DE716274C - Tragflaeche u. dgl. mit Absaugeeinrichtung - Google Patents

Description

• Tragfläche u. dgl. mit Absaugeeinrichtung Vorliegende Erfindung bezieht sich auf Ouertriebskörper, wie insbesondere auf Flügel und Leitflächen für Flugzeuge mit starren oder gegenüber dem Flugzeugrumpf bewegbaren Flügeln (Dreh- öder Schwingenflügel), Luftschrauben- und Windradflügel, und verfolgt die Absicht, mit Hilfe von aus dem Quertriebskörper tierausschwenkbaren Klappen, die in besonders wirksamer Weise zusammen mit geeignet geformten Aussparungen im Qnertriebskörper von der Fahrtströinung der Druckseite betriebene Saugdüsen bilden, das bekannte Verfahren der Grenzschichtabsaugung an Quertriebskörpern praktisch anwendbar zu machen, um hierdurch zu erheblichen Leistungssteigerungen, besonders im Flugzeugbau, zu gelangen.
• Es ist bereits ein Vorschlag bekanntgeworden (britische Patentschrift 4889d2 von V i c k e r s), bei welchem zur Absaugung der Grenzschicht von der Oberseite (Saugseite) eines Tragflügels eine aus seiner Unterseite (Druckseite) tierausschwenkbare Klappe verwendet wird, welche mit dem Flügelhauptteil eine von der Fahrtströmung der Druckseite betriebene Saugdüse bildet. Der Tragflügel besitzt bei diesem Vorschlag auf der Ober- und Unterseite Öffnungen, welche durch innerhalb des Flügels verlaufende Verbindungskanäle (Absaugleitungen) miteinander verbunden sind. Unmittelbar nach vorn anschließend an die Äusmündung des Verbindungskanals in die Flügelunterseite beginnt eine Aussparung im Flügel, welche zur Aufnahme einer Klappe mit tragflügelartigem Querschnitt dient. Diese Klappe kann so nach hinten und unten aus der Aussparung tierausgeschwenkt werden, daß zwischen ihrer gewölbten Oberseite und dem Flügelhauptteil ein sich zuerst verengender und dann wieder erweiternder Düsenkanal gebildet wird, dessen engste Stelle an der Ausinündung des Verbindungskanals in die Flügelunterseite liegt, wodurch eine von der Fahrtströmung betriebene Saugdüse hergestellt wird. Bei eitler ersten Ausführungsform dieses Vorschlages lieät die 2,1-ustrittskante der Klappe iin aus-"efallrenen Zustande unter der Austrittskante des Flügelhauptteils. In einer Entfernung von etwa '/4 der Klappentiefe vor der Flügelhinterka nte durchquert der V erbindungskai:al (die Absaugleitung) den Flügel. Vor seiner _ Busmündung in die Flügelunterseite, von der Flügelnase aus gesehen, endet die Aussparung. in «eiche die Klappe nach einer Verschiebung um etwa s/4 der Klappentiefe nach vorn hineinpaßt. Der ganze Erweiterungsabschnitt der Saugdüse wird also von der Mündung der Absaugleitung an von der Flügelunterseite begrenzt. Das vordere Ende der Aussparung liegt etwa 1g/4 Klappentiefen vor der Flügelhinterkante. Bei einer zweiten Ausführungsform befindet sich die ausgefahrene Klappe unter der vorderen Flügelhälfte und die zugehörige Aussparung wieder um 3/4 der Klappentiefe weiter vorn, demnach kurz hinter der Flügelnase. Da die Absaugöffnung auf der Flügeloberseite ungefähr an der gleichen Stelle wie bei der ersten Ausführung liegt, verläuft die Absaugleitung nach einer Umlenkung zunächst ein langes Stück parallel zur Flügelunterseite nach vorn und biegt dann rechtwinklig nach unten ab, um hinter dem Hinterende der Aussparung in die Flügelunterseite auszumünden. Bei einer dritten Ausführungsform ist der Flügel mit einer Endklappe versehen. Der beim Ausschlag der Endklappe zwischen ihr und dem Flügelhauptteil entstehende Spalt dient als Absaugöftnung, die somit mit größer werdendem Ausschlag der Klappe weiter wird. Der Absaugkanal verläuft dann wie bei der zweiten Ausführungsform zuerst parallel zur Flügelunterseite nach vorn und mündet nach rechtwinkliger Unilenkung wieder in die Flügelunterseite aus, unmittelbar hinter dem Hinterende der Aussparung für die Saugdüsenklappe, die in gleicher Weise wie bei den anderen Ausführungen betätigt wird. Das Ende der Saugdüsenklappe befindet sich 1/e Klappentiefe vor der Anlenkstelle der Endklappe.
• Obgleich der eben beschriebene Vorschlag an sich eine Grenzschichtabsaugung ermöglichen wird, so ist er doch für eine praktische Anwendung in den meisten Fällen ungeeignet. Die Gründe hierfür sind sowohl aerodyijamischer wie konstruktiver Natur. Da bei diesem Vorschlag die obere Begrenzung des Erweiterungsabschnittes der Saugdüse von der Ausmündung der Absaugleitung an von der Flügelunterseite gebildet werden muß, ist der Für die Absaugung wirksamste Klappenausschla.g klein, weil bei größeren Ausschlägen sich die Strömung in der Düsenerweiterung ablöst, wodurch aber die Absaugleistung bzw. der Auftrieb statt größer kleiner wird. Infolge des kleinen praktisch möglichen Klappenausschlages ist aber bei brauchbaren Anstellwinkeln des Flügels keine besondere Druckerhöhung vor der Klappe bzw. Druckerniedrigung hinter der Klappe zu erwarten. Der Druckunterschied, der die Düsenströmung unterhält und damit die Absaugleistung bestimmt, könnte demnach erst bei flugtechnisch nicht mehr ausnutzbaren Anstellwinkeln ein genügendes Maß erreichen. Da aber mit dein Anstellwinkel des Flügels auch die abzusaugende Grenzschichtmenge zunimmt, so wird der überhaupt erzielbare Höchstauftrieb keine besondere Größe haben können. Da die direkt durch den Stau vor der Klappe erzeugte Druckerhöhung auf der Flügelunterseite und die Druckerniedrigung auf der Flügeloberseite, dem kleinen Klappenausschlag entsprechend, gering ist, kann also die Klappe die Wirkung der Absaugung nicht in ausreichendem Maße durch eine Ablenkung der Strömung unterstützen. Je weiter vorn

