DE677527C

DE677527C - Wing for aircraft

Info

Publication number: DE677527C
Application number: DEF79596D
Authority: DE
Original assignee: HENRI COLTEL
Current assignee: HENRI COLTEL
Priority date: 1935-01-17
Filing date: 1935-06-29
Publication date: 1939-06-27

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Tragfläche für Luftfahrzeuge, insbesondere Flugzeuge, deren Profil durch bewegliche Klappen o. dgl., die mindestens an einer Kante der Fläche angebracht sind, veränderlich ist.The invention relates to a wing for aircraft, in particular aircraft, their Profile through movable flaps o. The like. Attached to at least one edge of the surface are changeable.

Das wesentliche Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß die Veränderlichkeit des Tragflächenprofils in Abhängigkeit von dem Anstellwinkel selbsttätig derart steuerbar ist, daß sich das resultierende Druckzentrum stets wenigstens annähernd an der gleichen Stelle befindet.The essential feature of the present invention is that the variability of the wing profile can be automatically controlled in this way as a function of the angle of attack is that the resulting pressure center is always at least approximately in the same place is located.

An sich sind Tragflächen von Luftfahrzeugen u. dgl. bekannt, bei denen das resultierende Druckzentrum durch entsprechende Ausgestaltung des unveränderlichen Tragflächenprofils bei veränderlichem Anstellwinkel fest ist. Die bekannten Tragflächen sind jedoch in ihren Flugeigenschaften häufig ungünstig und ferner treten in ihrem Verband vielfach starke Drehbeanspruchungen auf. Diese Nachteile werden erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß die" Festigkeit des Druckpunktes durch eine Veränderung der Tragflächenprofile in Abhängigkeit von dem Anstellwinkel der Tragfläche herbeigeführt wird.Aircraft wings and the like are known per se, in which the resulting Pressure center by appropriate design of the unchangeable wing profile variable angle of attack is fixed. The known wings, however, are in their flight characteristics often unfavorable and, furthermore, there are often strong torsional loads in their association on. These disadvantages are avoided according to the invention in that the " Strength of the pressure point by changing the wing profile as a function of caused by the angle of attack of the wing.

Es ist auch schon bei Steuerrudern, insbesondere bei Schiffsrudern, bekannt, Hilfsflächen oder Hilfsklappen anzubringen, mit deren Hilfe der Druckmittelpunkt an einer bestimmten Stelle gehalten wird. Hier hat aber das Festhalten des Druckmittelpunktes lediglich den Zweck, die zum Verstellen des Ruders notwendige Kraft unabhängig von der jeweiligen Ruderstellung unveränderlich zu halten. Die besonderen Wirkungen, die die Anwendung der Erfindung bei Tragflächen von Luftfahrzeugen hat, treten bei den genannten Ruderflächen nicht auf.It is already known in rudders, especially in ship rudders, auxiliary surfaces or to attach auxiliary flaps, with the help of which the pressure center point at a certain Place is held. Here, however, holding the center of pressure only has the Purpose, the force necessary to adjust the rudder regardless of the respective rudder position to hold immutable. The special effects that the application of the invention on the wings of aircraft, do not occur with the named rudder surfaces.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird auch der Tatsache Rechnung getragen, daß die Veränderung der Geschwindigkeit der Fläche eine Veränderung der Lage des resultierenden Druckzentrums hervorrufen kann. Gemäß dieser weiteren Ausbildung der Erfindung wird eine auf die Flächengeschwindigkeit ansprechende Steuervorrichtung vorgesehen, durch die das Flächenprofil auch bei veränderlicher Geschwindigkeit selbsttätig derart änderbar ist, daß das Druckzentrum sich wenigstens annähernd stets an der gleichen Stelle befindet. According to a further embodiment of the invention, the fact is also taken into account borne that the change in the speed of the surface a change in the position of the resulting pressure center. According to this further training of the In accordance with the invention, a control device responsive to the surface speed is provided, by means of which the surface profile can be changed automatically in this way even at a changing speed is that the pressure center is at least approximately always in the same place.

Die zur selbsttätigen Veränderung des Flächenprofils dienenden Mittel können an eine Anzeigevorrichtung für den Anstellwinkel oder die Auftriebskraft, an ein Pendel, ein Gyroskop, einen Geschwindigkeits- oder Beschleunigungsanzeiger, ein Höhenmeßgerät, ein Statoskop u. dgl., an den oder die Motoren oder an eine Einrichtung zur selbsttätigen Flugzeugsteuerung angeschlos- sen sein.The means used to automatically change the surface profile can be connected to a display device for the angle of attack or the lift force, on a pendulum, a gyroscope, a Speed or acceleration indicators, an altimeter, a statoscope and the like the motor or motors or connected to a device for automatic aircraft control be.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich " aus der nachstehenden Beschreibung der Abbildungen, welche mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung darstellen.
In der Zeichnung stellen dieFurther features of the invention emerge from the following description of the figures, which illustrate several exemplary embodiments of the invention.
In the drawing, the

Fig. ia, ib, ic das Profil der Tragfläche eines Luftfahrzeuges in drei Gebrauchsstellungen dar, die sich voneinander durch ihren Anstellwinkel· unterscheiden.Fig. Ia, ib, ic the profile of the wing of a Aircraft in three positions of use, which differ from one another by their angle of attack differentiate.

ίο Die Fig. 2a, 2b und 2c zeigen ebenfalls in drei verschiedenen Gebrauchsstellungen eine Tragfläche im Querschnitt, die zwecks Veränderung ihres Profils aus mehreren Elementen zusammengesetzt ist.ίο Figs. 2a, 2b and 2c also show in three various positions of use a wing in cross section, the purpose of change its profile is composed of several elements.

Fig. 3 stellt eine ähnliche Tragfläche dar, die zwecks Veränderung ihres Profils aus einer noch größeren Zahl von Einzelteilen besteht.Fig. 3 shows a similar wing, the purpose of changing its profile from a still larger number of individual parts.

Fig. 4 veranschaulicht schematisch in Perspektive einen mit Klappen versehenen Flügel.Figure 4 illustrates schematically in perspective a flapped wing.

