DE672053C

DE672053C - Connection of cantilever wings of monoplane aircraft to the fuselage

Info

Publication number: DE672053C
Application number: DEM121460D
Authority: DE
Original assignee: WILLY MESSERSCHMITT DIPL ING
Current assignee: WILLY MESSERSCHMITT DIPL ING
Priority date: 1932-10-20
Filing date: 1932-10-20
Publication date: 1939-02-22

Description

Verbindung der frei tragenden Tragflügel von Eindeckerflugzeugen mit dem Rumpf Zugleich mit der Einführung frei tragender Flugzeugtragflügel erhoben sich konstruktive Schwierigkeiten, die darin lagen, daß der Nutzraum im Rumpf durch die durch den Rumpf führendep Bauteile des Flügels beengt wurde. Diese Schwierigkeiten waren bei verstrebten und/oder verspannten Tragwerken nicht aufgetreten, weil sich die im Rumpf liegenden Bauglieder dieser Flügel ohne weiteres in den Rumpfboden verlegen lassen.Connection of the cantilever wings of monoplane aircraft with the fuselage raised at the same time as the introduction of cantilever aircraft wings constructive difficulties that lay in the fact that the usable space in the fuselage through the parts of the wing leading through the fuselage were narrowed. These difficulties did not occur in braced and / or braced structures because the structural elements of these wings lying in the fuselage easily into the fuselage floor get embarrassed.

Bei frei tragenden Eindeckerflugzeugen wurde bereits durch Umleitung der Flügelkräfte oben und unten tun den Rumpf versucht, die Beschränkung des Nutzraumes zu vermeiden. Eine derartige Umleitung der Flügelkräfte war indessen nicht in der Lage, die Aufgabe zu lösen. Es hat sich gezeigt, daß die Ausnutzung des wertvollen Raumes im Bereiche des Schwerpunktes, also in etwa 30% der Flügeltiefe, durch. die geschlossene brückenartige, um den Rumpf oben und unten verlaufende Verbindung behindert ist. Dies hat die ungünstige Unterbringung von Personen oder sonstigen Gütern außerhalb des Bereiches des Schwerpunktes und eine Vergrößerung des Tr äglieitsmomentes zur Folge. Ferner wird der Rumpfraum im Bereich der brückenartigen Verbindung entweder eingeengt, oder @er muß bei gleichem lichtem Raum im Ouerschnitt vergrößert werden.With cantilever monoplane aircraft was already by diversion the wing forces up and down do the fuselage trying to restrict the usable space to avoid. Such a diversion of the wing forces was not, however, in the Able to solve the task. It has been shown that the exploitation of the valuable Space in the area of the center of gravity, i.e. in about 30% of the wing chord. the closed bridge-like, around the fuselage above and below running connection hinders is. This has the unfavorable accommodation of people or other goods outside the area of the center of gravity and an increase in the moment of inertia for Episode. Furthermore, the trunk space is either in the area of the bridge-like connection narrowed, or @ it must be enlarged in the cross-section with the same open space.

Für einen Spezialzweck ist auch vorgeschlagen worden, zwecks Freilassung einer. Öffnung im Rumpfboden die Flügelholme abzuknicken und die Anschlußkräfte um die Öffnung im Rumpfboden umzuleiten. Diese Bauart hat den Nachteil, daß durch die abgewinkelten Holme der Rumpfraum seitlich eingeengt wird, ganz abgesehen davon, daß auch diese Bauweise sehr schwer wird.A special purpose has also been proposed, for release one. Opening in the fuselage floor to bend the wing spars and the connecting forces to redirect the opening in the fuselage floor. This type of construction has the disadvantage that by the angled spars the trunk space is narrowed laterally, quite apart from that, that this construction is also very difficult.