  die Klappe angebracht ist, um so geringer

  wird diese unterstützende hlappenwirkung,

  also besonders schlecht bei der zweiten und

  dritten Ausführungsform. Bei der dritten

  Ausführung mit Endklappe kommt noch ein

  weiterer Übelstand hinzu; wird nämlich die

  Endklappe nach unten ausgeschlagen, so wird

  durch den Stau vor der Endklappe die Durch-

  strörnung der Saugdüse gestört und damit

  die Absaugung geschwächt. Da die Saug-

  düsenklappe, wie schon erwähnt, nur einen

  kleinen Ausschlag gestattet. darf auch der

  Ausschlag der Endklappe nicht größer wer-

  den, weil sonst die Absaugung völlig unter-

  bunden würde und statt der erwünschten Auf-

  triebssteigerung eine Auftriebsverminderung

  eintreten müßte. Ein günstiges Zusammen-

  arbeiten der Saugdüsenklappe mit der End-

  klappe ist darum nicht denkbar. Bei keiner

  dtr Ausführungen kann die Saugdüsenklapp.-

  wegen der zu kleinen wirksamen Klappenaus-

  schlagwinkel gleichzeitig eine ausreichende

  Ruderwirkung ergeben. Auch eine gemein-

  same Anwendung der Absaugklappe und der

  Endklappe als Ruder hätte bei der dritten

  Ausführungsform aus den nämlichen Grün-

  den wenig Erfolg. Die lange Absaugleitung,

  die auch bei der besten Anordnung immer

  noch den ganzen Flügel durchqueren muß,

  während bei den anderen Ausführungen zu

  einer vielfachen Länge noch eine zweimalige

  Urilenkung hinzukommt, bringt große Druck-

  verluste mit sich, die von der möglichen Ab-

  saugleistung verlorengehen.

