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Tragflügel für Flugzeuge Bei den heutigen schnellen Flugzeugen sind
die Mittellinien der Tragflügelschnitte nur wenig gekrümmt. Dies ist zur Erreichung
hoher Geschwindigkeiten notwendig, wenn .das Flugzeug wirtschaftlich sein soll.
Derschwach gewölbte Flügel hat aber nur einen verhältnismäßig niedrigen Auftriebshöchstbeiwert.
Die Landegeschwindigkeitdieser Flugzeuge würde daher unzulässig hoch, ebenso auch
die Abhebegeschwindigkeit beim Start, wenn man den Flügel nicht mit besonderen Hilfseinrichr
tungen, den sog. Landeklappen, versehen würde. Diese werden nur bei Start und Landung
ausgeschlagen oder ausgefahren, beim Schnellflug aber in eine solche Lage zum Flügel
gebracht, daß sie innerhalb des Gesamtflügelprofils liegen und keine oder nur eine
geringe Widerstandserhöhung gegenüber einem schwach gewölbten glatten Flügel verursachen.
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Man kennt Landehilfen, die durch ihre Betätigung im wesentlichen nur
eine Vergrößerung der Flügelwölbung bewirken. Sie sind in .der Regel um einen festen
Punkt am Hinterende des Hauptflügels zu verdrehen, wobei die Flügeltiefe und damit
auch die projizierte Flügelfläche nicht oder nicht wesentlich verändert wird. Diese
Art von Landehilfen wird gemeinhin als Landeklappen bezeichnet. Im erweiterten Sinn
fallen aber auch noch jene Landehilfen unter die Bezeichnung Landeklappen, bei denen
der Drehpunkt der Klappe nicht zum Hauptflügel fest, sondern zu diesem verschiebbar
gelagert ist, so daß bei der Betätigung die Klappe nicht allein ausgeschlagen, viehmehr
gleichzeitig im Sinne einer Flügeltiefenvergrößerung nach rückwärts verschoben werden
kann. Diese Landehilfen vergrößern also gleichzeitig sowohl die Flügelwölbung als
auch die projizierte Flügelfläche; sie sind daher wesentlich wirksamer als die erstgenannten
Landeklappen. Bei beiden Klappenarten können sowohl zwischen Hauptflügel und Klappe
als auch in der Klappe
selbst Spülschlitze vorhanden sein oder bei
der Betätigung freigegeben werden.
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Es sind auch Landeklappen bekannt, an deren Kopf eine zweite Klappe
so angelenkt ist, daß die beiden Klappen gegeneinander verdrehbar sind und gegenläufige
Drehbewegungen ausführen können.
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Auf einen mit Landeklappen der oben beschriebenen Art ausgerüsteten
Tragflügel bezieht sich die vorliegende Erfindung. Gegenüber den bekannten Ausführungen
ermöglicht sie aber durch eine besondere Ausbildung der Klappe wesentlich höhere
Auftriebsbeiwerte zu erzielen. Die neue Klappe besteht aus zwei oder mehreren gelenkig
miteinander verbundenen, gegeneinander vierdrehbaren Hauptteilen, die .ein Gesamtsystem
bilden, das gemeinsam um eine zum Hauptflügel feste oder gegen diesen verschiebbare
Achse gedreht werden. kann. Die Verstellung der einzelnen Kläppenteile erfolgt hei
der Betätigung der Klappe so zueinander, daß sowohl die Wölbung der Gesamtklappe
als auch deren wirksame Oberfläche wesentlich vergrößert und gleichzeitig zwischen
Flügelhinterteil und dem Klappervorderteil ein düsenartiger Spülschlitz freigegeben
wird. Spülschlitz und Klappervorderteil sind dabei so geformt, daß der Durchtritt
der Spülluft zum mindesten bei den mittleren und großen Klapperausschrägen stetig
beschleunigt, also vor allem auch ohne Staubildung und Verzögerung auf der Klappervorderseite
erfolgen kann. Dadurch wird eine nahezu verlustfreie Energieführung von der Druck-
zur Saugseite erreicht und die Spülwirkung gegenüber bekannten Ausführungen wesentlich
verbessert. Eine weitere Verbesserung der Spülung wird dadurch erzielt, daß die
Nase des Klappervorderteiles im ausgeschlagenen Zustand einerseits in die gesunde
Strömung auf der Flügeldruckseite eintaucht, so daß eine größere Spülluftmenge erfaßt
werden kann, als es bei den üblichen Klappen mit Spülschlitzen der Fall ist, daß
anderseits aber der Klappenvorderteil nur so weit ausgeschlagen wird, daß sich die
Strömung weder vor der Klappernase merklich stauen, noch hinter ihr ablösen kann.