Ferner sind Vorschläge bekanntgeworden, die Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, derart zu lösen, daß auf Biegung beanspruchte 'Stäbe die Umleitung der Holmkräfte umden Kabinenraum bew irken. Ebenso wurden in bekannten Ausführungen hauptsächlich bei Sportflugzeugen mit offenen Sitzen die Druckkräfte des Flügels um die Sitzöffnung in der Oberseite des Rumpfes umgeleitet, die zwar nur auf Druck und Zug beanspruchte Teile aufweisen. Dagegen wird die Fassung der ovalen Öffnung durch die in Flugzeuglängsachse fallenden Kraftkomponenten wieder auf Biegung beansprucht.Furthermore, proposals have become known, the task of the invention is based on solving such that on bending stressed 'bars the diversion the spar forces around the cabin. Likewise, in known designs mainly in sport aircraft with open seats the pressure forces of the wing diverted around the seat opening in the top of the torso, although only on pressure and have tensile parts. In contrast, the setting of the oval opening due to the force components falling in the aircraft's longitudinal axis again stressed on bending.

Diese Nachteile sind beim Erfindungsgegenstand nicht vorbanden. Gemäß der Erfindung liegt der Angriffspunkt der in Richtung auf den Rumpfraum verlaufenden Holmgurte in der Spitze von am Rumpfgerüst sitzenden pyramidenförmigen Strebenw erken, von deren Streben einige an unteren Längsholmen der Rumpfkonstruktion angreifen, während beim Einholinflügel eine und beim Mehrholmflügel die beiden äußeren Streben zu Punkten der Rumpfwand geführt sind, die in der Längsrichtung des Rumpfes ein Stück außerhalb der Durchdringungslinie der Holmgurte durch den Rumpf liegen, wobei sich an diese Punkte Strebenkonstruktionen anschließen, welche die auftretenden Kräfte aaf die Rumpfkonstruktion weiterleiten.These disadvantages are not present in the subject matter of the invention. According to The point of application of the invention lies in the direction of the trunk space Spar straps in the tip of the pyramidal struts sitting on the fuselage frame recognize, some of whose struts attack the lower longitudinal spars of the fuselage structure, while with the Einholin wing one and with the multi-spar wing the two outer struts are led to points on the fuselage wall that are in the longitudinal direction of the fuselage piece outside the line of penetration of the spar chords through the Lying fuselage, these points being followed by strut constructions, which the occurring forces pass on to the fuselage structure.

Durch die erfindungsgemäßeUmlditung EI'(> 1: die Holmkräfte durch den Rumpf leitend" h. Bauglieder werden Räume im Flugzeug ausgenutzt, die sowieso vorhanden sind; die also nicht wie bei den bekannten Bauarten erst durch Vergrößerung des Rumpfes oder Beeinträchtigung des Nutzraumes gewonnen werden müssen. Bei einer Flügelverbindung gemäß der Erfindung kann im Bereich des Schwerpunktes und des größten Rumpfquerschnittes der ganze Rumpfraum zur Unterbringung der Nutzlast oder der Führersitze ausgenutzt werden. Die zur Umleitung der Holmkräfte dienenden pyramidenförmigen Strebenwerke, Bockgerüste u. dgl. bringen nur eine unerhebliche Gewichtsvergrößerung. Ihnen steht nämlich im Gegensatz zu den 'Umleitungen oben und unten um den Rumpf in denFlügelstummeln ein viel größererPlatz zur Verfügung. Das zu Steifigkeit notwendige Trägheitsmoment läßt sich wegen größerer Trägerhöhen demgemäß mit bedeutend geringerem Gewichtsaufwand erzielen.The inventive Umlditung EI '(> 1: the spar forces through the fuselage conductive "h. Structural elements) spaces in the aircraft are used that are anyway available; that is not, as in the known designs, first obtained by enlarging the fuselage or impairing the usable space With a wing connection according to the invention, the entire fuselage space in the area of the center of gravity and the largest fuselage cross-section can be used to accommodate the payload or the driver's seats In contrast to the diversions above and below around the fuselage in the wing stubs, a much larger space is available.