  In konstruktiver Hinsicht ist der vor-

  stehend beschriebene Vorschlag ebenfalls nicht

  vorteilhaft. Ohne eine zusätzliche Wirkung,

  etwa durch Vergrößerung der Flügeltiefe, zu

  erhalten, mull die Saugdüsenklappe mittels

  langer, daher schwerer Führungsarme u. dgl. um rund 3/4 ihrer Tiefe nach rückwärts und unten verschoben werden, um in die richtige Lage für die Absaugung zu kommen. Die langen Absaugkanäle stören den Aufbau des Flügels und erschweren den Einbau anderer wichtiger Teile (Tanks, Steuergestänge) und erhöhen das Gewicht des Flügels nicht unbedeutend.
• Die vorliegende Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß auch eine solche von der Fahrtströmung betriebene Absaugeinrichtung nur dann eine Aussicht auf praktische Verwendbarkeit hat, wenn die größte Absaugleistung und Quertriebserhöhung schon bei flugtechnisch ausnutzbaren Anstellwinkeln des Quertriebskörpers erreicht wird, d. h. daß der Klappenausschlagswinkel hierbei etwa die Größe der Deute bei Landeklappen üblichen Ausschlagswinkel erreichen können muß, ohne daß sich die Strömung in der Düsenerweiterung ablöst; der Saugdüsenerweiterungswinkel darf also trotzdem nicht größer werden als beim eben geschilderten @@'orschlag. Die Klappe selbst muß die Quertriebssteigerung durch möglichst große Ablenkung der Strömung unmittelbar unterstützen. Eine etwaige Ruderbetätigung-darf die Absaugung nicht ungünstig beeinflussen. Der Raum innerhalb des Ouertriebskörperprof 1s darf nicht wesentlich eingeschränkt werden, und der Gewichtsaufwand muß in angemessenen Grenzen bleiben.
• Diese Hauptforderungen erfüllt die vorliegende Erfindung. Sie vermeidet aber auch die übrigen Nachteile des vorhin besprochenen Vorschlages in folgender Weise: Erfindungsgemäß werden die zur Absaugdüsenbildung verwendeten, in den Proflumriß einziehbaren Klappen so-betätigt bzw. ist die dazu notwendige Aussparung im Quertriebskörper so gelegen und so geformt, daß die engste Stelle des Saugdüsenkanals schon innerhalb der Aussparung liegt. Die Wand der Aussparung bildet demnach nicht nur wie beim bereits bekannten Vorschlag -den Verengungs-, sondern auch wenigstens den größten Teil des Erweiterungsabschnittes der Saugdüse. Eine solche Klappenanordnung-und Düsenkanalbildung ist zwar schon bekannt (französische Patentschrift 781 731); bei dieser Einrichtung fehlt aber der Absaugkanal zwischen: Oberseite und Aussparung der Tragfläche, tritt also die gemäß der Erfindung erstrebte Wirkung nicht ein. Die Seitenwände der Saugdüsenkanäle werden in mehr oder weniger vollkommener Weise von den Versteifungs- - und Lagerrippen des Quertriebskörpers und gegebenenfalls auch der Klappen dargestellt, so daß die Saugdüsenkanäle meist rechteckigen oder trapezförmigen Querschnitt erhalten. Die Klappen haben meist eine erhebliche Ausdehnung in Richtung der Spannweite und können sich auch ganz über die Spannweite erstrecken. Klappen, die mit der für sie im Profil vorgesehenen Aussparung saugdüsenartige, sich zuerst verengende und dann wieder erweiternde Zwischenräume bilden, sind an sich, wie vorhin erwähnt, schon länger bekannt. Der von ihnen erzeugte Unterdruck kann jedoch schon mangels einer Absaugleitung nicht zur Absaugung der Grenzschicht herangezogen werden, und es wird eine solche bei diesen Anordnungen auch nicht beabsichtigt, es soll vielmehr eine unmittelbare Auftriebserhöhung durch den gesteigerten Unterdruck über der Klappennase hervorgerufen werden. Um aber eine Grenzschichtabsaugung tatsächlich herbeiführen zu können, wird bei vorliegender Erfindung wie beim früher genannten Vorschlag die Stelle großen Unterdruckes (niedrigsten Druckes) im Saugdüsenkanal mittels einer aus Schlitzen, Spalten, Kanälen oder Rohren bestehenden Absaugleitung mit der Saugseite des Quertriebskörpers verbunden und somit erst der Saugdüsenkanal zu einer vollständigen Saugdüse gemacht. Die Absaugleitung mündet also im Gegensatz zum bereits bekannten Vorschlag in die Aussparung, da ja dort die engste Stelle des Saugdüsenkanals liegt. Da die obere Begrenzung der Düsenerweiterung nunmehr in kleinem Winkel oder sogar parallel zur Ouertriebskörperoberseite verläuft und nicht wie beim bekannten Vorschlag von der Quertriebskörperunterseite gebildet wird, ist die Neigung der Düsenachse nach unten um den Winkel, den die obere Begrenzung der Düsenerweiterung bzw. der entsprechende Teil der Aussparungswand mit der Ouertriebskörperunterseite einnimmt, vergrößerbar. Dieser Winkel kann so groß oder sogar größer als der Kantenwinkel des Quertriebskörperprofils sein. Man erhält also bei :gleichem Düsenerweiterungswinkel eine beträchtliche Erhöhung des günstigsten Klappenausschlagswinkels. Hierdurch aber ergibt sich bereits bei praktisch ausnutzbaren Anstellwinkeln des Ouertriebskörpers eine genügende Druck- i erhöhung vor bzw. Druckerniedrigung hinter der Klappe, um einerseits die für diesen Anstellwinkel nötige Absaugleistung der Saugdüse zu gewährleisten, und andererseits wird die unmittelbare Erhöhung des Quertriebs durch die Klappen selbst wesentlich stärker als beim bekannten Vorschlag. Die Absaugleitungen können viel kürzer sein, weil sie nicht mehr wie beim bekannten Vorschlag den ganzen Quertriebskörper durchqueren i müssen, sondern nur das meist sehr dünne Stück zwischen Aussparung und Quertriebskörperoberseite, so dar der Druckverlust in der Absaugleitung auf ein Mindestmaß herabwird. Der Abstand des Hinterendes der Aussparung von der Quertriebskörperhinterkante ist stets viel kleiner als sein Abstand von der 21,usinündung der Absaugleitungen in die Aussparung und deshalb auch immer beträchtlich kleiner als die Hälfte des Abstandes der Ausmündung von der Ouertriebskörperhinterkante. Unmittelbar liiiiter der Ausmündung der Absaugleitungen ist der Abstand der Aussparungswand bzw. der oberen Begrenzung des Erweiterungsabschnittes von der Saugseite des Quertriebskörpers stets kleiner als der von der Druckseite des Quertriebskörpergrundprofils und demnach auch kleiner als die halbe Dicke des Grundprofils an derselben Stelle. Weil die Saugdüsenklappe große Ausschläge machen darf, ohne die Absaugung zu gefährden, kann sie auch als Ruder verwendet werden. Die konstruktive Ausbildung eines Quertriebskörpers mit der neuen Absaugeinrichtung zeigt ebenfalls bedeutende Vorteile gegenüber dem bisherig bekannten Vorschlag. Erstens wird nur die Wand der Aussparung im Quertriebskörper zur Düsenbildung benötigt. Daher kann die Aussparung bis ans Quertriebskörperende verlegt werden und die Anordnung und Betätigung der Absaugklappen ähnlich wie bei den heute üblichen Flügelklappen ausgebildet werden. Der von den Absaugl:lappeii beanspruchte Raum im Profil ist nicht größer als bei den heutigen Klappenanordnungen. Gegenüber der ersten Ausführung des bekannten Vorschlages wird also bei gleicher Klappentiefe der beanspruchte Teil der Quertriebskörpertiefe um rund 4.n M, kleiner, gegenüber den beiden anderen Ausführungen um noch viel mehr. Wegen der geringen Länge der Absaugleitungen wird ihr Raum- und Gewichtsbedarf nur ein Bruchteil von dem beim bekannten Vorschlag. Zur Saugdüsenbildung ist keine erliebliche Verschiebung der Klappe mehr nötig. Es werden also lange, schwere Lagerarme, Führungen u. dgl. erspart, sofern man nicht gleichzeitig eine Tiefenvergrößerung des Quertriebskörpers zwecks weiterer Leistung#,-steigerung beabsichtigt. Ein Quertriebskörper mit solchen neuen Absaugklappen kann unbehindert in jeder Bauweise ausgeführt werden, weil der Raum im statisch wichtigsten Teil des Quertriebskörpers nicht in Anspruch genommen werden muß. Bei gleichen Klappenabmessungen ergibt also die neue Absaugeinrichtung mit erheblich geringerem Bauaufwand eine beträchtlich bessere und vor allem auch praktisch verwertbare Absaugleistung und Quertriebserhöhung.