Ferner ist die Klappe so ausgebildet, daß die Sauseite der Gesamtklappe bei der
Betätigung nicht nur- stärker gewölbt wird; sondern daß insbesondere bei. mittleren
und großen Klapperausschlagender Verlauf der Klapperkontur auf der Saugseite auch
an den Scharnierstellen knickfrei oder nahezu knickfrei erfolgt. Zur Erreichung
dieses Zweckes ist es weiterhin notwendig, daß an der Scharnierstelle die Dicke
des Klappervorderteiles im ausgeschlagenen Zustand möglichst stetig in die Dicke
des anschließenden Klapperbeiles übergeht. Die Gesamtklappe muß daher nach der vorliegenden
Erfindung so beschaffen sein, daß bei mittleren und großen Klapperausschlägen ein
gewölbtes Klapperprofil entsteht, dessen Kontur auf der Saugseite ganz oder nahezu
knickfrei verläuft und dessen 1Oäppenvorderteil so in der Strömung steht; daß auch
bei den mittleren und großen Ausschlägen des Gesamtsystems eine wesentliche Stauung
der Strömung auf der Klappensaugseite und eine wesentliche Ablösung und Durchwirbelung
der Strömung auf der K lappendruckseite vermieden wird. Die zuletzt gemachte Vorschrift
setzt voraus, daß der Winkel a. in Abb.3 und 6 ein bestimmtes Maß nicht überschreitet,
das bei etwa 30° liegen möge.
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Um die Spülwirkung noch mehr zu erhöhen, ist es z%veckmäßig, das Gesamtklappensystem
noch weiter zu unterteilen: Man kann beispielsweise das Kläppensystem so ausbilden,
daß sich bei seiner Betätigung weitere Spülschlitze öffnen, die in Schlußstellung
abgedeckt sind. Ausführungsbeispiele zeigen die Abb. q, bis io. Insbesondere zeigt
die Abb. 6 eine Anordnung, bei der durch Freilegung eines Spülschlitzes in der Hauptklappe
zwei gegeneinander geschränkte, profilierte Flügel entstehen, deren vorderer durch
die vordere Klappe im Verein mit dem Kopf der hinteren Klappe gebildet wird, während
der Rest der hinteren Klappe den zweiten Flügel bildet. Anstatt einer mit dem Hinterteil
der vorderen Klappe fest verbundenen NTase kann der Spalt auch durch eine Klappe
abgedeckt werden.
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In der Zeichnung sind. mehrere Ausführungsbeispiele dargestellt.
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Abb. i zeigt in einem Schnitt parallel zur Flugrichtung das hintere
Ende eines Tragflügels mit Klapperanordnung nach der Erfindung, und zwar bei eingeschwenkten
Klappen, d. h. das Klappersystem fügt sich dem ganzen Flügelprofil ein.
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Abb. a zeigt die gleiche Anordnung in Startstellung, Abb. 3 die gleiche
Anordnung in Landestellung.
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Die Abb. q., 5 und 6 zeigen eine sich in zwei Profile auflösende Klappe
'ebenfalls in geschlossener Stellung und in Start- und Landestellung. In Offenstellung
wird dabei der hintere Teil des vorderen Profils durch den vorderen Teil der hinteren
Klappe gebildet.
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Abb. y zeigt ebenfalls in einem Längsschnitt das hintere Ende eines
Tragflügels mit einer Klapperanordnung wie nach Abb. q. bis 6, jedoch ist das hintere
Ende io des festen Flügelteiles i in an sich bekannter Weise so.weit nach hinten
gezogen, d.aß es beide Spalte überdeckt.
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Abb. 8 zeigt die gleiche Anordnung in Landestellung,
Abb.
9 im Schnitt das hintere Ende eine: Tragflügels i mit einer Klap.penanordnung gemäß
der Erfindung, wobei die - Klappe einen zweiten Spalt 12 enthält.