Die erfindungsgemäße Kräfteumleitung kann bei Tiefdeckern und in gleicher Weise bei Hochdeckern, insbesondere Schulterleckern, angewendet werden. Bei Hoch- und Schülterdeckern werden die Zuggurte, bei Tiefleckern die Druckgurte durch die Brücke oder ein Bock- oder Strebengerüst umgeleitet. Die Zahl der Holme spielt dabei keine Rolle. Auch die ihnen allenfalls parallel laufenden Versteifungsprofile können an die Brücke angeschlossen werden. Es ist nicht' nötig; daß an beiden Enden der Brücke besonders ausgebildete, innerhalb des Rumpfraumes verstärkte Spanten vorhanden sind, die Flügelkräfte können auch an die: Rumpfdecke oder den Rumpfboden geleitet und dort von der einen zur anderen Flügelhälfte übertragen werden. Die durch die Brücke oder das Bockgerüst geschaffenen festen Punkte,: an denen die Holmgurte oder sonstigen tragenden Teile angeschlossen sind, können aber auch dazu dienen, daß die in dem von Konstruktionsteilen freien Rumpfbereich liegenden Seitenwände des Rumpfes gegen diese festen Punkte abgestützt oder an sie angehängt sind, wenn sie auf andere Weise nicht genügend steif gemacht wer den können. Die Zugkräfte, die in den Brücken- oder Bockgerüstteilen wirken, werden zum Teil' durch die Rumpfhaut aufgenommen, auch geringe Druckkräfte kann sie übernehmen. Meistens werden dazu aber die an dieRumpfhaüt gelegten späntenartigen Versteifungen verwendet werden, die ja den Rumpfraum nicht stören.The diversion of forces according to the invention can be used in low-wing aircraft and in the same Way to be used with high-deckers, especially shoulder-lickers. At high and pelvic deckers, the tension belts, for deep leaks, the pressure belts through the Diverted a bridge or a trestle or brace structure. The number of spars plays a role not matter. The stiffening profiles that run parallel to them can also be used connected to the bridge. It is not necessary; that at both ends of the Bridge specially formed frames, reinforced within the trunk space, are available The wing forces can also be directed to the top of the fuselage or the floor of the fuselage and transferred there from one wing to the other. The through the Bridge or the trestle created fixed points: at which the spar chords or other load-bearing parts are connected, but can also serve that the side walls of the The trunk is supported against these fixed points or attached to them if they are cannot be made sufficiently rigid in any other way. The tensile forces that act in the bridge or trestle parts, are partly 'through the fuselage skin recorded, it can also take over low compressive forces. Most of the time this will be but the spade-like stiffeners attached to the fuselage are used, which do not disturb the trunk space.

Die Erfindung ist nicht nur für die Ver-@;:xTndung bei kleineren Sportflugzeugen mit :offenen Sitzen geeignet, sondern sie kann @`ch mit Erfolg bei größeren Maschinen, wie ','Passagierflugzeugen ü. dgl., die eine geschlossene obere Rumpfwand besitzen, angewendet werden. Die erfindungsgemäße Umleitung der Flügelkräfte ermöglicht auch bei solchen größeren Maschinen mit geschlossener Kabine eine nichttragende Ausbildung der oberen Rumpfwände und deren Herstellung aus leichten durchsichtigen Werkstoffen, wodurch den Insassen eine hervorragende Sicht gewährleistet wird. Andererseits ist es auch möglich, die Haut der oberen Rumpfwand noch mit zur Übertragung und Durchleitung von Kräften mit heranzuziehen, ohne dabei den Innenraum versperrende Bauglieder anbringen zu müssen.The invention is not only for use in smaller sport aircraft with: open seats suitable, but they can @ `ch with success with larger machines, like ',' passenger aircraft above like., which have a closed upper fuselage wall, be applied. The diversion of the wing forces according to the invention also enables in such larger machines with a closed cabin, a non-load-bearing training the upper fuselage walls and their manufacture from light, transparent materials, which ensures excellent visibility for the occupants. On the other hand is It is also possible to use the skin of the upper trunk wall for transmission and conduction of forces to be drawn in without any structural elements blocking the interior to have to attach.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt.The drawing shows two exemplary embodiments of the subject matter of the invention shown schematically.

