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Vorrichtung zur Erhöhung des Auftriebs von Flugzeugtragflügeln Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erhöhung des Auftriebes von Flugzeugtragflügeln
mittels einer Ablenk- und Staufläche an der Unterseite des Flügels, und erfindungsgemäß
ist die an der Hinterkante des Flügels aasgelenkte Klappe so weit verschwenkbar,
daß in ausgeschwenkter Lage ihreUnterkante gerade unter der Hinterkante des Tragflügels
liegt.
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Unter der Anordnung der Klappe derart, daß ihre Unterkante in ihrer
untersten geschwenkten Lage gerade unter der Hinterkante des Tragflügels liegt,
wird dabei verstanden, daß die Unterkante der Klappe im geometrischen Ort von Linien
liegt, die senkrecht zur Sehne von durch die Hinterkante des Tragflügels gehenden
Tragflügelquerschnitten gezogen sind.
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Mehrere Vorrichtungen dieser Art sind bereits bekannt. So hat man
z. B. schon um horizontale Hinterkanten und unter der Hinterkante des Flügels angeordneten
Achsen verschwenkbare Hilfsflügel vorgeschlagen, und weiterhin ist es bekannt, die
Wölbung der Unterfläche des Tragflügels mittels einer in Scharnieren beweglichen
und einstellbaren Fläche, die aus der Unterfläche des Flügels herausbewegt werden
kann; zu verändern. Bei allen diesen bekannten Einrichtungen liegen die Unterkanten
der Ablenkfläche und die Hinterkanten des Tragflügels nicht untereinander. Die Vorrichtung
gibt den Tragflügeln einen sehr hohen Auftrieb nebst sehr kleiner Verschiebung ihres
Druckmittelpunktes, und die Erfindung gestattet weiter, die Luftzirkulation um den
Flügel herum in der Weise zu'ändern, daß die normale Menge der wirksamen Luftzirkulation
vergrößert wird und überdios sowohl während des Fluges als auch insbesondere während
des Startens oder des Landens geändert werden kann. Zu gleicher Zeit gestattet die
Erfindung, den Wirbelpunkt, welcher gewöhnlich bei hohen Aasstellwinkeln auftritt,
wesentlich zu verzögern und die Auftriebskurve allmählich von ihrem Maximum absinken
zu lassen, anstatt eines plötzlichen Abfalles, so daß die Gefahr des Abrutschens
des Flugzeuges auf ein Minimum verringert oder vermieden und die Möglichkeit des
Überschlagens vollständig ausgeschaltet wird. Die Unterbrechung des Luftstromes
in Nähe der Hinterkante des Tragflügels wird verhindert, und die Strömungsverhältnisse
an der Oberseite des Flügels werden sehr stark verbessert.
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Bei Anwendung der Erfindung ist das Flugzeug unter allen normalen
Flugverhältnissen geringeren Änderungen im Aasstellwinkel unterworfen als ein Flugzeug
mit gewöhnlichen Tragflügeln. Bei einem bekannten Tragflügel wandert der Druckmittelpunkt
je nach der Größe des Aasstellwinkels vorwärts oder
rückwärts, so
daß das Flugzeug kopf- oder schwanzlastig wird, also unstabil und geneigt, sich
zu überschlagen. Durch die Erfindung, wird erreicht, daß der Druckmittelpunkt auf.
Grund der unter normalen Betriebsverh@l#. nissen stark verminderten Änderungen Cle
Anstellwinkels stets in der Nähe des Schwerpunktes des Luftfahrzeuges bleibt, so
daß eine größere Stabilität und leichtere Steuerungsfähigkeit erhalten wird.
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Die Erfindung bietet große Vorteile schon insofern, als ein Flugzeug,
das zur Beförderung einer gegebenen Last bestimmt ist, mit einem kleineren Flügel
ausgestattet sein kann, als ,die übliche Konstruktion vorschreibt.
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Für hohe Geschwindigkeiten können die verstellbaren Klappen in den
Flügel eingeschwenkt werden, so däß nur noch eine geringe Hemmung vorhanden ist.
Bei allen anderen Stellungen der Klappe ist die Hemmung geringer als die Hemmung
eines Flügels allein, wenn dieser auf einen größeren Anstellwinkel eingestellt wird,
um denselben Auftrieb zu erreichen; welcher reit der Erfindung durch die Kombination
des Flügels und der Hemmglieder erreicht wird.