Fig. 5 zeigt einen ähnlichen Flügel mit einer Klappenanordnung, die einer weiteren Ausführungsform der Erfindung entspricht. • Fig. 6 stellt im Schnitt ebenfalls einen Flügel gemäß einer abgeänderten Ausführungsform der Erfindung dar.Fig. 5 shows a similar wing with a flap arrangement that of a further embodiment corresponds to the invention. • Fig. 6 also shows a wing in section according to a modified embodiment of the invention.

Fig. 7 und 8 erläutern an Hand je einer erfindungsgemäß ausgebildeten, perspektivisch dargestellten Flugzeugtragfläche, die gemäß Fig. 7 konstante und gemäß Fig. 8 variable Tiefe hat, gewisse Größenverhältnisse.FIGS. 7 and 8 each explain, in perspective, one designed according to the invention aircraft wing shown, the constant according to FIG. 7 and variable according to FIG. 8 Has depth, certain proportions.

Fig. 9 und 10 stellen in Seitenansicht zwei verschiedene Aüsführungsformen eines erfindungsgemäß ausgebildeten Flugzeuges oder Segelflugzeuges dar.9 and 10 show, in side view, two different embodiments of an aircraft or aircraft designed according to the invention Glider.

Fig. 11 stellt in teilweiser Perspektive einen Flügel gemäß einer weiteren Axisführungsform der Erfindung dar.Fig. 11 shows in partial perspective one Wing according to a further form of axis guidance of the invention.

Fig. 12 bis 16 zeigen im Schnitt verschiedene Flügel gemäß weiteren Ausführungsformen der Erfindung und12 to 16 show various sections in section Wing according to further embodiments of the invention and

Fig. 17 schließlich veranschaulicht ein erfindungsgemäß ausgebildetes Flugzeug mit tandemartig hintereinanderliegenden Tragflächen in Ansicht von der Seite.Finally, FIG. 17 illustrates one according to the invention Trained aircraft with tandem-like, one behind the other wings, viewed from the side.

Das der Erfindung zugrunde liegende Prinzip ist in den Fig. ia, ib, ic veranschaulicht, in denen die Wirkungen einer Veränderung des Anstellwinkels erläutert sind. Die genannten Figuren zeigen die gleiche Fläche, die jedoch jedesmal gegenüber der Bahn X-X einen anderen Anstellwinkel hat. Für jeden Anstellwinkel ist das Profil derart abgeändert, daß die Resultierende R immer durch den gleichen Punkt C geht, der in einem Abstand d hinter der Vorderkante der in Rede stehenden Fläche liegt.The principle on which the invention is based is illustrated in FIGS. Ia, ib, ic, in which the effects of a change in the angle of attack are explained. The figures mentioned show the same area, but each time it has a different angle of attack with respect to the path XX. For each angle of attack, the profile is modified in such a way that the resultant R always goes through the same point C, which is a distance d behind the front edge of the surface in question.

Um das Profil der Tragfläche abändern zu können, ist diese mindestens längs ihrer einen Kante in bekannter Weise mit Klappen verschen. " Beispielsweise kann eine Fläche A (Fig. 2 und 3) mit mindestens einer Klappe B verbunden werden, die an der Hinterkante der Fläche A angeordnet ist (s. Fig. 2 a, 2 b, 2 c). Diese Klappe B kann beispielsweise um so größere Ausschlagwinkel gegenüber der Fläche A erhalten, je mehr der Anstellwinkel des Ganzen gegenüber seiner Bewegungsbahn zunimmt.In order to be able to change the profile of the wing, it is given away at least along one of its edges with flaps in a known manner. "For example, an area A (Fig. 2 and 3) with at least one flap B are connected, which is arranged at the trailing edge of the area A (s. Fig. 2 a, 2 b, 2 c). This flap B can, for example the greater the angle of deflection compared to the surface A , the more the angle of attack of the whole increases in relation to its trajectory.

Auch an der Vorderkante des Teils A der Fläche kann wenigstens eine verstellbare Klappe angebracht werden. Schließlich können auch eine oder mehrere Klappen sowohl an der Hinterkante als auch an der Vorderkante des Flächenteils A angeordnet sein. So zeigt beispielsweise der Gegenstand der Fig. 3 drei Elemente Z?¹, B^%, B³ an der Hinterkante des Teils A und zwei Elemente C¹, C² an der Vorderkante dieses Teils.At least one adjustable flap can also be attached to the front edge of part A of the surface. Finally, one or more flaps can also be arranged both on the rear edge and on the front edge of the surface part A. For example, the subject of FIG. 3 shows three elements Z? ¹ , B ^% , B ³ on the rear edge of part A and two elements C ¹ , C ² on the front edge of this part.

Die Klappen B 0. dgl. werden beispielsweise angelenkt, wobei die Gelenkachsen gegebenenfalls zurückverlegt sein können. Die Klappen B können mit Hilfe von Kompensationsklappen 1 (Fig. 14) kompensiert sein.The flaps B 0. The flaps B can be compensated with the aid of compensation flaps 1 (FIG. 14).

Gemäß der Erfindung werden die genannten Klappen B selbsttätig derail gesteuert, daß das resultierende Druckzentrum bei veränderlichem Anstellwinkel und bei veränderlicher Geschwindigkeit der Tragfläche in der sie umgebenden Gas- oder Flüssigkeitsströmung immer durch den gleichen Punkt der Gesamtfläche geht. Je nach dem Einzelfall kann der Klappenausschlag gleichsinnig mit den Änderungen der relativen Anstellung des Ganzen (Fig. 1 und 2) oder im entgegengesetzten Sinn (Fig. iö) erfolgen.According to the invention, the said flaps B are automatically controlled derail that the resulting pressure center always goes through the same point of the total area with a variable angle of attack and with a variable speed of the wing in the gas or liquid flow surrounding it. Depending on the individual case, the flap deflection can take place in the same direction as the changes in the relative position of the whole (FIGS. 1 and 2) or in the opposite sense (FIG. 10).