  Bei der einfachsten Form der Erfindung

  besitzt der 07uertriebskörper eine aus einer

  Aussparung in der Druckseite herausschwenk-

  bare Klappe von erheblicher Ausdehnung in

  Richtung der Spannweite. Der Durchfluß-

  kanal von ungefähr rechteckigem oder trapez-

  förmigein Querschnitt, der beim Ausschlagen

  der Klappe zwischen ihrer Oberseite und der

  Wand der Aussparung entsteht, bildet eine

  sich zuerst verengende und dann wieder er-

  «-eiternde Saugdüse, deren Absaugleitung,

  von der innerhalb der Aussparung liegenden

  Stelle großen Unterdruckes abzweigend, den

  schmalen, zwischen Aussparung und Quer-

  triebskörperoberseite verbleibenden Teil, der

  unter Umständen auf eine einzige Beplankung

  zusammenschrumpfen kann, durchquert und

  in der Absaugöffnung auf der Oberseite

  (Saugseite) endet. Die Ausdehnung der Ab-

  saugleitung bz-w. die Anzahl der Schlitze,

  Rohre u. d-1. in Spannweitenrichtung ent-

  spricht der jeweiligen Klappenlänge.

  Eine noch wirksamere Gestalt erhält die

  Erfindung, wenn man sie an einem Quer-

  triebskörper mit verstellbarem Profil, insbe-

  sondere an einem Quertriebskörper mit End-

  klappe, anwendet oder wenn, mit anderen

  Worten, auch die Wand der Aussparung bei

  der eben-besprochenen einfachen Ausführung

  zum Teil oder ganz schwenkbar oder in ihrer

  Foren und Größe veränderlich gemacht wird.

  Es sind dann also zwei übereinanderliegende

  Klappen (eine Doppelklappe) vorhanden.

  welche in der verschiedensten Weise an den

  Quertriebskörperhauptteil angelenkt sein kön-

  nen. Beide Klappen werden durch unmittel-

  bare Kupplung oder eine geeignete Steuerung g

  so betätigt, dar sie-in zweckmäßiger Art zu-

  satnnienwirken und besonders bei Gebrauch

  der Grenzschichtabsaugung gute Saugdüsen

  bilden. Die Absaugleitung liegt in der ver-

  stellbaren Wand der Aussparung (in der

  Saugseitenklappe). Bei gleicher Düsen-

  erweiterung kann die Strömung viel stärker

  abgelenkt werden als bei der einfachen Aus-

  führung mit starrer Aussparungswand, wo-

  durch bei gleichem Anstellwin@el auch größere

  Ouertriebskräfte erzielt werden. Die obere

  Flappe stört nicht mehr die Düsenströmung,

  da sie selbst die obere Begrenzung der Saug-

  düse bildet; sie unterstützt im Gegensatz zum

  bekannten Vorschlag die Wirkung der unteren

  Klappe. Solche Absaugdoppelklappen können

  mit viel besserer Wirkung als die einfachen

  Klappen auch als Ruder gebraucht «erden,

  weil die beiden Klappen, ohne den Düsen-

  winkel zu vergrößern, in weitem Bereich ver-

  stellt werden können und Ausschläge nach

  beiden Seiten möglich sind. Sie eignen sich

  besonders für über die ganze Spannweite von

  Tragflügeln laufende Auftriebsklappen zurn

  gleichzeitigen Gebrauch als Landehilfe und Quer ruder .
• Eine weitere Ausbildung erfährt die vorliegende Erfindung durch die Anwendung zusätzlicher, die Absaugung verbessernder Mittel. Zur- Steigerung des @bsaugunterdruckes und zur Verbesserung der Düsenströmung werden schmale, gebogene Streifen, im folgenden Düsenstreifen genannt, so in den Hauptsaugdüsenkanal eingesetzt, daß sie Doppel- oder Mehrfachdiisenwirkung hervorbringen können. Durchblasespalte in der Druckseitenklappe oder Blasdüsen an deren Endkante verzögern die Ablösung der Strömung bei größeren Düsenerweiterungen. Stauklappen am Ende der Druckseitenklappe erhöhen das Druckgefälle in der Düse und dadurch den Absaugunterdruck. Kleine Kanten, Zacken oder sonstige Hindernisse, in der Düsenverengung angebracht, steigern künstlich die Turbulenz, um eine Verbesserung der Düsenströmung und eine raschere Vermischung und Fortführung der Absaugluft herbeizuführen.
• Sehr brauchbar für manche Aufgaben ist ferner eine Ausführung der Erfindung, bei der die Absaugleitungen oder die Saugdüsenduerschnitte in an sich bekannter Weise durch besondere Mittel regelbar oder absperrbar sind.
• Diese und einige andere Einzelheiten werden noch genauer bei den nun folgenden Beschreibungen der einzelnen Abbildungen der Patentzeichnung behandelt. Diese Abbildungen geben einen Begriff von der praktischen Durchführung und von der Verwendungsfähigkeit der vorliegenden Erfindung für verschiedene Aufgaben der Flugtechnik. Diese die Gegenstände der Unteransprüche darstellenden Ausführungsformen bilden eine Erfindung nur in Verbindung mit der Vorrichtunz nach dem Hauptanspruch.

  Zu den Abbildungen der Patentzeichnung

  ist noch zu bemerken, daß die im allgemeinen

  Hohlkörper bildenden Teile nur der Deut-

  lichkeit halber wie Vollkörper dargestellt

  sind. Klappen in eingezogener Stellung sind

  gestrichelt gezeichnet.

