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Flugzeugtragwerk Die Erfindung erstreckt sich. auf ein Flugzeugtragwerk,
das aus einem Hauptflügel. und einem oder mehreren Hilfsflügeln besteht, welche
gegenüber dem Hauptflügel so verstellbar sind, daß sich die Gesamttragwerkstiefe
ändert und die bei der Verstellung auf größere Tragwerkstiefe, Ausfährstellung,
zwangsweise eine Winkelverstellung derart erfahren, daß sie mit der Strömungsrichtung
einen größeren Winkel, Anstellwinkel, einschließen als der Hauptflügel. Flugzeugtragwerke
dieser Art sind bekannt. So. hat man beispielsweise einen Hilfsflügel mit dem Hauptflügel
mittels Schwenkarmen verbunden, die je um eine gegenüber dem Hauptflügel festliegende,
die Hauptebene des Hauptflügels kreuzende Gelenkachse schwenkbar sind und an denen
der Hilfsflügel mit Hilfe je eines Kreuzgelenkes befestigt ist. Die Winkelverstellung
des Hilfsflügels wird hierbei: .dadurch hervorgerufen, daß die beiden Gelenkachsen
jedes Schwenkarmes, nämlich die gegenüber dem Hauptflügel festliegende Schwenkachse
und die eine ' Kreuzgelenkachse, in der gleichen Ebene liegen und einen spitzen
Winkel miteinander einschließen, während die andere Kreuzgelenkachse etwa senkrecht
zur Vorderkante des Hilfsflügels verläuft und gegenüber dem Hilfsflügel festliegt.
Bei einer solchen Ausgestaltung erreicht der Hilfsflügel in seiner Ausfahrstellung
die größte Anstellung. Es ist nun aber erwünscht, daß der Hilfsflügel in der Ausfahrstellung
verschieden große Anstellungen gegenüber der Strömungsrichtung einnehmen kann, beispielsweise
eine kleinere Anstellung für den Start des Flugzeuges, um hierbei einen großen Auftriebswert
bei, geringem Widerstand zu erlangen und - eine größere Anstellung für die Landung,
um
hierbei einen großen Auftriebswert aber zugleich, zwecks Verkürzung
des Auslaufs, auch einen hohen Widerstand des Tragwerk zu- erzielen. -
| Zweck der Erfindung ist die Schaff jMM |
| eines Flugzeugtragwerkes, dessen mitx |
von Schwenkarmen gegenüber dem Haupf=' flügel verschiebbarer und bei der Ausfahrbewegung
zwangsweise eine Winkelverstellung erfahrender Hilfsflügel in der Ausfahrstellung
verschieden große Anstellungen gegenüber der Strömungsrichtung einnehmen kann: Dies
-wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die Schwenkarme 4 über diejenige
Stellung hinaus vierschwenkbar sind, welcher der größte Abstand der Hilfsflügelvorderkante
von der Hauptflügelvorderkante entspricht. Hierdurch ist die Möglichkeit gegeben,
die Schwenkarme in zwei Stellungen einzustellen, in denen die Hilfsflügelvorderkante
den gleichen Abstand von der Hauptflügelvorderkante aufweist. Da aber bei der V
erschwenkbewegung von der einen zu der anderen der genannten beiden Stellungen der
Hilfsflügel eine Änderung seines Anstellwinkels erfährt, so wird hierdurch erreicht;
daß der Hilfsflügel trotz zwangsläufiger Führung bei im wesentlichen gleicher Verschiebungslage
gegenüber dem Hauptflügel verschiedene Anstellwinkel aufweist. Der Flugzeugführer
kann also dem Hilfsflügel lediglich mit Hilfe des für das Aus- und Einfahren desselben
ohnehin erforderlichen Stellgliedes die für den jeweiligen Betriebszustand, z. B.
Start oder Landung, des Flugzeuges vorteilhafteste Anstellung geben.
