinien aa, b b, b b derart, daß diese gleichwertig mit Verbindungspunkten sind. Längs den Verbindungsnähten der Zweigurtholme A₁, A₂ des Kastenträgers mit der Außenhaut erzeugen die Schubbeanspruchungen in den ersten Spannungen in der letzten, die mit Bezug auf die Zweigurtholme schräg gerichtet sind; dies ergibt sich aus der Gestalt des Kastenträgers und der Lage der Versteifungsstäbe. The forces transmitted at the connection points run in the direction of the connection lines aa, bb, bb in such a way that they are equivalent to connection points. Along the connecting seams of the two-chord spars A ₁ , A _{2 of} the box girder with the outer skin, the shear stresses in the first generate tensions in the last, which are directed obliquely with respect to the two-chord spars; this results from the shape of the box girder and the position of the stiffening rods.

Die Zweigurtholme A₁, A₂ und die Stärke der* Streifen der Außenhaut mit ihren Versteifungsstäben sind derart gewählt, daß die durch die zu den Zweigurtholmen schräg verlaufenden Spannungen erzeugten Kräftekomponenten sich von einem Holm zum anderen in Höhe eines gleichen Querschnitts des Flügels ausgleichen.The two-chord spars A ₁ , A ₂ and the thickness of the * strips of the outer skin with their stiffening rods are chosen so that the force components generated by the tensions inclined to the two-chord spars are balanced from one spar to the other at the same cross-section of the wing.

Die Kräftekomponenten m r und η t (Fig. 2) haben das Bestreben, beim Zusammendrücken oder Spannen der Außenhaut die Holme A₁, A₂ voneinander zu entfernen oder einander zu nähern. Beim dargestellten Beispiel übt die Außenhaut in dem Punkt m einen Zug m k aus, welcher die Schubkraft m j des Holmes ausgleicht, und die an zwei einander entsprechenden Punkten m und η der beiden Holme angreifenden Kräftekomponenten m r oder η t haben das Bestreben, die beiden ' Holme einander zu nähern.The force components mr and η t (FIG. 2) endeavor to move the spars A ₁ , A ₂ away from one another or to approach one another when the outer skin is compressed or tensioned. In the example shown, the outer skin exerts a pull mk at point m , which compensates for the thrust force mj of the spar, and the force components mr or η t acting at two corresponding points m and η of the two spars tend to push the two spars to approach each other.

Diese Kräfte werden durch die üblichen Rippen N ausgeglichen.These forces are balanced by the usual ribs N.

5Q Die Kräfte haben somit einen günstigen Einfluß auf den Halt der auf Druck beanspruchten Außenhaut, weil letztere quer zur Richtung der Druckkräfte gespannt wird.5Q The forces thus have a favorable influence on the hold of those subjected to pressure Outer skin, because the latter is stretched across the direction of the pressure forces.

Bei einem Flügel von geringer Höhe kann zwecks Ausnutzung der mittleren, infolge der Seite M keinen unmittelbaren Einfluß für die Zweigurtholme habenden Zone außer den beiden Holmen A₁, A₂ ein mittlerer, sich der größten Dicke des Kastenträgers anpassender, punktiert angedeuteter Holm A₃ vorgesehen werden.In the case of a wing of low height, in order to utilize the middle zone, which as a result of the M side has no direct influence on the two-chord spars except for the two spars A ₁ , A _2, a middle spar A ₃ , indicated by dotted lines, which adapts to the greatest thickness of the box girder, can be provided will.

Dieser dritte Holm A_s kann im übrigen mit einer Teilungsebene des Kastenträgers zusammenfallen, der Kastenträger kann dann aus zwei Teilen bestehen, die gemäß diesem HoIm^₃ zusammengebaut werden; das Zusammenstellen und die Ausbesserung werden dadurch wesentlich erleichtert.This third spar A _s can moreover coincide with a dividing plane of the box girder, the box girder can then consist of two parts which are assembled according to this HoIm ^ ₃ ; This makes putting them together and making repairs much easier.