  Abb. i zeigt an einem Flügel in perspek-'

  tivischer Ansicht die einfachste Anordnung

  eine Saugdüsenklappe 2, die im ausgefahre-

  nen Zustand zusammen mit der Wandung

  der für die Saugdüsenklappe 2 vorgesehenen

  Aussparung in der Unterseite (Druckseite)

  des Flügelhauptteils i einen sich zuerst ver-

  engenden und dann wieder erweiternden

  Saugdüsenkanal 3 von etwa rechteckigem oder

  trapezförmigem Querschnitt bildet. Die Ab-

  saugleitung 4, als Spalt ausgeführt, verbindet

  die Stelle der Aussparung, an welcher im

  Sattgdüsenkanal 3 großer Unterdruck von

  der Saugdüsenströmung erzeugt wird, mit der Absaugstelle auf der Flügeloberseite (Sangseite). Die Absaugleitung geht also ungefähr von der engsten Stelle des Saugdüsenkanals 3 aus, die weit vorn in der Aussparung liegt.
• Abb.2 zeigt in perspektivischer Ansicht die Anwendung der Erfindung an einem Flügel mit Endklappe 32 bzw. eine weitere :'Ausbildung der einfachsten Anordnung nach Abb. i, indem auch die Wand der Aussparung bzw. die obere Saugdüsenwand schwenkbar gemacht ist. Die Saugdüsenklappe :2 (Druckseitenklappe) wird bei Gebrauch der Absaugung weiter als die obere Saugdüsenklappe 32 (Saugseitenklappe) ausgeschlagen und bildet dann mit, dieser und dem übrigen Flügelhauptteil i den Saugdüsenkanal 3. Die wie bei Abb. i ausgeführte Absaugleitung q. liegt in der oberen Saugdüsenklappe 32.
• Abb. 3 zeigt die Einfügung einer aus dem schmalen Düsenstreifen 5 gebildeten zweiten Saugdüse (Doppeldüse) 6 in den großen Saugdüsenkanal3 zur Verstärkung des Absaugunterdruckes. Der Düsenstreifen 5 ist dabei mit einigen dünnen Stegen 18 auf der Nase der Saugdüsenklappe 2 befestigt.
• Abb. 4. zeigt eine sich nach dem Saugdüsenkanal 3 hin keilförmig erweiternde Absaugleitung d. zur Verstärkung des Unterdruckes und Ermöglichung einer engeren Absaugöffnung an der Absaugstelle. Abb. q zeigt ferner noch eine weitere Verstärkungsmöglichkeit des Absaugunterdruckes. Es wird der Saugdüsenaustritt in das Unterdruckgebiet einer aus der Saugdüsenklappe 2 herausgeschwenkten zusätzlichen Stauklappe 7 zeleat.

  Abb. 5 zeigt eine sich nach dem Saugdüsen-

  kanal 3 hin verengende Absaugleitung 4., die

  gegenüber einer sich erweiternden Absaug-

  leitung.wie bei Abb. 4. den Vorteil geringeren

  Reibungsverlustes hat. Außerdem zeigt

  Abb. 5 einen Durchblasespalt 21 in der Saug-

  düsenklappe 2 zur Verbesserung der Saug-

  düsenströmung bei großen Ausschlagwinkeln

  der Saugdüsenklappe 2.

  Abb.6 zeigt am Ende der Saugdüsen-

  klappe 2 eine aus ihr herausgeklappte Blas-

  düsenklappe io, die mit der Saugdüsen-

  klappe 2 eine Blasdüse i i bildet, welche ähn-

  lich wie der Durchblasespalt 21 bei Abb. 5

  der Strömung in der Saugdüsenerweiterung

  neue Energie zuführt und damit zur Vez-

  besserung der Strömung und der Absaugung

  erheblich beiträgt.

  Abb. 7 zeigt in der Saugdüsenverengung

  vor der Einmündung der Absaugleitung 4.

  eine kleine Kante 12 in der oberen Saug-

  düsenwand und unten eine mit einer Ecke 13,

  versehene Saugdüsenklappe 2, um dadurch

  eine Steigerung der Turbulenz und damit

  eine Verbesserung der Saugdüsenströmung

  herbeizuführen. Die Kante 12 begünstigt

  auch den Unterdruck am Ende der Absau-

  leitung und die Mitführung der Absaugluft.

  Abb. 8 und Abb. 9 zeigen als turbulenz-

  erhöhende Mittel auf der oberen Saugdüsen-

  wand kleine Zacken id., welche die vordere

  Wand der als Spalt ausgeführten Absauglei-

  tung begrenzen, auf der Saugdüsenklappe 2

  kleine Spitzen 15.

  _ Diese einzelnen Verbesserungsmittel können

  natürlich zur Erzielung besonders guter Wir-

  kungen auch zu mehreren vereint angewendet

  werden.

  Abb. io zeigt eine Ausführungsform nach

  Abb. i, bei der die Saugdüsenklappe 2 in den

  als Lagerrippen ausgebildeten Lagerarmen 17

  um eine Drehachse 16 schwenkbar gelagert

  ist. Die Erweiterung der Saugdüse nimmt in

  vorteilhafter Weise mit der Größe des Klap-

  penausschlages zu.. Durch die hinter der

  Klappennase liegende Drehachse wird die Be-

  tätigungskraft in bekannter Weise verringert.

  Abb. i i zeigt eine ähnliche Ausführung,

  jedoch mit einer Doppeldüse 6 nach Abb. 3.

  Der Düsenstreifen 5 ist ebenfalls auf der

  Klappennase befestigt. @#@'egen des besseren

  Kraftausgleiches ist diese Anordnung der

  anderen Möglichkeit, den Düsenstreifen 5 am

  Flügelhauptteil i zu befestigen, vorzuziehen.