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Im weiteren Ausbau der Erfindung werden sodann noch Mittel angegeben,
um das Aus-und Einfahren und die Winkelverstellung des Hilfsflügels in einfacher
Weise, in einem Falle lediglich durch eine geringfügige Änderung der bisher üblichen
Schwenkarme ohne Hinzufügung zusätzlicher Bauglieder, zu bewirken.
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Der Erfindungsgegenstand ist in den Abbildungen in zwei Ausführungsbeispielen
dargestellt, und zwar zeigen Abb. i ein Diagramm, in dem die Anstellwinkeländerung
Q a eines mit Hilfe von Schwenkarmen gegenüber dem Hauptflügel verstellbaren Hilfsflügels
in Abhängigkeit von der in der Flugrichtung gemessenen Verschiebung t dargestellt
ist; und zwar für den Erfindungsgegenstand, ausgezogene Linie, und für die bisher
übliche Ausgestaltung, gestrichelte Linie, Abb. 2 einen Schnitt in der Flugrichtung
quer zur Hauptebene des Tragwerkes durch ein Ausführungsbeispiel, dessen Hilfsflügel
in der für den Start vorteilhaften Stellung steht, Abb. 3 eine Unteransicht des
Tragwerkes gemäß Abb. 2, Abb. q. einen gleichen Schnitt wie in Abb. 2, wobei der
Hilfsflügel in der für die Landung "" vorteilhaften Stellung steht, ":Abb. 5 eine
Unteransicht des Tragwerkes ` emäß Abb. 4., Abb. 6 und ;7 Schnitte in der Flugrichtung
und quer zur Hauptebene des, Tragwerkes einer weiteren Ausführungsform, deren Hilfsflügel
in der für den Start (Abb.6) und für die Landung (Abb.7) vorteilhaften Stellung
. steht, Abb.8 einen teils schaubildlich und teils im Mittellängsschnitt dargestellten
Seitenriß eines Schwenkarmes des Ausführungsbeis,pieles gemäß Abb. 6 und @7.
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Abb. g eine schaubildliche Vorderansicht desselben Schwenkarmes.
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Abb. io den Schwenkarm von oben, in Richtung des Pfeiles a der Abb.
8 gesehen, in drei verschiedenen Schwenklagen, denen die Stellungen des Hilfsflügels
für den Reiseflug I, den Start II. und die Landung 111 entsprechen, Abb.
11, 12 und 13 schaubildliche Darstellungen des Schwenkarmes und des, der größeren
Deutlichkeit wegen davon getrennt gezeichneten, im Hilfsflügel angeordneten Kreuzgelenkteils,
in verschiedenen Schwenklagen in Richtung der Ausladung des Trägwerkes gesehen;
dabei zeigt Abb. i i die Stellung beim Reiseflug, Abb. 12 die Stellung beim Start
und Abb. 13 die Stellung bei der Landung. Das Tragwerk besteht aus dem Hauptflügel
i und dem Hilfsflügel 2, welcher gegenüber dem Hauptflügel derart verstellbar ist;
daß er während des Reisefluges, wie in strichpunktierten Linien angedeutet, in eine
Aussparung 3 an der Unterseite des Hauptflügels i eingezogen, für den Start und
die Landung des Flugzeuges dagegen aus dieser Reiseflwglage um die Strecke t,_,
in der Fahrtwindrichtung gemessen, entgegengesetzt der Flugrichtung in die Ausfahrstellung
verstellt werden kann und in dieser Stellung verschieden große Anstellwinkel a1
und a2 gegenüber der Strömungsrichtung einnehmen kann (vgl. Abb. 2; :4, 6 und 7).