Die A.bb. z und 2 zeigen, von der Seite und von oben gesehen, die Umleitung :der in Druckgurt ca des Holmes b eines einholmigen Tragflügels c wirkenden Kräfte um die Kabine d. Dazu wird ein im Flügelstummel v untergebrachtes Bockgerüst verwendet, das aus den Stäben e, f und g besteht. Der Stab e verbindet den Anschlußpunkt a des Holmdruckgurtes mit einem vorn im Kabinen-Boden liegenden Spänt, der Stab f den Punkt ä mit dem Spant, der auch die Kräfte des Holmzuggurtes zur anderen Flügelhälfte weiterleitet, und der Stab g mit einem in der Rumpfseitenwand liegenden Punkt h. Während die Fußpunkte der Stäbe e und f an sich schon durch die Bodenkonstruktion des Rumpfes fest sind, muß der Fußpunkt lt der Strebe g erst festgemacht werden. Da der innerhalb des Punktes la liegende Raum noch für die Kabine benötigt wird, kann nicht einfach eine Strebe auf dem kürzesten Weg durch den Rumpf geleitet werden, sondern die aus .der Strebe g kommenden Kräfte müssen noch einmal weiter nach rückwärts umgelenkt werden. Das geschieht durch die Streben i, deren Knickpunkt h beliebig gegen die Seitenwände, Rumpfholme und die hier beginnende normale Rumpfkonstruktion z abgestützt oder abgefangen werden kann. Die zwischen den Fußpunkten der einzelnen Stäbe e, f, g wirkenden Zugkräfte, ebenso die z. B: in Punkt la nach oben wirkende Kraft werden durch dieRumpfaußenhaut oder durch Versteifungen aufgenommen, die in der Rumpfs.eitenwand liegen: An diesem Ausführungsbeispiel ist noch eine weitere Verwendungsmöglichkeit des durch die Erfin- Jung geschaffenen festen Punktes a gezeigt. Der obere Teil der Rumpfseitenwände kann, wenn z. B. die Kabine d oben offen sein muß, nicht ohne weiteres gegen seitliche Bewegungen gesichert werden. Aus den Abb. i und 2 ist ersichtlich, wie man z. B. einen Punkt m, der die freie Länge zwischen dem vorn liegenden Spant ia und dem festen Punkt h halbiert, durch eine Strebe fest mit dem festen Punkt a verbinden kann.The A.bb. z and 2 show, viewed from the side and from above, the diversion: the forces acting in the pressure belt ca of the spar b of a single-spar wing c around the cabin d. For this purpose, a trestle frame housed in the wing stub v is used, which consists of rods e, f and g. The rod e connects the connection point a of the spar pressure belt with a chipboard lying in the front of the cabin floor, the rod f connects the point ä with the rib, which also transmits the forces of the spar tension belt to the other wing half, and the rod g with one in the fuselage side wall Point h. While the base points of the rods e and f are already fixed by the base structure of the fuselage, the base point of the strut g must first be fixed. Since the space within point la is still required for the cabin, a strut cannot simply be guided through the fuselage on the shortest path, but the forces coming from .der strut g must be deflected further backwards. This is done by the struts i, the inflection point h of which can be supported or intercepted against the side walls, fuselage spars and the normal fuselage construction z that begins here. The tensile forces acting between the base points of the individual rods e, f, g, as well as the z. B: Upward forces in point la are absorbed by the outer skin of the fuselage or by stiffeners located in the side wall of the fuselage: In this embodiment, another possible use of the fixed point a created by the inventor is shown. The upper part of the fuselage side walls can, if z. B. the cabin d must be open at the top, not easily secured against lateral movements. From Figs. I and 2 it can be seen how, for. B. a point m, which halves the free length between the front frame ia and the fixed point h, can be firmly connected to the fixed point a by a strut.

