-
Flugzeugtragwerk mit Spaltklappe Die Erfindung betrifft solche Flugzeugtrag-oder
Leitwerke, die mit an den Hauptflügeln drehbar angelenkten Klappen. mit-,dazwischen
angeordneten Düsenspalten versehen sind. Derartige Spaltklappen werden vorwiegend
als Ruder und als Landeklappen angewandt wegen ihres größeren Höchstauftriebes im
ausgeschlagenen Zustand, wobei der mit großer Geschwindigkeit aus dem Düsenspalt
austretende Luftstrom das Abreißen der Strömung an der Flügeloberseite bis zu größeren
Anstellwinkeln der Klappe und/oder des Flügels verschiebt. Die Spaltklappen haben.aber
.andererseits die bei ihrer Verwendung als Ruder sehr unangenehme Eigenschaft, daß
sich ihr bei der Betätigung zu überwindendes Klappendrehmoment um die Drehachse
gerade in, der Gegend um die Mittellage ganz unstetig mit dem Klappenausschlag verändert.
Diese im Windkanal gemessene Abhängigkeit des Klappenmomentes vom Klappenausschlag
ist in Abb. i in strichpunktierter Linie dargestellt. Die Unstetigkeit des Momentenverlaufes
wirkt sich besonders störend bei Klappen mit starker Drehachsenrücklage aus, die
bei großen und schnellen Flugzeugen zur Erzielung genügend kleiner Ruderbetätigungskräfte
erforderlich ist. Die Ursache für die Unstetigkeit liegt in dem Verhalten der Spaltströmung.
-
Gemäß der Erfindung soll nun dieser ungünstige Momentenverlauf dadurch
erheblich verbessert werden, daß an der Unterseite des Hauptflügels kurz vor oder
im Einlauf des Düsenspaltes eine Abreißleiste angebracht wird. Mit Hilfe einer solchen
Abreißleisbe gelingt es nämlich, durch Beeinflussung der Spaltströmung einen in
der Abb. i in ausgezogener Linie dargestellten Verlauf des Klappendrehmomentes über
dem Ausschlagwinkel zu erzielen. Die angegebene Maßnahme verringert also, wie ersichtlich,
die ursprüngliche Unstetigkeit des Momentenverlaufes ganz erheblich und schafft
damit erst
die Möglichkeit, große und schnelle Flugzeuge mit angenehm
kleinen Ruderbetätigungskräften zu gestalten unter gleichzeitiger Ausnutzung der
bekannten Vorteile der Spaltklappen.
-
Die Anbringung einer starren Abreißleiste am Spalteinlauf beeinträchtigt
jedoch wieder etwas den erreichbaren Höchstauftrieb des Profils mit ausgeschlagener
Klappe und hat eine aus der Momente nauftragung in Abb. i ersichtliche Vergrößerung
der Betätigungsmomente zur Folge. Die Betätigungsmamente lassen sich nun zwar grundsätzlich
ohne Vergrößerung der Unstetigkeit durch Rückverlegung der Klappendrehachse wieder
verringern; diese Maßnahme ist jedoch wegen der damit verbundenen Verschlechterung
des Düsenspaltes nur beschränkt anwendbar. Aus diesen Gründen ist es vorteilhaft,
die Abreißleiste ein- und ausschiebbar auszubilden und sie nur bei den Klappenstellungen
wirken zu lassen, bei denen die Unstetigkeit auftritt. Einen besonders günstigen
Antrieb für die bewegliche Abreißleiste schafft hierbei eine solche Kupplung des
Verstellweges der Abreißleiste mit dem Ausschlag der Klappe, daß die Abreißleiste
nur über einen Teilbereich des Klappenausschlages .aus der Profilbegrenzung hervorsteht.
Durch diese Maßnahme läßt sich ein in Abb. i gestrichelt eingetragener Momentenverlauf
erreichen, der :nur noch eine sehr geringe Unstetigkeit und etwa gleich große Momente
wie beim Spalt ohne Abreißleiste aufweist.
-
Die stellungsveränderlicheAbreißleiste kann grundsätzlich in jeder
beliebigen Weise gegenüber dem Flügel beweglich ausgebildet werden. Eine besonders
vorteilhafte Ausführungsform stellt jedoch die Ausbildung der Abreißleiste als ein
am Hauptflügel drehbar gelagertes Kläppchen dar, das in der Nicht-Wirklage an den
Flügel anklappbar ist und infolgedessen einen besonders flachen Einbau mit entsprechend
geringer Beeinträchtigung des Flügelinnenraumes gestattet.