Die Verstellung erfolgt bei allen Ausführungsbeispielen mit Hilfe der Schwenkarme
d., welche um Gelenkachsen 5 schwenkbar sind; die die Hauptebene des Hauptflügels
i kreuzen und gegenüber dem letzten festliegen. An den Schwenkarmen 4. sind die
Hilfsflügel 2 mit Hilfe der Kreuzgelenke 6 befestigt. Der Hilfsflügel 2 soll nun,
nachdem er gegenüber seiner Stellung beim Reiseflug in der Fahrtwindrichtung um
die Strecke t1 verschoben ist, für den Start des Flugzeuges den Anstellwinkel a1
und für
die Landung den Anstellwinkel a2 mit der Strömungsrichtung
einschließen.
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Zu diesem Zweck sind beim Ausführungsbeispiel gemäß Abb. 2 bis 5 folgende
Vorkehrungen getroffen. Die in Art einer Parallelogrammführung wirkenden Schwenkarme
4 weisen je einen Ansatz 7 auf, an dem mittels eines allseits beweglichen Gelenkes
8 der Lenker 9 mit einem Ende angelenkt ist. Am anderen Ende ist der Lenker 9 mittels
des allseits beweglichen Gelenkes io an einen Hebelarm i i angeschlossen, welcher
mit dem Hilfsflügel 2 starr verbunden ist und zusammen mit dem letzten um die etwa
parallel zur Hilfsflügelvorderkante verlaufende, gegenüber dem Hilfsflügel festliegende
Gelenkachse 13 des Kreuzgelenkes 6 schwenkt. Die andere Gelenkachse 14 des Kreuzgelenkes
6 liegt gegenüber dem Schwenkarm 4. fest und 'erläuft parallel und in gleicher Ebene
mit der gegenüber dem Hauptflügel i festliegenden Schwenkachse 5 des Schwenkarmes
4. Das Endgelenk i o des Hebelarmes i i liegt seitlich des Mittelpunktes des Kreuzgelenkes
6, und zwar auf der bei der Ausfahrbewegung vorn liegenden Seite der Lenker 4. und
tiefer als der Kreuzg'elenkinittelpunkt, also in j e einem gewissen Abstand von
den Gelenkachsen 13 und 14.
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Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende: Während des Reisefluges,
bei dem der 1-Iilfsflügel 2 in der Aussparung 3 an der Unterseite des Hauptflügels
i ruht, nehmen die Schwenkarme die in Abb. 3 und 5 gestrichelt dargestellte Lage
ein. Für die Verschiebung des Hilfsflügels 2 in die für den Start des Flugzeuges
vorteilhafte Stellung werden die Schwenkarme 4 in die in Abb. 2 und 3 dargestellte
Lage verschwenkt, wodurch der Hilfsflügel 2 gegenüber seiner Stellung beim Reiseflug
um die Strecke t1, in Fährtwindrichtung gemessen, nach hinten verschoben wird. Bei
dieser Verstellung wird infolge der unveränderlichen Länge des Lenkers 9 dem Gelenkpunkt
io und somit dem Hilfsflügel 2 eine zusätzliche Schwenkbewegung um die Gelenkachse
13 des Kreuzgelenkes 6 aufgezwungen, so daß der Hilfsflügel 2 während dieser Ausfahrbewegung
zugleich eine Änderung seines Anstellwinkels erfährt und demzufolge in der in Abb.
2 und 3 dargestellten Startstellung mit der Strömungsrichtung den Winkel a1 einschließt,
der größer als der Anstellwinkel des Hauptflügels i ist.