Fig. 6 zeigt ein zweimotoriges Flugzeug rnit Flügeln der oben beschriebenen Art. Beiderseits des Flugzeugrumpfes befindet sich ein Motorrumpf F an der Verbindungsstelle des Kastenträgers C mit dem Zweiholmmittelstück L. 6 shows a twin-engine aircraft with wings of the type described above. On both sides of the aircraft fuselage there is an engine fuselage F at the junction of the box girder C with the two-spar center piece L.

In Fig. 7 bezeichnen L die Holme des Mittelstückes und A die Zweigurtholme des Kastenträgers. Die Außenhaut besteht aus Streifen B, deren Kanten parallel zu den Versteifungsstäben R₁, R₂ verlaufen, auf denen sie befestigt sind.In Fig. 7, L denotes the spars of the middle piece and A denotes the two-belt spars of the box girder. The outer skin consists of strips B, the edges of which run parallel to the stiffening rods R ₁ , R ₂ on which they are attached.

N₁ bezeichnet eine Verbindungsrippe, die zur Verbindung des Kastenträgers mit dem Zweiholmmittelstück dient. N ₁ denotes a connecting rib which is used to connect the box girder to the two-spar center piece.

Die Verbindung ist an der Spitze a des Kastens durch Scharniere 1 hergestellt und an den Ecken b durch einen Zapfen 2.The connection is made at the top a of the box by hinges 1 and at the corners b by a pin 2.

Im weggebrochenen Teil des Kastens ist eine Innenrippe sichtbar, die aus zwei Hälften 3°, 3⁶ besteht, wobei an den Enden für die Verbindung eine Überlappung 3^C vorgesehen ist.In the broken away part of the box, an inner rib is visible which consists of two halves 3 °, 3 ⁶ ^{, with an overlap 3 C being} provided at the ends for the connection.

Bei der Ausführung gemäß Fig. 8 ist die Verbindung zwischen dem Zweiholmmittelstück (von dem L' einen Holm bezeichnet) der Verbindungsrippe N₁ und den Zweigurthöhnend' des Kastenträgers durch Scharniere ι bei α und durch ein Scharnier 4 an den Ecken b hergestellt.In the embodiment according to FIG. 8, the connection between the two-spar middle piece (from which L ' denotes a spar) of the connecting rib N ₁ and the two-belt horns' of the box girder is made by hinges ι at α and by a hinge 4 at the corners b .

Fig. 9 zeigt eine weitere Ausführung einer Rippe, die aus zwei Hälften 5°, 5⁶ besteht, die in der Mittelebene des Flügels, z. B. durch Scharniere 6, miteinander verbunden sind.Fig. 9 shows a further embodiment of a rib, which consists of two halves 5 °, 5 ⁶ , which in the center plane of the wing, for. B. by hinges 6, are interconnected.

Claims

Patent claims:

1. Aircraft wing, consisting of a main box girder with load-bearing outer skin, which is connected to the side of the aircraft fuselage with a two-spar middle piece, characterized in that the ends (bb) of the two-chord spars (A ₁ , A ₂ ) of the box at the ends of the spars (L ₁ , L ₂ ) of the middle piece are attached and that the outer skin is extended beyond the rib (bb) and is attached to a cross bar (E) which forms a bridge between the spars (L ₁ , L ₂ ) .

2. Aircraft wing according to claim 1, characterized in that the two-belt spars (A ₁ , A ₂ ) with over the support points (bb) also extending demand

stanchions (b ä) are provided, which converge in a point (α) of the Ouerstückes (E) .

3. Aircraft wing according to claim 1 and 2, characterized by inclined stiffening rods (R ₁ , R ₂ ) which connect the two-belt spars (A ₁ , A ₂ ) to the extensions (ba) .

4. aircraft wing according to claim 1 to 3, characterized in that the stiffening rods of each group run parallel to each other.

For this purpose 2 sheets of drawings

BERLIN. PRINTED IN BLiR TJ-ICHS