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Durch die Klappe an der Unterseite des Tragflügels an ihrer Hinterkante
ist die Möglichkeit gegeben, den :Auftrieb wesentlich zu erhöhen und diesen Auftrieb
auch bei großen Anstellwinkeln gleichmäßig zu halten. Windtunnelversuche haben gezeigt,
daß gerade durch die zusätzliche Hemmung, welche durch die Klappe erzeugt wird,
die Gesamthemmung des Tragflügels geringer wird als die eines Tragflügels, welche
nicht erfindungsgemäß aufgebaut ist, aber auf einen geeigneten Anstellwinkel eingestellt
ist um den gleichen Auftrieb zu erzeugen. Durch Änderung der Hemmwirkung der Klappe
wird weiterhin ermöglicht, den größeren Auftrieb während derjenigen Zeiten im Betriebe
des Flugzeuges zu erzeugen, zu welchen ein Maximalauftrieb besonders notwendig ist,
d. h. beim Starten, Landen und Steigern. Andererseits kann während der Zeiten normalen
Fluges die zusätzliche Hemmung entfernt werden, wenn die gewöhnlichen Tragflügel
ausreichenden Auftrieb erzeugen, um das Flugzeug auf der einmal erreichten Höhe
zu halten. Man ist so in der Lage, das Flugzeug unter allen Verhältnissen mit dem
besten Wirkungsgrad zu benutzen.
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Die Stabilität eines Flugzeuges mit der Erfindung ist wesentlich verbessert
in Bezug auf den großen Bereich der verschiedenen möglichen Flügelcharakteristiken;
welche erfindungsgemäß durch einfaches Verschwenken der Hilfsklappen erhalten werden
können. Dieser große Bereich, welcher durch einfaches Verschwenken der Klappen erreicht
werden kann, befähigt den Flugzeugführer, in einfachster Weise zu starten, zu landen,
in waagerechter Richtung zu fliegen und zu ,= steigen, weiterhin zu jeder Zeit das
Flugzeug .'p@ler dessen Rumpf in waagerechter öder ge-Aelgter Richtung zu halten
und es den ver-'schiedensten Wechseln in der Lastverteilung anzugleichen im Gegensatz
zu dem üblichen Weg, bei welchem das ganze Flugzeug mit Hilfe der am Schwanz angeordneten
Höhensteuerflächeri verschwenktwird. Infolgedessen kann ein mit der erfindungsgemäßen
Vorrichtung ausgestattetes Flugzeug geflogen werden, ohne daß das Höhenruder angerührt
werden muß. Die Stabilität ist so wesentlich erhöht, däß es auch von ungeübten Führern
bedient werden kann. Der Mangel ausreichender Steuerkunst, insbesondere in Bezug
auf die Bedienung der Höhenruder, ist einer der Gründe dafür, daß sich das Flugzeug
bisher verhältnismäßig wenig eingeführt hat, weil lange Übung erforderlich ist,
um einigermaßen befriedigende Ergebnisse zu zeitigen: In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele
der Erfindung schematisch dargestellt, und zwar zeigen Fig: i eine Ausführungsform
der Erfindung an einem Querschnitt durch einen Tragflügel, Fig. ä einen Schnitt
durch die: Hinterkante des Flügels nach Fig. i in vergrößertem Maßstab, aus welchem
die Bauart der Mittel zum Betriebe der Erfindung zu entnehmen ist,. Fig. 3 und a
Ansichten von oben auf die Hinterkante des Flügels bei zwei verschiedenen Stellungen
der klappenförmigen Hemmglieder, Fig.5 eine perspektivische Ansicht eines Flügels
mit einer abgeänderten Ausführungsform der Erfindung, Fig. 6 einen Schnitt durch
die Konstruktion nach der Linie 9-9 der Fi.g. 5 und Fig. 7 eine perspektivische
Ansicht des erfindungsgemäß ausgestatteten Flugzeuges und die Steuerungsmittel für
dieses.
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Nach Fig. i ist an einem Flügel io die Erfindung dadurch verkörpert;
däß eineschwenk- -bare starre Klappe 12 an der Hinterkante i i des Flügels io angeordnet
ist. Wie aus Fig:#-, ersichtlich ist, sind besondere Mittel vorgesehen, um die Klappe
12 zu verschwenken. Hierzu verwendet man einen gebogenen Hebel 13, an welchem
ein endloses Seil 14 befestigt ist, ähnlich der Art, wie Steuerflächen an Flugzeugen
bewegt werden. Das Gelenk 15 kann in irgendeiner Art aufgebaut sein, je- 7 doch
ist im Ausführungsbeispiel eine Form gewählt, die darin besteht, daß eine Stange
16 an der Hinterkante 17 des Flügels befestigt ist, während Teile 18 der Klappe
i2 um die Stange 16 herumgewunden sind.
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Die Klappe,i2 kann sich nur über einen Teil des Flügels, gemessen
vom Rumpf bis
zur Flügelspitze, ioder über dien ganzen Flügel erstrecken.