Die zur Veränderung der Klappenstellung dienenden Mittel können auch in Abhängigkeit von der Gangart des oder der Motoren des Luftfahrzeuges, zu dem die in ihrem Profil veränderliehe Fläche gehört, gesteuert werden, um die Druckresultierende immer wenigstens annähernd an der gleichen Stelle zu halten.The means used to change the valve position can also be dependent on of the pace of the engine or engines of the aircraft to which the profile changes Area belongs to be controlled in order to always at least approximate the print result hold in the same place.

Die Mittel zur selbsttätigen Veränderung des Flächenprofils zwecks Festhaltens des resultierenden Diuckzentrurns an einer bestimmten Stelle können auch mit der Höhensteuerung gekuppelt sein. Die Verbindung mit der Höhensteuerung empfiehlt sich insbesondere dann, wenn die Deformation der Profile allein in Abhängigkeit von dem Anstellwinkel erfolgen soll.The means for automatically changing the surface profile for the purpose of retaining the resulting Diuckzentrurns at a certain point can also be done with the height control be coupled. The connection with the height control is particularly recommended when if the deformation of the profiles is to take place solely as a function of the angle of attack.

Hierbei sei darauf hingewiesen, daß die Klappen B oder ein Teil von ihnen selbst die Höhenruder zur Steuerung des Anstellwinkels bilden können. Dies kommt insbesondere bei Flugzeugen in Frage, deren Tragwerk auf den Tragflügel beschränkt ist (schwanzloses Flugzeug), oder bei Flugzeugen mit schwenkbaren Flächen, welcher Fall weiter unten näher erläutert ist.It should be noted here that the flaps B or a part of them can themselves form the elevators for controlling the angle of attack. This comes into question in particular in the case of aircraft whose structure is limited to the wing (tailless aircraft), or in the case of aircraft with pivotable surfaces, which case is explained in more detail below.

Die selbsttätige Steuervorrichtung für die Änderung der Profilform kann auch durch eine Anzeigevorrichtung für den Anstellwinkel· oder den Auftrieb, durch ein Pendel, ein Gyroskop, einen Geschwindigkeits- oder Beschleunigungsmesser, ein Höhenmeßgerät, ein Statoskop 0. dgl., gebildet werden.The automatic control device for changing the profile shape can also be through a Display device for the angle of attack or the buoyancy, by means of a pendulum, a gyroscope, a speed or accelerometer, an altimeter, a statoscope 0. Like., Are formed.

Wenn die Steuervorrichtung für die Änderung der Profilform mit den Motoren verbunden ist, so wirken diese beispielsweise über einen Umlaufzähler (Tachometer) ein, der ein Relais betätigt. An die Stelle des Umlauf Zählers kann auch ein Gebläse oder eine Pumpe treten, deren veränderlicher Druck auf ein Gestänge einwirkt. Dieses Gestänge ist beispielsweise dasjenige, welches die Klappen B mit den HöhenrudernIf the control device for changing the profile shape is connected to the motors, these act, for example, via a revolution counter (tachometer) that actuates a relay. Instead of the circulation counter, a fan or a pump can also be used, the variable pressure of which acts on a linkage. This linkage is, for example, that which the flaps B with the elevators

ίο oder irgendeinem anderen, in Abhängigkeit von dem Anstellwinkel arbeitenden System verbindet. Das Gestänge wird derart betätigt, daß man bei jedem Anstellwinkel das beste Profil erhält, während der veränderliche Druck des Gebläses oder der Pumpe andererseits derart auf das Gestänge einwirkt, daß die Klappen B bei jeder Trimmlage der Maschine ihre Stabilisatonolle e:füllen können.ίο or any other system that works depending on the angle of attack. The linkage is operated in such a way that the best profile is obtained at every angle of attack, while the variable pressure of the fan or the pump acts on the linkage in such a way that the flaps B can fill their stabilizing roll e: in every trim position of the machine.

Gegebenenfalls können die Klappen B auch noch eine weitere Rolle spielen, und zwar können einzelne von ihnen- als Vcrwindungsklappen benutzt weiden, die zur Erzeugung eines seitlichen Aufrichte- oder Neigungsmomentes dienen. Wenn es sich beispielsweise um einen Flugzeugflügel (Fig. 4) handelt, so kann man an der Hinterkante dieses Flügels in der Nähe seiner Enden zwei Klappen B^w, B²⁰ anordnen. Die Innenkante dieser Klappen beginnt beispielsweise in der Mitte der Spannweite oder in einem Punkt, der der Längsachse des Flugzeuges noch näher liegt als die Mitte der Spannweite. Die Klappen B^w, B'ⁱ⁰ sind mit der Steuerung der Richtung des Flugzeuges derart verbunden, daß sie entweder gleichzeitig in demselben Sinn zum Ausschlag gebracht werden können (Stellung I), so daß sie die Form des Profils in Abhängigkeit von dem Anstellwinkel wenigstens in den Endteilen der Tragfläche verändern, in denen die Veränderungen des resultierenden Diuckzentrums mit Bezug auf die Torsionsbeanspiuchungen, welche durch die Veränderungen in dem. Flügelgerippe hervorgerufen werden, am gefährlichsten sind. Die Klappen B¹⁰, B"⁰ können aber auch im entgegengesetzten Sinn zum Ausschlag gebracht werden, und zwar entweder mit gleichen oder mit verschiedenen Ausschlagwinkeln, um auf diese Weise ein Neigungs- oder Aufrichtemoment zu erzeugen.If necessary, the flaps B can also play a further role, namely individual ones of them can be used as twisting flaps which serve to generate a lateral righting or tilting moment. If, for example, it is an aircraft wing (FIG. 4), two flaps B ^w , B ²⁰ can be arranged on the rear edge of this wing near its ends. The inner edge of these flaps begins, for example, in the middle of the span or at a point that is even closer to the longitudinal axis of the aircraft than the middle of the span. The flaps B ^w , B ' ⁱ⁰ are connected to the control of the direction of the aircraft in such a way that they can either be deflected simultaneously in the same direction (position I), so that they have the shape of the profile depending on the angle of attack at least in change the end parts of the wing, in which the changes in the resulting pressure center with respect to the torsional stresses caused by the changes in the. Wing skeletons are most dangerous. The flaps B ¹⁰ , B " ⁰ can, however, also be deflected in the opposite direction, either with the same or with different deflection angles, in order to generate a moment of inclination or righting in this way.