Der Erfindungsgegenstand kann aber auch für mehrholmige Flügel verwendet werden, «ie die Abb. 3 und 4, ebenfalls von der Seite und von oben gesehen, zeigen. Die beiden Holindruckgurte sind in den Punkten o und p all den Rumpf angeschlossen. Der Rumpf soll im Bereiche von q bis ia frei von ihn durchdringenden Konstruktionsteilen sein. Die Hohnkräfte werden also durch den Rumpfboden und eine im Flügelstummel w liegende Brücke umgeleitet. Diese Brücke besteht im wesentl?chen aus zwei miteinander fest verbundenen Bockgerüsten. Der Punkt o stützt sich auf den im Rumpfboden liegenden Spant q, auf den in der Verlängerung des Holinzuggurtes liegenden Rumpfspant r und auf den Punkt s, der beispielsweise auf einem Rumpfholm liegt, .der aber auch mit dein gegenüberliegenden Punkt s verbunden sein kann. Diese Verbindung kann direkt durch den Rumpf laufen. An dieser Stelle wird bei dem dargestellten Beispiel das Instrumentenbrett für den Piloten eingebaut. Aber auch sonst stört ein Stab hier nicht oder viel weniger, als wenn die Stäbe gemäß den bisher bek.annten Ausführungen an den Stellen o ,und p durchlaufen würden. Es kann aber auch ein verstärkter Spant zwischen den Punkten s entlang der oberen Rumpfverkleidung geführt werden. Der Punkt p bildet die Spitze einer Pyramide, die auf den Bodenspant t, auf den eben erwähnten Punkt s und auf den hinter dem frei bleibenden Bereich liegenden Punkt u aufgebaut ist. Der Punkt u liegt zweckmäßig auf einem Rumpflängsträger und kann wie der Punkt s mit dem gegenüberliegenden Punkt verbunden sein. Alle Punkte sind miteinander in irgendeiner Weise verbunden, sei es durch die Rumpfverkleidung, wie z. B. die Punkte q und s, s und y, s und t, t und ic, oder durch besondere Verstärkungen, wie G.urtungen von Endrippen, z. B. die Punkte o und p, r und t, oder Rumpfholme wie q mit r, r mit t, s mit ia, so daß alle zwischen den Punkten wirkenden Zug- und Druckkräfte ohne besondere Maßnahmen aufgenommen werden.The subject matter of the invention can also be used for wings with multiple spars, as shown in FIGS. 3 and 4, also seen from the side and from above. The two wooden pressure straps are connected to all of the fuselage at points o and p. The fuselage should be free of structural parts penetrating it in the area from q to ia. The scornful forces are thus diverted through the fuselage floor and a bridge located in the wing stub w. This bridge essentially consists of two rigid frames that are firmly connected to one another. The point o is based on the bulkhead q in the bottom of the fuselage, on the bulkhead r in the extension of the pull-in belt and on the point s, which lies on a fuselage spar, for example, but which can also be connected to the opposite point s. This connection can run directly through the fuselage. In the example shown, the instrument panel for the pilot is installed at this point. But also otherwise a rod does not interfere here, or much less than if the rods were passed through at points o, and p according to the previously known explanations. However, a reinforced frame can also be guided between points s along the upper fuselage fairing. The point p forms the tip of a pyramid, which is built on the base frame t, on the point s just mentioned and on the point u behind the area that remains free. The point u is expediently on a fuselage longitudinal beam and, like the point s, can be connected to the opposite point. All points are connected to one another in some way, be it through the fuselage fairing, e.g. B. the points q and s, s and y, s and t, t and ic, or by special reinforcements, such as girders of end ribs, z. B. the points o and p, r and t, or fuselage spars like q with r, r with t, s with ia, so that all tensile and compressive forces acting between the points are absorbed without special measures.

Claims

PATENTANSI'PUCII Connection of the cantilever wings of monoplane aircraft penetrating with the fuselage, leaving the usable cabin space free Reinforcements by redirecting the spar forces, characterized in that the point of application the spar straps running in the direction of the trunk space in the tip of the trunk frame seated pyramidal struts, some of whose struts are on the lower Attack the longitudinal spars of the fuselage structure while a (single spar wing) or the two outer struts (multi-spar wing) are guided to points on the fuselage wall, which in the longitudinal direction of the fuselage a bit outside the penetration lines of the Spar straps lie through the fuselage, with strut structures attached to these points connect, which the forces occurring in these points on the hull structure forward onto.