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Zur Erreichung der für die Landung erwünschten Stellung des Hilfsflügels,
in welcher dieser gegenüber der Strömungsrichtung stärker, nämlich um den Winkel
a2 angestellt ist, werden die Schwenkarme, ausgehend von aer in Abb. 2 und 3 veranschaulichten
Stellung, weiter im Sinne des Pfeiles 15 verschwenkt. Hierbei wird der Hilfsflüge12
in der Fahrtwindrichtung zunächst noch weiter nach hinten und dann wiederum nach
vorn und außerdem seitlich verschoben, bis er die yyn reicht den hat, Abb. in 4
der und er 5 gegenüber dargestellte seiner Stellung Stellung erbeim Reiseflug ebenfalls"
um die Strecke 1i, in Fahrtwindrichtung gemessen, nach hinten verschoben ist. Bei
dieser neuen Lage der Schwenkarme 4. liegen aber die Mittelpunkte des Gelenkes io
näher bei den Gelenkpunkten 5 als bei der in Abb. 2 und 3 dargestellten Lage, und
dies hat, da der Endpunkt des Hilfsflügelhebels i i in diesem Gelenk io an den Lenker
g angeschlossen ist, auch eine zusätzliche Winkelverstellung des Hilfsflügels 2
zur Folge, derart, daß dieser nunmehr in der Stellung gemäß Abb. 4. und 5 mit der
Fahrtwindrichtung den für die erwünschten Auftriebsverhältnisse bei der Landung
vorteilhaften Anstellwinkel a2 einschließt, der größer ist als der der Startstellung
entsprechende Anstellwinkel a1. Bei der Rückführung des Hilfsflügels in die Stellung
für den Reiseflug wiedefholen sich die Vorgänge in umgekehrter Folge.
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Der Lenker 9 kann durch eine kinematisch gleichwertige Einrichtung,
z. B. durch eine mit dem Schwenkarm 4 fest verbundene Gleitführung, in welche das
freie Ende des Hebels i i verschieblich eingreift, ersetzt sein.
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Beim Ausführungsbeispiel gemäß Abb. 6 bis 13 ist auf die Anordnung
eines besonderen; die Anstellung bewirkenden Lenkers verzichtet, vielmehr erfolgt
hierbei die Anstellung des Hilfsflügels durch die nachstehend beschriebene Ausgestaltung
der Schwenkarme 4.
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Diese Schwenkarme sind wiederum um die gegenüber dem Hauptflügel i
festliegenden und die Hauptebene des Hauptflügels kreuzenden Schwenkachsen 5 schwenkbar
und bewirken die Verstellung des mit ihnen durch Kreuzgelenke 6 verbundenen Hilfsflügels
2 nach Art einer Parallelogrammführung. Die an den Schwenkarmen 4 festliegende Gelenkachse
14 des Kreuzgelenkes 6 verläuft kreuzweise zur Schwenkachse'5 derart, daß sie in
der Vorderansicht des Schwenkarmes (Abb.9) unter einem Winkel ß zur Schwenkachse
5 geneigt ist. Außerdem schließt die Gelenkachse 1.4 in der .Seitenansicht des Schwenkarmes
(Abb. 8) mit dessen Schwenkachse 5 einen spitzen Winkel y ein. Die zweite Gelenkachse
13 des Kreuzgelenkes 6 liegt gegenüber dem Hilfsflügel 2 fest und erstreckt sich
etwa in Richtung einer Sehne des Hilfsflügelprofils, die sich von der Profilnase
nach hinten erstreckt.