Man kann selbstverständlich auch den mittleren Teil des Tragflügels mit Klappen B versehen, welch letztere dann nur die an erstgenannter Stelle erwähnte Aufgabe haben. Eine solche Konstruktion ist in Fig. 8 dargestellt.
Was die Vei Windungseinrichtung anlangt, so kann man auch die folgenden Maßnahmen benutzen, die gegebenenfalls auch für sich allein anwendbar sind. Gemäß diesen Maßnahmen - sind zu beiden Seiten der Längsachse des Flugzeuges, und zwar entweder längs der ganzen zur Verfügung stehenden Spannweite oder nur längs eines Teils dieser Spannweite, mehrere Klappen B¹⁰, 5", B¹² und B^w, B²¹, B™ (Fig. 5) angeordnet. Diese beiden Gruppen von Klappen können im entgegengesetzten Sinn zum Ausschlag gebracht werden, und zwar derart, daß die Ausschlagwinkel der einzelnen Klappen jeder Gruppe verschieden sind und nach dem äußeren Ende der Tragfläche zunehmen. Mittels einer solchen Einrichtung kann man zu große Strömungsdifferenzen am Rande der Klappen vermeiden, ohne daß gleichzeitig die auf den Rudern lastende Beanspruchung zu stark erhöht wird. Diese' Beanspruchung kann auch durch Kompensationseinrichtungen vermindert werden. Auf diese Weise werden die lokalen Drehbeanspruchungen, die aus der Tatsache herrühren, daß die Klappen im entgegengesetzten Sinn ausschlagen, vermindert, während gleichzeitig die Luftströmung verbessert wird.You can of course also provide the middle part of the wing with flaps B , the latter then only having the task mentioned in the first place. Such a construction is shown in FIG.
As far as the Vei winding device is concerned, the following measures can also be used, which may also be applicable on their own. According to these measures - there are several flaps B ¹⁰ , 5 ", B ¹² and B ^w , B ²¹ , B ™ on both sides of the longitudinal axis of the aircraft, either along the entire available span or only along part of this span (Fig. 5) These two groups of flaps can be deflected in opposite directions, namely in such a way that the angles of deflection of the individual flaps in each group are different and increase towards the outer end of the wing Avoid excessive flow differences at the edge of the flaps without at the same time increasing the stress on the oars too much. This stress can also be reduced by means of compensation devices deflecting in the opposite sense is reduced, while at the same time the air flow is improved.

Das'seitliche Neigungs- oder Aufrichtemoment kann auch durch irgendwelche anderen Mittel erhalten werden, beispielsweise mit Hilfe von Hilfsflügeln 3, die außerhalb des Tragwerkes derart angeordnet sind (Fig. 6), daß sie kein Verdrehmoment erzeugen. Diese Hilfsflügel können gemäß der Erfindung selbst mit Klappen B oder ähnlichen Einrichtungen.versehen werden.The lateral inclination or righting moment can also be obtained by any other means, for example with the aid of auxiliary wings 3 which are arranged outside the structure in such a way (FIG. 6) that they do not generate any twisting moment. According to the invention, these auxiliary wings can themselves be provided with flaps B or similar devices.

Die Erfindung ist bei allen Arten von Flügeln oder Tragwerken benutzbar, und zwar können die Flügel längs ihrer ganzen Spannweite gleiche Tiefe haben (Fig. 6), oder sie können veränderliche Tiefe besitzen (Fig. 8). Ferner können die Profile homothetisch (in allen Querschnitten ähnlich und gleichgerichtet) oder nichthomothetisch sein.The invention can be used with any type of wing or structure the wings have the same depth along their entire span (Fig. 6), or they can be variable Have depth (Fig. 8). Furthermore, the profiles can be homothetically (similar in all cross-sections and rectified) or non-homothetic.

Die Erfindung ist ferner bei Flugzeugen mit getrenntem Leitwerk (Fig. 9 und 10) oder auch bei solchen ohne gesondertes Leitwerk anwendbar, bei welch letzten das Tragwerk auf einen einzigen Flügel beschränkt" ist, der gegebenenfalls sämtliche Flugzeugteile in sich aufnehmen kann (Nur-Flügel-Flugzeug Fig. 7 und 8).The invention is also applicable to aircraft with a separate tail unit (FIGS. 9 and 10) in those without a separate tail unit applicable, in which last the structure on one single wing "is limited, which may accommodate all aircraft parts in itself can (wing-only aircraft Figs. 7 and 8).

In jedem Einzelfall müssen die Charakteristiken der Klappen, d. h. ihre Form, insbesondere ihre relative Tiefe und ihr relativer Anstellwinkel, besonders berechnet werden, damit trotz der Änderungen des Anstellwinkels des Ganzen möglichst geringe Bewegungen des Druckzentrums der Resultierenden der auf den Flügel wirkenden Kräfte erreicht werden.In each individual case, the characteristics of the valves, i. H. their shape, in particular their relative depth and their relative angle of attack, specially calculated so in spite of the Changes in the angle of attack of the whole as little as possible movements of the pressure center the resultant of the forces acting on the wing can be achieved.