  Die Saugdüsenklappe 2 ist nur im Vorderteil

  beiderseits beplankt, während der hintere

  Teil mit Rippen versteift ist. Die Absaug-

  leitung und die Saugdüsenverengung ist durch

  -'achinnenhiegen des vor der Absaugöffnung

  liegenden Teiles der Saugdüsenwand herge-

  stellt. Die Rippen zur Versteifung der oberen

  Saugdüsenwand sowie die Lagerarme sind

  hier nicht eingezeichnet.

  Durch andere kinematische Ausbildung der

  Klappenbetätigung erhält man Ausführungs-

  formen, welcbe größere Saugdusenräurne er-

  geben und noch besser als die vorhergehenden

  Anordnungen als Start- und Landehilfe für

  Starrflügelflugzeuge geeignet sind.

  Abb. 12 sowie Abb. 13 und i3 a zeigen in

  geöffneter und geschlossener (Abb. 13a) Stel--

  hing zwei solche Ausführungen, bei .denen die

  Saugdüsenklappen durch Führungen ig und

  Lenker 2o geführt werden. In Abb. 12 ist in

  der Saug düsenklappe 2 zur Verbesserung der

  Saugdüsenströniung ein Durchblasespalt 21

  nach A.bb. 5 angebracht. Die Absaugöffnung

  ist durch eine kurze, sich keilförmig nach dem

  Saugdüsenkanal hin erweiternde Absaug-

  "#itung (wie bei A1>rb, d.) mit dem Saugdüsen-

  canal verbunden.

  :'11b. 1.1 zeigt einen Flügelschnitt mit einer

  @1, 3at,g,-loppell;laplye nach Abb. 2 in einer Aus-

  führung, bei der die beiden Saugdüsenhlappen

  31 und 32 um die gleiche Achse 33 drehbar in

  I den Lagerarmen 17 gelagert sind.

  IM. i5 zeigt eine Absaug=loppellaapp; finit

  Doppeldüse und einem zusätzlichen Atisbla#e-

  l)alt 25 zwischen Flügelhauptteil i und der

  oberen Klappe 32. Dieser Ausblasespalt.25

  soll die Grenzschicht schon vor der Absau--

  öffnung in der oberen Saugdüsenklappe 32 be-

  schleunigen, um dadurch die Absaugung zu

  verbessern.

  Abb. 16 und 16a zeigen in geöffneter bzw.

  geschlossener Stellung eine Absaugdoppel-

  klappenanordnung mit einer Abdeckung 34 des

  Saugdüseneingangs, clie zusammen mit einer

  kleinen Fläche 35 kniehebelartig als Kraftaus-

  gleich wirkt.

  Abb. 17 und 17 a und Abb. 18 und 18 a zei-

  gen geöffnet und geschlossen Absaugdoppel-

  klappen, bei welchen die beiden uin zwei @Jc-

  trennte Achsen 36 und 37 drehbaren Saug-

  düsenklappen 31 und 32 durch Kuppelglieder

  38 gekuppelt sind. Die Druckseitenklappe in

  _',bb. 17 hat zur Verbesserung der SaugAüsen-

  ströniung einen Durchblasespalt 21. Während

  in Abb. 17, 17 a die Oberklappe 32 eine weit

  vorspringende Nase zum Kraftausgleich auf-

  weist, ist in Abb. 18, iga als Ausgleichfläche

  eine Düsenabdecl;urb 39 vorgesehen, die starr

  niit den Kuppelstangen 38 verbunden ist.

  Abb. i9 und iga bringen in geöffneter und

  geschlossener Stellung eine Klapperanord-

  nung, bei der die Oberklappe 32 um eine feste

  Achse 37 mitt: s der Kreisbogenführung -lo

  geschwenkt «-erden kann, während die in der

  Oberklappe 32 mit einer Achse 41 drehbar ge-

  lagerte Unterl,:lappe 3r mit dem aufgesetzten

  Düsenstreifen 5 durch einen min Fliigelliaupt-

  teil i angelenkten Lenker 4.2 zwangsläufig init-

  betätigt wird.

  Abb. 2o und 2o a zei-en geöffnet und ge-

  schlossen eine Ausführung, bei der die Unter-

  klappe 31 mittels der Lenker 43 und -.l an der

  um die feste Achse 37 drehbaren Oberklapp:

  gelenkig aufgehängt ist und durch die

  Stoßstangen 4-5 und _t6, die zweiarmigen 1-1eb@l

  17 und die mit der Oberklappe fest verbunde-

  nün Hebelarme ..18 gesteh. rt wird. Der Düs.n-

  treifen 5 ist diesmal als Beispiel auf di:_@ i

  ()berlclal?pe atifgsetzt.

  Abb. 21 und 21 a zeigen in geöffneter und

  geschlossener Stellung eine Ausführung, bei

  der die Unterklappe 31, welche den Düsen-

  streifen 5 und .den Vor lerteil der oberen Satig- 1

  düsenwand 49 trägt, mittels der in den Lager-

  armen 17 liegenden Führungen 50 und der

  Lenker 51 geführt wird, währen-1 die Ober-

  klappe 32, die vorn an die Unterklappe 31 an-

  g@elenkt ist, hinten durch die Stangen 52 und i

  die durch die Unterklappe hindurchragenden

  Lenker 51 mitbewegt wird.