-
Um jede störende Einwirkung der Abreißleiste auf andere Bauteile,
z. B. durch zu plötzlichen, schlagartigen Einsatz des Abreißvorganges, durch Schwingungserregung
o. dgl., zu vermeiden, ist es schließlich vorteilhaft, die Abreißleiste in an sich
bekannter Weise mit Durchbrechungen beliebiger Art zu versehen, die eine Unterteilung
der entstehenden Wirbel bewirken.
-
In der beiliegenden Zeichnung ist die Erfindung durch ein Schaubild
und durch mehrere Ausführungsbeispiele für die Erfindung erläutert. Im einzelnen
zeigen: Abb. i ein Schaubild für die Abhängigkeit der Klappendrehmomente vom Klappenausschlag,
' Abb.2 einen Flugzeugflügel mit einer starr an der Einlaufstelle des Düsenspaltes
angeordneten Abreißleiste im Schnitt, Abb.3 und q. zwei verschiedene Ausführungsbeispiele
für stellungsveränderliche Abreißleisten im Teilschnitt, Abb.5 und 6 zwei verschiedene
Ausführungsbeispiele für mit Durchbrechungen versehene Abreißleisten.
-
In der Abb. i läßt die strichpunktierte Linie i den im Bereich der
Klappenmittelstellung stark unstetigen Verlauf des Klappendrehmomentes bei verschiedenen
Klappenstellungen erkennen. Die ausgezogene Linie 2 entspricht einer Anordnung mit
einer starr am Einlauf zum Düsenspalt .angebrachten Abreißleiste. Hierbei ist die
Unstetigkeit im Drehmomentenverl.auf weitgehend beseitigt; es zeigt sich jedoch
in stärkeres Anwachsen der Drehmomente mit dem Klappenausschlag. Die gestrichelt
eingetragene Linie 3 stellt schließlich den Verlauf des Klappendrehmomentes dar.
der durch nur zeitwciiiges Ausfahren der Abreißleiste im Klappenausschlagbereich
mit unstetigem Momentenv.erlauf erzielt worden ist. Der Verlauf der Kurve 3 -zeigt
deutlich, daß durch diese Maßnahme die Stetigkeit' des Klappenmomentenverlaufes
noch weiter verbessert und gleichzeitig der Momentenanstieg mit dem Ausschlagwinkel
wieder verringert wird. Die sich hieraus ergebenden kleineren Ruderbetätigungskräfte
sind für eine bequeme Handhabung der Steuerung von besonderer Wichtigkeit.
-
In dem schematischen Schnitt der Abb.2 ist der Hauptflügel mit q.,
die daran angelenkte Klappe mit 5 und der zwischen diesen angeordnete Düsenspalt
mit 6 bezeichnet. Kurz vor oder im Einlauf des Düsenspaltes 6 ist an der Unterseite
des Hauptflügels 4. eine Abreißleiste 7 angebracht, die durch Beeinflussung der
Strömung im Düsenspalt die beabsichtigte Veränderung des Klappenmomentenverlaufes
bewirkt.
-
In 'dem Ausführungsbeispiel der Abb.3 ist die Abreißleiste 7 derart
stellungsveränderlich ausgebildet, daß diese nur über einen bestimmten Ausschlagwinkelbereich
der Klappe 5 aus der Profilbegrenzungslinie 13 hervorsteht. Zu diesem Zweck steht
die Abreißleiste 7 durch Zwischenglieder g und Führungsglieder 1q., die in Führungsschlitzen
15 gleiten, derart mit dem Klappenbetätigungsgestänge 8 in Verbindung, daß die Abreißleiste
7 nur in der Nähe der Klappenmittelstellung aus der Profilbegrenzungslinie 13 herausragt,
bei größeren Winkelausschlägen der Klappe 5 dagegen mit der Begrenzungslinie bündig
liegt.
-
Bei dem Ausführungsbeispiel der Abb. q. ist die Abreißleiste 7 als
drehbares Kläppchen ausgeführt, das um seine Drehachse 16 aus
der
Profilbegrenzungslinie 13 ausschwenkbar ist. Sein Antrieb erfolgt wieder in Abhängigkeit
vom Ausschlagwinkel der Klappe 5, beispielsweise durch Nocken 17 am Klappenbetätigungsgestänge
8, die über Zwischenglieder 9 die Abreißleiste 7 in der Nähe der Klappenmittelstellung
in die eingezeichnete Wirklage verstellen, während bei ausgeschlagener Klappe 5
die Abreißleiste 7 durch Rückholfedern i o in .das Profil eingezogen wird.
-
In den Abb. 5 und 6 sind schließlich zwei Ausführungsbeispiele für
Durchbrechungen in den Abreißleisten 7 in Form von Löchern i i und Schlitzen 12
veranschaulicht.