Es sei beispielsweise angenommen, daß die Erfindung auf ein Flugzeugtragwerk angewendet wird, daß nur aus dem Flügel A besteht (Fig. 7), dessen Profil eine im wesentlichen konstante Tiefe D hat, und bei dem die Anstellwinkel vom Zentrum nach dem äußeren Ende zu dieselben sind. In diesem Fall haben die Klappen B die konstante TiefeAssume, for example, that the invention is applied to an aircraft structure which consists only of the wing A (Fig. 7), the profile of which has a substantially constant depth D , and in which the angles of attack from the center to the outer end to the same are. In this case, the flaps B have the constant depth

iooioo

Wenn D veränderlich, die Profile jedoch homothetisch sind, so werden die Klappen B, If D is variable, but the profiles are homothetic, the flaps B,

die vorzugsweise gleichzeitig die Höhenruder darstellen, derart ausgebildet, daß ihre Tiefe ιpreferably at the same time the elevator represent, designed such that their depth ι

in jedem Querschnitt gleich ■ D ist. Dieis equal to ■ D in every cross-section. the

Profile dieser Klappen sind ihrerseits ebenfalls homothetisch. Wenn diese Klappen gleichzeitig denselben Ausschlag haben, so geht die Resultierende der Wirkungen der Luft auf den Flügel in jedem Einzelprofil — über die ganze Spannweite gerechnet — im Fluge immer durch den gleichen Punkt dieses Profils, d. h. also die Resultierende geht immer durch den gleichen Punkt der Flügeltiefe, und zwar unabhängig ■ von dem Anstellwinkel im Flug. Denn die Lage dieser Resultierenden ist bei einem solchen Apparat durch die Lage des Schwerpunktes bestimmt. Das in Abhängigkeit von dem Anstellwinkel stehende Wölbungsgesetz wird also selbsttätig erfüllt. .-■·". Die Folge davon ist, daß in den Verbänden keine Veränderung der statischen Drehbeanspruchung auftritt, während andererseits die Veränderungen der dynamischen Drehbeanspruchungen beträchtlich verringert sind. Man kann sogar die statische Drehbeanspruchung zu null machen, indem man die Verbände derart ausbildet, daß sie bei der für das Schwerpunktzentrum gewählten Lage keine Drehbeanspruchung erfahren.Profiles of these valves are in turn homothetic. If these flaps at the same time have the same swing, the resultant of the effects of the air on the wing in each individual profile - across the entire span calculated - in flight always through the same point of this profile, d. H. thus the resultant always goes through the same point of the wing chord, independently ■ the angle of attack in flight. Because the position of these resultants is with one such Apparatus determined by the position of the center of gravity. That depends on the angle of attack standing curvature law is automatically fulfilled. .- ■ · ". The consequence of this is that there is no change in the static torsional stress in the associations occurs, while on the other hand the changes in dynamic torsional stresses occur are considerably reduced. You can even do the static torsional stress to zero by training the associations to work for the center of gravity The selected position is not subject to any torsional stress.

Man kann die Punkte der gleichen relativen Tiefe d, für die die Zentrierung gewählt worden ist, längs der ganzen Spannweite auf der gleichen Quergeraden Y-Y ausrichten, die durch das Schwerpunktszentrum der Maschine geht. In diesem Fall werden die dynamischen Drehbeanspruchungen und die lokalen Beanspruchungen ebenso wie die allgemeinen und die lokalen Trägheitsbeanspruchungen noch weiter vermindert. Wenn die Zentrierung, d. h. die Tiefe d, zweckentsprechend gewählt ist, so gibt die Erfindung auch die Möglichkeit, daß bei allen Anstellwinkeln eine gute Längsstabilität gewahrt bleibt, welches auch die Stellung der Klappen sei. Der Wert D liegt vorzugsweise zwischen 15% und 25% der mittleren Gesamttiefe der Profile. Der obenerwähnte schwanzlose Apparat, der in seiner Mitte eine sehr große Tiefe hat und nach seinen Enden zu schmal ausläuft (Fig. 8), ist hinsichtlich seiner Trägheits-, Festigkeits- und Handhabungseigenschaften besonders zweckmäßig. Bei diesem Apparat dienen diejenigen Klappen B, die von der Mitte' bis zur halben Spannweite gehen, vorwiegend der Manövrierfähigkeit um die Querachse, und zwar deswegen, weil sie auf den größten Teil der Flügelfläche wirken. Die Klappen B^w, B^w dagegen, die von der Mitte der Spännweite bis zum äußeren Flüge'lende reichen, dienen vorwiegend der Manövrierfähigkeit um die Längsachse, wozu sie besonders geeignet sind wegen ihrer Entfernung von der Symmetrieachse. Die letztgenannten Klappen, die z. B. in der an Hand der Fig. 4 erläuterten Weise gesteuert werden, haben einen großen Ausschlagbereich für die Manövrierfähigkeit um die Längsachse. JDa die Klappen B¹⁰, B^z0 neben den mittleren Klappen wirken, verringern sie gleichzeitig die Beanspruchungen, die bei ihrer Benutzung für die Manövrierfähigkeit um die Längsachse beim Fehlen der Verbindung mit den mittleren Klappen auftreten würden. Es sei auch noch darauf hingewiesen, daß die Verbände der Flügelenden dank der im Grundriß spitz auslaufenden Flügelform besonders kräftig sind, um den schon an sich sehr verringerten Drehbeanspruchungen Widerstand zu leisten. Die in Rede stehende Grundrißform hat auch die weitere Wirkung, daß der Wendeeffekt (Giereffekt), den die Klappen auf die Richtungsstabilität haben, ebenfalls verringert ist. The points of the same relative depth d for which the centering has been chosen can be aligned along the entire span on the same transverse straight line YY passing through the center of gravity of the machine. In this case, the dynamic torsional stresses and the local stresses as well as the general and local inertial stresses are reduced even further. If the centering, ie the depth d, is selected appropriately, the invention also gives the possibility of maintaining good longitudinal stability at all angles of attack, whatever the position of the flaps. The value D is preferably between 15% and 25% of the mean total depth of the profiles. The above-mentioned tailless apparatus, which has a very great depth in its center and tapers too narrowly towards its ends (Fig. 8), is particularly useful in terms of its inertia, strength and handling properties. In this apparatus those flaps B which go from the center to half the span are used primarily for maneuverability around the transverse axis, namely because they act on the largest part of the wing area. The flaps B ^w , B ^w, on the other hand, which extend from the center of the span to the outer end of the wing, are mainly used for maneuverability around the longitudinal axis, for which they are particularly suitable because of their distance from the axis of symmetry. The latter flaps, the z. B. be controlled in the manner explained with reference to FIG. 4, have a large deflection range for maneuverability about the longitudinal axis. Since the flaps B ¹⁰ , B ^{z0 act} next to the middle flaps, they at the same time reduce the stresses that would arise when using them for maneuverability around the longitudinal axis in the absence of a connection with the middle flaps. It should also be pointed out that the associations of the wing tips are particularly strong thanks to the wing shape tapering to a point in plan, in order to withstand the already very reduced torsional stresses. The plan shape in question also has the further effect that the turning effect (yaw effect) that the flaps have on directional stability is also reduced.