  In manchen der dargestellten Beispiele könnten die Kuppelstangen und Lenker auch durch andere Getriebeglieder, wie z. -B. Zahnräder- und Schneckentriebe, ersetzt werden.
• Die bisher beschriebenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verändern beim Klappenausschlag die Gesamttiefe des Quertriebskörpers nicht oder nur wenig, was meist wegen der geringen Druckpunktswander ung von Vorteil ist.
• Abb. 22 zeigt die Anordnung einer Absaugdoppelklappe mit Tiefenvergrößerung. Die obere Saugdüsenklappe 32 kann z. B. ähnlich wie in der Abb. ig auf einer Bogenführung laufen, während die Unterklappe 31 durch irgendein Getriebe aus der Oberklappe 32 herausgeklappt wird.
• Abb.23 zeigt eine aus der Saugdüsenklappe 2 herausklappbare zweite S.augdüsenklappe 54., welche mit der Saugdüsenklappe 2 eine Saugdüse 53 bildet, deren Absaugleitung 55 in der Saugdüsenklappe 2 liegt. Durch Absaugen der Grenzschicht von .der Saugdüsenklappe 2 mittels der Saugdüse 53 wird die Strömung in der Saugdüse 3 verbessert.
• Abb. 224 zeigt einen Flügelschnitt mit einer Saugdüsenklappe nach Abb. i mit zwei Absaugleitungen q. hintereinander.
• Es sind auch Ausführungen mit mehreren Saugdüsen und Absaugstellen .möglich.
• Eine sehr brauchbare Form der Erfindung entsteht, wenn man bei Flügeln mit solchen Saugdüsenklappen, wie bereits bei anderen Absaugvorrichtungen vorgeschlagen wurde, die Absaugleitungen regelbar bzw. absperrbar (selbsttätig oder gesteuert) ausbildet. Derartige Absaugregler oder Absaugunterbrecher lassen sich mit Vorteil zur Quersteuerung und Kippsicherung von Starrflügelflugzeugen bei ausgeschlagenen Absauglandeklappen verwenden.
• Abb. 25 zeigt eine Landeklappenanor.dnung nach Abb. io, versehen mit einem Absattgregler, der einfach aus einer schmalen Klappe 58 besteht, welche um .die Drehachse 59 drehbar ist und die vordere Kante ,des Schlitzes bildet, .der die Absaugleitung darstellt. Zwischen der Stellung 58"' und 58' verändert die Klappe 58 .die Querschnitte der Saugdüse und der Absaugleitung, in Stellung 58"' und 58' unterbricht sie die Absaugung; und darüber hinaus, z. B. in Lage 58", läßt sie die Luft nach oben durchtreten, wobei .durch den Stau vor der Klappe 58 eine weitere Verringerung des Auftriebs hervorgerufen wird; der Absaugunterbrecher wird zu einer Störfläche (Absaugunter brecherstörfläche) .
• Abb. 26 zeigt eine Absaugdoppelklappe nach Abb. 1d. mit einem solchen Absaugregler bzw. einer Absaugunterbrecherstörfläche.
• Abb. 27 stellt eine Absaugdoppelklappe mit Doppeldüse .dar, bei welcher .der Düsenstreifen 5 um eine Achse 6o drehbar ist, so claß der Düsenstreifen 5 .als Absaugregler und Absaugunterbrecher wirkt.
• Aus diesen Beispielen geht die Anpassungsf-ihigkeit der Erfindung an die Forderungen hervor, die bereits oben für eine selbsttätige, vom Fahrtstrom betriebene Absaugvorrichtung aufgestellt wurden. Der bedeutende technische Fortschritt, der durch die vorliegende Erfindung erreichbar wird, liegt darin, daß sie es ermöglicht, bei praktisch ausnutzbaren Anstellwinkeln ähnlich hohe Auftriebswerte, wie sie bisher nur an Flügeln mit motorisch angetriebener Absaugpumpe erhalten wurden, auch an Flügeln ohne derartige Pumpe nur mittels leichtbaumäßig ausführbarer, sich gut in das Profil einfügender Klappen in betriebssicherer Weise zu erzielen, wodurch dem Verfahren der Grenzschichtabsaugung ein großer praktischer Anwendungsbereich in der Strömungstechnik, insbesondere im Luftfahrzeugbau, eröffnetwir.d. Wie die Beispiele zeigen, gestattet die Erfindung die Entwicklung neuartiger Landehilfen, ebenso brauchbar erweist sie sich zur Verbesserung der Quersteuerbarkeit und Kippsicherheit von Starrflügelflugzeugen. Es ist z. B. auch möglich, Tragwerke von bereits vorhandenen Flugzeugen ohne große konstruktive Änderungen mit solchen Absaugklappen auszurüsten, um hierdurch die Leistungen dieser Flugzeuge noch nachträglich zu steigern.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Quertriebskörper, wie insbesondere Flügel oder Leitfläche für Flugzeuge mit starren oder bewegbaren Flügeln, Luft--schrauben- oder Windradflügel, mit von der Fahrtströmung betriebener Grenzschichtabsaugeinrichtung, wobei das Quertriebskörpergrundprofil auf seiner Druckseite eine Aussparung aufweist, aus der Klappen so ausgefahren werden können, daß ihre Oberseite mit der Unterseite des Quertriebskörperhauptteiles unter Mit= benutzung der Aussparungswand einen sich zuerst verengenden und ,dann wieder erweiternden Saugdüsenkanal bildet, dessen Unterdruckgebiet mittels besonderer Absaugleitungen mit der Saugseite des Oüertrieb@slcörpers verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparung so geformt ist und .die Klappen (2 bzw. 31) so ausgefahren werden, daß die Aussparungsw and mit der Oberseite der Klappen nicht, wie bereits bekannt, nur den Düseneinlaß, sondern mindestens auch den wesentlichen Teil ,des ,daran anschließenden Erweiterungsabschnittes des Saugdüsenkanals (3) bildet, so daß also der hintere Teil dei Aussparungswand