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Abb. io zeigt die gleiche Anordnung in Landestellung.
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Am Ende des Hauptflügels i ist nach sämtlichen Abbildungen das Klappensystem
Z-3 um eine am Hauptflügel gelagerte Achse q drehbar angebracht. An der Nase der
Klappe z ist die Klappe 3 um ein Scharnier 5 verdrehr bar angelenkt. Der Übergang
von Klappe 3 zu Klappe 2 ist so ausgebildet, daß bei großen Ausschlägen der Klappe
beide zusammen ein auf der Saugseite ohne wesentlichen Knick verlaufendes Profil
mit spitzem oder abgerundetem Kopf bilden, dessen Druckseite einen Knick mit in
der Regel stumpfem Winkel aufweist. Das Klappensystem kann so an den Hauptflügel
angelenkt sein, daß in Schlußstellung der Spülschlitz 6 zwischen Hauptflügel und
Hauptklappe auch auf der Saugseite ohne jede Störung des Profils abgeschlossen ist
(Abb. 7). Die Lage der Achse 4. ist aus Zweckmäßigkeitsgründen (Kräfteausgleich,
- möglichst kleiner Widerstand) bestimmt. Wenn es von Vorteil ist, können auch ,4
und 5 -zusammengelegt werden.
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Um die Spülwirkung noch weiter zu erhöhen, können auch in der Hauptklappe
noch ein oder mehrere Spülschlitze angeordnet werden (Abb. ¢ bis io). Wird nur ein
Spülschlitz in der Hauptklappe vorgesehen, so kann dieser in Schlußstellung in an
sich bekannter Weise durch eine nach rückwärts überstehende Nase 8 (Abb. 4. bis
i o) des Flügels 3 oder durch eine mit dem Gesamtklappen- und Flügelsystem in beliebiger,
an sich bekannter Weise gekuppelte Klappe abgedeckt werden. Sind mehrere Spülschlitze
in der Hauptklappe vorhanden (Abb.9 und io), so können diese alle durch vom Gesamtklappensystem
2-3 gesteuerte Abdeckbleche 9 in Schlußstellung auf der Druckseite abgeschlossen
sein. Auf der Saugseite kann man das Ende io des Hauptflügels i so nach hinten ziehen,
daß auch noch ein Teil oder alle der Spülschlitze in der Klappe 2 in Schlußstellung
abgeschlossen sind.
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Bei den vorstehenden Beispielen wurde der Drehpunkt 4. des Klappensystems
2-3 als flügelfest betrachtet (Abb. i bis 8). Es ist aber grundsätzlich möglich,
den Drehpulikt q. durch eine geeignete kinematische Verbindung auch gegenüber dem
Hauptflügel zu verschieben, wobei er auf einer geraden oder gekrümmten Linie von
q. nach q.' (Abb. io) wandert. Durch die auf diese Weise erreichte Vergrößerung
der wirksamen Flügeltiefe kann der Auftriebsbeiwert noch weiter erhöht werden. Abb.
i i und 12 zeigen ein Betätigungsschema für die Klappen, und zwar zeigt :1bb. i
i den Mechanismus bei eingeschwenkten Klappen; Abb. 1,2 bei. ausgeschwenkten Klappc'ii.
Die Bezugszeichen für die Klappen und deren Drehpunkte sind die gleichen wie in
den vorherigen Abbildungen. Die Stange 2o kann in ihrer Längsrichtung verschoben
werden. Der Doppelh ebel2i ist bei 24. gelenkig gelagert. Die Stange 22 ist bei
25 mit dem Doppelhebel 2 i und mit der Stange 20 gelenkig verbunden, ebenso an ihrem
anderen Ende bei 26 mit einem Arm, welcher mit der Klappe 2 starr verbunden ist.
Die Stange 23 ist bei 27 mit dem Doppelhebel 21 und bei 28 mit der Hilfsklappe 3
gelenkig verbunden. Sowohl das Lager für die Achse 2.4 als auch dasjenige für die
Achse q. sind mit dem festen Flügelteil i (vgl. Abb. i bis io) starr oder verschiebbar
verbunden. Im übrigen kann die Betätigung auch auf irgendeine andere bekannte Weise
erfolgen.