Wenn es sich um einen Flügel mit nichthomothetischen Profilen, aber vom gleichen Cw₀ und mit der gleichen Anstellung beim Auftrieb Null handelt, so wird mit Klappen von der gleichen relativen Tiefe und dem gleichen Ausschlag über die ganze Spannweite ein dem oben beschriebenen Resultat ähnliches Ergebnis erzielt. Bei verwundenen Flügeln können auch die Klappen verwunden sein. Um auch hier die Bedingung zu erfüllen, daß die Resultierenden R an den gleichen Punkten der relativen Tiefe der Flügelprofile bleiben sollen, erhalten die Klappen B beispielsweise entsprechende Abänderungen ihrer relativen Tiefe oder ihrer Anstellung oder gleichzeitig ihrer relativen Tiefe und ihrer Anstellung. Die Verwirklichung dieses Gedankens kann zu einer Unterteilung dieser Klappen führen. Wenn in einzelnen Teilen der Flügel von vornherein keine Bewegung des Druckzentrums auftritt, so braucht man diese Teile nicht mit Klappen B zu versehen, sondern man sorgt in diesen Teilen nur für Klappen zur Sicherung der seitlichen Manövrierbarkeit.If it is a wing with non-homothetic profiles, but with the same Cw ₀ and with the same inclination with zero lift, a result similar to that described above is achieved with flaps of the same relative depth and the same deflection over the entire span . If the wings are twisted, the flaps can also be twisted. In order to meet the condition that the resultant R should remain at the same points of the relative depth of the wing profiles, the flaps B receive, for example, corresponding changes in their relative depth or their position or at the same time their relative depth and their position. The realization of this idea can lead to a subdivision of these valves. If there is no movement of the center of pressure in individual parts of the wing from the outset, these parts do not need to be provided with flaps B , but only flaps are provided in these parts to ensure lateral maneuverability.

Die vorstehend beschriebenen Einrichtungen werden auch benutzt, wenn die Erfindung bei Flugzeugen mit an einer beliebigen Stelle angebrachtem Leitwerk angewendet werden, mögen diese Flugzeuge Ein-, Zwei- oder Mehrdecker sein (Fig. 9 bis 11). Das gleiche gilt auch bei der Anwendung der Erfindung auf Flugzeuge mit tandemartig hintereinander angeordneten Flügeln (Fig. 10), mögen diese gegeneinander versetzt sein oder nicht, nahe aneinanderliegen oder weit voneinander entfernt sein. In den genannten Fällen werden die. Bewegungen der Klappen B des Flügels oder der Flügel mit denen der Ruder oder sonstiger Mittel verbunden, die die Höhensteuerung der Maschine, d. h. ihre Längsneigung, beeinflussen.The devices described above are also used when the invention is applied to aircraft with a tail unit attached at any point, whether these aircraft be single, double or multi-decker (FIGS. 9 to 11). The same also applies to the application of the invention to aircraft with wings arranged one behind the other in tandem (FIG. 10), whether these are offset from one another or not, are close to one another or are far from one another. In the cases mentioned, the. Movements of the flaps B of the wing or the wings are connected to those of the rudder or other means which affect the height control of the machine, ie its pitch.

Die Erfindung ist auch dann anwendbar, wenn der Tragflügel^ an dem FlugzeugrumpfThe invention is also applicable when the wing ^ on the aircraft fuselage

angelenkt ist (Fig. io). Auch wenn es sich um solche schwenkbaren Flächen handelt, so können diese schwenkbaren Flächen ebenfalls mit Klappen B versehen sein. Diese Klappen werden derart ausgeschwenkt, daß die Resultierende immer in der Nähe der Schwenkachse 8 (Fig. io) verläuft oder durch diese Achse hindurchgeht. Die in Rede stehenden Klappen können auch in diesen Fällen mit einem- festen Teil des Apparates verbunden werden oder unmittelbar derart gesteuert werden, daß sie gleichzeitig die Rolle des den Anstellwinkel steuernden Ruders spielen. Dabei ist das für die Ausschlagbewegung geltende Gesetz genau zu beobachten. Wenn dann die Tragfläche um ihre Achse in der gleichen Weise wie bei schwanzlosen Apparaten geschwenkt wird, dreht sich die Tragfläche um das Schwerpunktzentrum des Apparates.is hinged (Fig. io). Even if such pivotable surfaces are involved, these pivotable surfaces can also be provided with flaps B. These flaps are pivoted out in such a way that the resultant always runs in the vicinity of the pivot axis 8 (FIG. 10) or passes through this axis. The flaps in question can also in these cases be connected to a fixed part of the apparatus or controlled directly in such a way that they simultaneously play the role of the rudder controlling the angle of attack. The law that applies to the deflection movement must be carefully observed. When the wing is then pivoted about its axis in the same way as with tailless devices, the wing rotates around the center of gravity of the device.

Bei einem Flugzeug mit schwenkbaren vorderen und hinteren Tragflächen oder mit schwenkbarer Tragfläche und schwenkbarem Leitwerk können die gleichen Einrichtungen für die vordere und hintere Tragfläche oder für die Tragfläche und das Leitwerk benutzt werden, gleichgültig welches die Stellung dieser Teile sei.In an aircraft with swiveling front and rear wings or with pivoting wing and pivoting tail unit can have the same facilities used for the front and rear wings or for the wing and tail unit regardless of the position of these parts.