Sie kann gleichmäßige Höhe über ihre ganze Längte haben, Codier ihre Höhe kann.
sich ändern, abfallend vomRumpf zumFlügelende oder umgekehrt. Sie kann weiterhin
aus irgendeinem geeigneten Werkstoff aufgebaut und durch besondere Mittel verstärkt
sein, Die Unterseite des Tragflügels io ist, wie aus Fig. 2 ersichtlich, mit einer
Aussparung 2o versehen, in welche die Klappe 12 eingelassen oder vollständig eingeklappt
werden kann, wenn sie nach vorwärts in waagerechte Lage verschwenkt wird. Das ist
in strichpunktierten Linien in Fig. 2 angedeutet. Indessen kann auch die Klappe
12 waagerecht nach rückwärts über die Hinterkante des Tragflügels hinaus verschwenkt
werden, wie gleichfalls in strichpunktierten Linien in Fig. 2 angedeutet ist.
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In den Fig. 5 und 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung
vorgesehen, das darin besteht eine herabhängende Klappe 30, 31 mit teleskopartig
verschiebbarenTeilen auszustatten. Der Teil 3o der Klappe ist an der Hinterkante
i i des Tragflügels io befestigt und zeigt, wie aus Fig.6 zu entnehmen ist, Rinnen
32 und 33, in welchen das innere gleitende Glied 31 verschiebbar gelagert ist. Ein
Steuerseil 34 ist an der inneren Klappe 3i in der Weise befestigt, daß die Klappe
relativ zu der festen herabhängenden Klappe 3o hinein- oder herausbewegt werden
kann. .
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Für den Betrieb sieht die Erfindung eine 4nordnung vor, durch welche
z. B. der Führer die Klappen i2 oder 31 beim Starten in ihre wirksamste Stellung
bringen kann. Hierdurch ist ihm ein Mittel an die Hand gegeben, die Lufthemmung
an der Uubersieite des Flügels und hinter dessen Vorderteil und in den besonderen
dargestellten Ausführungsformen an der Hinterkante zu vergrößern. Diese Bauart bewirkt
unter anderem eine solche Abänderung der Luftströmung um den Flügel herum, daß die
Neigung zum Druckausgleich von der Druck- zur Saugseite über die Hinterkante verhindert
wird, so daß die wirksame Luftströmung erheblich verstärkt wird und ein Ausgleich
für einen größeren Anstellwinkel des Tragflügels erhalten wird. Das Starten kann
daher mit einer geringeren Grundgeschwindigkeit als bisher erfolgen.
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Selbstverständlich kann der Führer während des Fluges die Klappe in
irgendeine der verschiedenen dargestellten Stellungen bringen, so daß die vergrößerte
Hemmung an der Unterseite des Tragflügels beim Starten vermindert oder vollständig
während des Fluges ausgeschaltet wird. Auf diese Weise kann die Spitzengeschwindigkeit
wesentlich erhöht werden, verglichen mit einer Tragflügelform (Querschnitt), die
geeignet ist, die gleiche geringe Startgeschwindigkeit (wenn überhaupt möglich)
zu erzeugen.
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In Fig. 7 ist eine perspektivische Ansicht der besonderen Anordnung
der Erfindung gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. i bis ,4 dargestellt, gemäß
welchem die Klappen 12 an ihrer Vorderkante bei 16 schwenkbar befestigt sind. Fig.7
zeigt weiterhin ein übliches Verfahren, die Klappen 12 entweder gleichzeitig oder
getrennt voneinander zu bewegen. Je eine Klappe ist zu Seiten der Mittelebene des
Luftfahrzeuges an den Tragflügeln io befestigt. Seile 55 o. dgl. sind an den Klappen
12 bei 56 befestigt und führen zu einem Querhebel 57, an welchem ein Steuerknüppel
58 vorgesehen ist, der nach rechts oder links verschwenkt werden kann, wobei er
die eine Klappe 12 anhebt und die andere senkt, wie aus der Zeichnung ersichtlich.
Weiterhin ist der Steuerknüppel 58 bei 6o schwenkbar gelagert, so daß er
vorwärts und rückwärts bewegt werden kann. Das rückwärtige Ende einer gleichfalls
mit dem Steuerknüppel 58 verbundenen Stange 59 ist in einer Kulisse 61 geführt,
wenn der Steuerknüppel nach vorn oder hinten um den Drehzapfen 6o verschwenkt wird.
Ein Seil 62 ist über Leitrollen bei 63 mit der Stange 59 fest verbunden. Das Seil
62 o. dgl. führt zu Lenkern 64. an dem Höhenruder 65, welches am hinteren Ende des
Luftfahrzeuges angeordnet ist. Alle diese Anordnungen sind dem Fachmann an sich
bekannt. Jedo,ah wird durch die hier beschriebene Anordnung gezeigt, daß die erfindungggemäße
Steuerung mit dem Normaltyp einer Quersteuerungsvorrichtung verbunden werden kann.
Es versteht sich von selbst, daß die Steuervorrichtung entweder gleichzeitig auf
die Klappen 12 und das Höhenruder oder aber nur auf eine dieser Einrichtungen einwirken
kann.