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Die Wirkungsweise dieses- Ausführungsbeispieles ist folgende:
Während
des Reisefluges, bei dem der Hilfsflügel in der Aussparung 3 an der Unterseite des
Hauptflügels i, wie in Abb. 6 gestrichelt gezeichnet, ruht, nehmen die -Schwenkarme
4 die in Abb. io mit I bezeichnete Stellung ein, welche, in Richtung der Tragwerksausladung
gesehen, in Abb. i i veranschaulicht ist. Durch Schwenken der Schwenkarme 4. in
die in Abb. i o mit 1I bezeichnete und in Abb. 12 dargestellte Lage wird der Hilfsflügel
2 aus der Reisefluglage in die in Abb.-6. mit vollen Linien dargestellte :Startlage
verstellt; bei der er gegenüber dem Hauptflügel um die Strecke t1 verschoben und
unter dem - Winkel ai v er-,schwenkt ist: Bei weiterer Schwenkung der Schwenkarme
4. in die in Abb. io mit III bezeichnete und in Abb. 13 dargestellte Lage ist der
Hilfsflügel gegenüber dem Hauptflügel:wiederum um die Strecke t, verschoben,- aber
um: den größeren- Winkel a2 v erschwenkt: - Das. Zustandekommen -dieser' zunehmenden
-Verschwenkung erklärt sich am .einfachsten aus der Betrachtung der Abb: i i -bis
13. Die zur Schwenkachse windschiefe Achse 14 des Kreuzgelenkes nimmt bei dieser
Schwenkung, in Richtung der Ausladung des.-Tragwerkes gesehen, verschiedene zu der
festbleibenden Schwenkachse 5 ein, etwa so, als ob diese Achse 14 um= eine sich
in der Blickrichtung, also senkrecht- zur Zeichenfläche erstreckende Achse geschwenkt
würde: Diese Schwenkbewegung überträgt sich auch auf die zweite Gelenkachse 13 des
- Kreuzgelenkes und von dieser auf den Hilfsflügel, der sonach ebenfalls eine Schwenkung
um die genannte senkrecht' zur Zeichenfläche gerichtete ideelle Schwenkachse ausführt
und: dadurch die beabsichtigten Änderungen ihrer Anstellung gegenüber dem Hauptflügel
erfährt.
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Auch in der Blickrichtung senkrecht zur Tragwerksausladung, also etwa
in der Richtung der Kreuzgelenkachse 13 gesehen, ergibt sich bei der Verschwenkung
der: Schwenkarme' 4 zugleich- eine scheinbare .Verschwenktng der Kreuzgelenkachse
14 um eine in der Blickrichtung -sich erstreckende Achse. Diese Verschwenkung ist
`jedoch in bezug auf die Anstellung des Hilfsflügels wirkungslos, vielmehr bewirkt
sie lediglich- eine Drehung des Kreüzgelenkzapfens 13 in -seinem Lager im Hilfsflügel.
r In- Abb. i sind die Anstellwinkel a des Hilfsflügels 2 in . ausgezogenen Linien
als Kurve " in Abhängigkeit von - der durch Schwenken der Schwenkarme 4 bewirkten
Verschiebung des Hilfsflügels 2 in -Richtung der Trag-werkstiefe t dargestellt.
Aus dem Diagramm geht hervor, daß der Hilfsflügel 2 -zweimal eine Stellung erreicht,
in der er gegenüber seiner Stellung beim Reiseflug um die Strecke t1 in Richtung
der Tragwerkstiefe verschoben-ist. In- dieser Stellung schließt der Hilfsflügel
mit der Strömungsrichtung das eine Mal den Anstellwinkel a1, Startstellung, und
das andere Mal den gegenüber a1 größeren Anstellwinkel a2, Landestellung, ein. Zur
Gegenüberstellung ist in dem Diagramm noch die bei den bisher üblichen Ausgestaltungen
erfolgende Anstellung des Hilfsflügels als gestrichelte Gerade dargestellt. Bei
diesen Ausgestaltungen ist der Hilfsflügel nach Verschieben in die Ausfahrstellung
um den nichtveränderlichen Winkelbetrag a, gegenüber der Strömungsrichtung angestellt.
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Die Verschiebung des Hilfsflügels 2 kann auch auf beliebige andere
Weise, beispielsweise :mit Hilfe von am Hauptflügel i festliegenden Führungsschienen,
erfolgen, es muß lediglich- der Hilfsflügel nach Erreichen seiner Ausfahrstellung
weiter bewegt werden können, derart, daß die Ausfahrstellung, beispielsweise bei
Verwendung festliegender Führungen; beibehalten oder, beis,pielsweisü bei Verwendung.
von Schwenkarmen, nochmals erreicht wird: Außerdem müssen die die :Anstellung des
Hilfsflügels bewirkenden Bauglieder so gestaltet sein, daß diese Anstellung -bei
der Verstellung des Hilfsflügels aus seiner Reisefluglage bis zum Ende der Verstellung
ständig größer wird.