Es sei bemerkt, daß die Erfindung in jedem Fall die Möglichkeit gibt, den Flächen, für die sie angewendet wird, Profile zu geben, die den besonderen jeweiligen Betriebsbedingungen entsprechen. Insbesondere können erfindungsgemäß ausgebildete Flächen ein solches Profil erhalten, das eine erhöhte Tragfähigkeit mit sich bringt. Insbesondere erhalten die Profile bei kleinen Anstellwinkeln, die großen Geschwindigkeiten entsprechen, eine Mittellinie, die nur wenig oder gar nicht gekrümmt ist oder eine doppelte Krümmung mit Umkehrpunkt aufweist. Dagegen wird die mittlere Linie bei großen Anstellwinkeln, die kleinen Geschwindigkeiten entsprechen, stark gekrümmt.
Die Erfindung kann weiterhin auf solche Flächen angewendet werden, die mit Vorrichtungen zur Erhöhung des Auftriebs oder mit Bremsvorrichtungen oder mit Vorrichtungen beider Art versehen sind. Auch in diesem Fall wird die Resultierende in dem Bereich der gebräuchlichen Anstellwinkel in demselben Punkt des Profils trotz der Änderungen des Anstellwinkels gehalten. Die Klappen B können durch die üblichen Auftriebs- und Bremsklappen (Fig. 16) oder durch Teile dieser Klappen gebildet werden. Der Spalt kann regelbar sein. Die in Rede stehenden Klappen oder ihre Teile werden selbstverständlich in einer den Grundsätzen der vorliegenden Erfindung entsprechenden Weise gesteuert.It should be noted that the invention in each case makes it possible to give the surfaces to which it is applied profiles which correspond to the particular operating conditions in question. In particular, surfaces designed according to the invention can have such a profile that brings with it an increased load-bearing capacity. In particular, at small angles of attack, which correspond to high speeds, the profiles are given a center line that is only slightly curved or not curved at all or has a double curvature with a reversal point. On the other hand, the middle line is strongly curved at large angles of attack, which correspond to low speeds.
The invention can also be applied to such surfaces which are provided with devices for increasing the buoyancy or with braking devices or with devices of both types. In this case, too, the resultant is kept in the range of the usual angles of attack in the same point of the profile in spite of the changes in the angle of attack. The flaps B can be formed by the usual lift and brake flaps (FIG. 16) or by parts of these flaps. The gap can be adjustable. The flaps in question or their parts are of course controlled in a manner consistent with the principles of the present invention.

Man kann die Klappen auf der Unterseite (Fig. 17) oder auf der Oberseite (Fig. 18) oder gleichzeitig auf der Unter- und auf der Ober-■seite der Flügel anordnen. Im letztgenannten Fall kann der Anlenkpunkt für beide Klappen der gleiche sein, oder es können auch zwei verschiedene Anlenkpunkte vorgesehen werden. Die Profile des Flügels, die Klappen und ihr Ausschlag müssen derart gewählt werden, daß das gegebene Gesetz erfüllt wird.You can put the flaps on the bottom (Fig. 17) or on the top (Fig. 18) or Arrange them simultaneously on the underside and ■ on the top of the sash. In the latter In this case, the point of articulation can be the same for both flaps, or there can also be two different ones Articulation points are provided. The profiles of the wing, the flaps and you Decisions must be chosen in such a way that the given law is fulfilled.

Man kann auch einen vorderen Schlitz, der entweder ständig offen ist, oder der mit Hilfe ^{: :} selbsttätiger oder nicht selbsttätiger Mittel verschließbar ist, mit einer Klappe B, die mit oder ohne Schlitz arbeitet, kombinieren (Fig. 20). Diese Klappe wird derart gesteuert, daß das Druckzentrum trotz der kombinierten Änderungen des Anstellwinkels und der Schlitzöffnung unbeweglich bleibt.One can also combine a front slot, which is either always open, or which can be closed with the help of ^: automatic or non-automatic means, with a flap B, which works with or without a slot (FIG. 20). This flap is controlled in such a way that the pressure center remains immobile despite the combined changes in the angle of attack and the slot opening.

Die erfindungsgemäß ausgestalteten Einrichtungen zur Veränderung der Flügelwölbung können auch zugleich mit Saug- oder Blaseinrichtungen für die Grenzschicht oder mit Systemen, die eine Mehrzahl von Schlitzen aufweisen, angewendet werden.The devices designed according to the invention for changing the wing curvature can also at the same time with suction or blowing devices for the boundary layer or with Systems having a plurality of slots can be used.

Die vorstehend erwähnten, mit Schlitzen arbeitenden Einrichtungen können auch bei schwenkbaren Leitwerken, bei Flugzeugen mit tandemartig hintereinanderliegenden Tragflächen o. dgl. angewendet werden (Fig. 21).The aforementioned slotted devices can also be used at swiveling tail units on airplanes with tandem-like wings or the like can be used (Fig. 21).

Es ist an sich schon bekannt, mit den Tragflächen von Luftfahrzeugen Wölbungsklappen zu verbinden, deren Lagenveränderung in manchen Fällen mit der Verstellung, des Höhensteuers verbunden ist. Diese bekannten Einrichtungen haben jedoch offenbar nichts mit der Erfindung gemeinsam, da sie niemals derart ausgebildet worden sind, daß sich mit ihrer Hilfe das Gesamtprofil der in Rede stehenden Flächen nach einem in Abhängigkeit von den Flugbedingungen der Maschine, insbesondere ihrem Anstellwinkel, stehenden, im voraus bestimmten Gesetz verändern ließe. Gerade die Veränderung nach' einem solchen Gesetz ist aber der Hauptzweck der Erfindung.It is already known per se with flaps on the wings of aircraft to connect, the change of position in some cases with the adjustment, the height control connected is. However, these known facilities apparently have nothing to do with common to the invention, since they have never been designed to work with their Help the overall profile of the areas in question after a depending on the Flight conditions of the machine, in particular its angle of attack, are determined in advance Change the law. It is precisely the change according to such a law but the main purpose of the invention.

Wenn die Klappen B in der für die Erfindung charakteristischen Weise angeordnet sind, so werden sie, wie dies oben beschrieben ist, derart gesteuert, daß ihre Bewegungen in jedem Fall dem genannten Gesetz entsprechen, und zwar wird dies durch aero- oder hydrodynamische Versuche festgestellt. Das Gesetz selbst wird durch eine aerodynamische Berechnung ermittelt, wenn die Rechnungsgrößen in genügender Zahl gegeben sind, wie dies bei mathematisch ermittelten Profilen der Fall ist. Sonst wird das Gesetz durch Versuche im Laboratorium oder' durch Versuche an Modellen in natürlicher Größe festgestellt. Sobald dieses Gesetz ermittelt ist und die mechanischen oder sonstigen Mittel zur Steuerung der Flügel B im Sinne dieses Gesetzes mit letzterem verbunden sind, läßt sich ohne weiteres erreichen,When the flaps B are arranged in the manner characteristic of the invention, they are, as described above, controlled in such a way that their movements always comply with the law mentioned, and this is determined by aerodynamic or hydrodynamic tests. The law itself is determined by an aerodynamic calculation, if the calculation quantities are given in sufficient numbers, as is the case with mathematically determined profiles. Otherwise the law will be determined by tests in the laboratory or by tests on models of natural size. As soon as this law has been determined and the mechanical or other means for controlling the wing B in the sense of this law are connected to the latter, it can be easily achieved

daß die Resultierende jedesmal, wenn die Maschine im Sinne eines Überganges von einem Anstellwinkel zu einem anderen Anstellwinkel gesteuert wird, stets genau oder annähernd durch den gleichen Punkt geht. ■"that the resultant every time the machine in the sense of a transition from a Angle of attack is controlled to another angle of attack, always exactly or approximately going through the same point. ■ "

Wenn die Klappen in Abhängigkeit von einer veränderlichen Betriebsgröße des Flugzeuges, zum Beispiel mittels einer selbsttätigen Steuervorrichtung oder einfach in Abhängigkeit von denIf the flaps are dependent on a variable operating size of the aircraft, for example by means of an automatic control device or simply depending on the

ίο Motoren, gesteuert werden, so kann man die Maschine mit Hilfe der im Sinne einer Stabilisierung selbsttätig verstellten Klappen in einer bestimmten Trimmlage halten, die bestimmten Flugbedingungen, beispielsweise dem Waagerechtflug, entspricht. Die selbsttätig gesteuerten Klappen wirken insbesondere den Schwanzoder Kopflastmomenten entgegen, die bei Veränderungen der Motorengangart, und zwar insbesondere beim Langsamlauf (Leerlauf) der letzteren, auftreten. Schließlich sei nochmals darauf hingewiesen, daß die vorstehend gemachten Angaben über die Ausführung und die Anwendung der Erfindung nur beispielsweise gemacht sind und daß die Erfindung nicht auf die genannten Ausführungsformen und Anwendungsbeispiele beschränkt ist.ίο motors that are controlled so you can get the Machine with the help of the automatically adjusted flaps in the sense of stabilization in one maintain a certain trim position, the certain flight conditions, for example level flight, is equivalent to. The automatically controlled flaps act in particular on the tail or Counter load torques that occur when the engine gait changes, especially when the engine is running slowly (idling) the latter, occur. Finally, it should be pointed out again that the above Information about the execution and application of the invention are given only by way of example and that the invention is not limited to the embodiments and application examples mentioned.

Claims

Patent claims:

1. Wing for aircraft, their profile by movable flaps 0. The like, which are attached to at least one edge of the wing are, is variable, characterized in that the variability of the airfoil profile as a function of the The angle of attack of the wing is automatically controllable in such a way that the resulting Printing center is always at least approximately in the same place.

2. Airfoil according to claim i, characterized by one on the surface speed appealing control device, through which the surface profile automatically when the speed changes can be changed in such a way that the pressure center is at least approximately always at the same place.

3. Airfoil according to claim i, characterized ; characterized in that the means used to change the surface profile are through an automatic control device that depends on a variable operating variable the machine works, are controllable, these means, for example, to a display device for the angle of attack or the buoyancy force, on a pendulum, a gyroscope, a speed, or an accelerometer Height measuring device, a stratoscope and the like, on the motor or motors or on a device are connected for automatic aircraft control.

4. Airfoil according to claim 3, characterized in that the means working as a function of the engine speed, for example a tachometer or a fan driven by the engine, act on the linkage, through which the means causing the profile change, in particular the flaps (B), are connected to the height control.

5. Airfoil according to claim 1, characterized in that the depth for the flaps (B) in each profile is proportional to the associated. Tread depth (D) of the main part of the surface is, so that the tread depth (1) the

Expression 1 =

100

D corresponds to.

6. Wing according to claim 5, characterized in that the points of the profiles, through which the print results of each profile pass, on a transverse one straight line (F-Y) passing through the center of gravity of the machine, lie,

7. Airfoil according to claim 1, characterized in that. in the case of non-homothetic Wing profiles that prevent pressure point migration in the profiles Flaps have variable depths or variable angles of attack or both.

8. Pivoting wing according to claim i, characterized in that the flaps (B) are brought to pivot out such that the pressure resultant of the surface always passes through the pivot axis (8) of the pivotable surface or through a point located in the vicinity of this axis.

9. Airfoil according to claim 1, characterized characterized in that the flaps (JS) - on the one hand in the same sense to immobilize the pressure point of the surface profiles and on the other hand can be swiveled out in the opposite sense as ailerons.

10. A wing according to claim 9, characterized in that further flaps (B) are arranged between the flaps (B ¹⁰ , B ^w ) which are arranged at the wing ends and which can be pivoted in the opposite sense as no in the same sense. which can only be pivoted in the sense of a determination of the pressure point of the profiles.

ΊΙ. Wing according to claim 9, characterized in that groups of flaps (B ¹⁰ , B ¹¹ , £ ¹² and B ^w , B », B ²² ) are arranged on both sides of the longitudinal axis of the aircraft, which can be pivoted in groups in opposite directions, while within each individual group the swivel

angle of the individual flaps from the central axis to the end of the wing increases.

12. Tiag surface according to claim i, characterized in that it is provided except with the flaps (B) with a front slot of variable opening width and the flaps " (B) are controlled so that the pressure center with variability of the slot width and the angle of attack remains immobile.

13. Airfoil according to claim 1, characterized in that, in addition to the flaps (B), it is also provided with a suction or blowing system for the boundary layer.

1 sheet of drawings