die obere Begrenzung des Erweiterungsabschnittes oder minde- stens seines Hauptteils darstellt, und dal die Absaugleitungen (4), dieAussparungs- wand durchquerend, weit vor dem Hinter- ende der Aussparüng, also innerhalb der- selben, in den Saugdüseiikanal ausmünden, (iaß ferner das Hinterende der Aussparung von der Ouertriebskörperhinterkante stet einen viel kleineren Abstand hat als von der Ausmündung der Absaugleitungen in den SaugdüsenkanaI, und daß, unmittelbar hinter dieser Ausmündung gemessen, die Aussparungswand von der Saugseite des Ouertriebskörpers einen kleineren Abstand liat als von der Druckseite des Ouertriebs- körpergrundprofils. Ouertriebskörper nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß auch die obere, auf der Seite des Ouertriebskörper- hauptteils (i) in der Aussparung liegende Begrenzung des Saugdüsenkanals (3), also die Wand der Aussparung bzw. der über der Aussparung liegende Teil des Quer- triebskörpers. zum Teil oder ganz schwenk- bar ist oder in Form und Größe verändert «-erden kann, wodurch demnach zwei über- einanderliegende Klappen, eine Doppel- klappe, entstehen ("2 und 32 bzw. 31 und 3a), welche in der verschiedensten `reise an den Ouertriebskörperhauptteil (i) an- gelenkt sein können, und daß die Absaug- leitungen den verstellbaren Teil der Wand der Aussparung durchqueren. 3. Ouertriebskörper nach den Ansprü- chen i oder 2, dadurch gekennzeichnet, da?) die Saugdüsenklappen so gestaltet sind und so betätigt werden können, daß sie nicht nur die Saugdüsen formen, sondern zusätzlich noch andere erwünschte Wir- kunen, z. B. Ruderwirkung, ausüben. 4.' Quer triebskörper nach einem der An- sprüche i bis 3, dadurch gekennzeichnet, (laß zur Verstärkung des Unterdrucks an der Einmündung der Absaugleitung noch ein oder mehrere gleich dicke oder proCi- lierte Düsenstreifen (5) von geringer Tiefe so in den Hauptsaugdüsenkanal (3) einge- schachtelt sind, daß sie Doppel- b;,-w. Mehr- fachdüsen wirkung hervorbringen können und wobei die Düsenstreifen (5) mittels dünner Stege (18) entweder auf dem die Absaugleitung enthaltenden Teil oder auf der gegenüberliegenden Saugdüseiiklappe befestigt sind. 5. Ouertriebskörper nach einem der An- sprüche i bis q., dadurch gekennzeichnet, (laß sich die Absaugleitung (4.) von der A:bs.augstelle auf der Saugseite des Quer- triebskörpers bis zur Einmündung in den Saugdüsenkanal (3) hin entweder erweitert oder aber verengt. 6. Ouertriebskörper nach einem der An- sprüche i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Saugdfsenausgang in das Unter- druckgebiet hinter einer aus der unteren Saugdüsenklappe (2, 31) lierausgeschwenk- teii Stauklappe (7) gebracht wird. 7. Ouertriebskörper nach einem der An- sprüche i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß am Saugdüsenausgang BlasdüsenkIap- pen (io) angebracht sind, die mit den Saugdiisenklappen (-a, 31) Blasdüsen (i i ) bilden. Ouertriebskörper nach einem der An- sprüche i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der S,augdüsenverengung kleine tur- bulenzsteigernde Gegenstände angebracht sind oder daß dort die Saugdüsenwandung selbst kleine Kanten oder `Torsprünge auf- weist. 9. Ouertriebskörper nach einem der An- äprüche i bis 8, dadurch gekennzeichnet. daß die unteren .Saugdüsenklappen (2, 31) und unter Umständen auch die Düsen- streifen (5) in die Saugdüsenerweiterung austretende düsenartige Durchblasespalte (z1) aufweisen. io. Ouertriebskörper nach einem @ie@- Ansprüche i bis g, dadurch gekennzeich- net, daß sich vor den absaugenden Klappen ein düsenartiger Ausblasespalt ( 2 5) be- findet. 11. Ouertriebskörper nach Anspzuch oder seinen Unteransprüchen, dadurch ge-- kennzeichnet, daß die beiden Saugdüsen- klappen (2 und 32 bzw. 31 und 32) glicli- zeitig und abhängig voneinanac r durch un- mittelbare Kupplung oder eine entspre- chende Steuerung betätigt werden. 12. Ouertriebskörper nach einem der Ansprüche i bis i i, dadurch gekennzeich- net, daß die Klappen so gelagert oder ge- führt sind, daß ein Teil der Öffnungsarbeit von der Strömung selbst geleistet wird. 13. Ouertriebskörper nach einem der Ansprüche i bis 12, dadurch gekennzeich- net, daß die bei geschlossenen Klappen etwa noch verbleibenden <>ffüungen durch besondere Abrieckklappen (34, 39) ver- schlossen werden, die zwangsläufig bei der Betätigung der Klappen so mitgesteuert werden, daß sie möglichst auch zur Ver- ringerung der Betätigungskraft und Ver- besserung der Saugdüsenwirkung bei- tragen. 14.. Ouertriebskörper nach Anspruch 13. dadurch gekennzeichnet, daß bei Doppel- klappen nach Anspruch 2 oder seinen Unteransprüchen die Abdeckung des Düseneingangs (34) zusammen mit einer weiteren kleinen Fläche (35) kniehebelartig mit dem Innenausgleich der Saug-Seitenklappe (32) verbunden ist. 15. Ouertriebskörper nach Anspruch ii und einem der Ansprüche i2 bis 14., dadurch gekennzeichnet, daß eine der beiden Klappen hinsichtlich der Betätigungskraft überausgeglichen ist und die überschüssige Kraft an die andere abgibt. 16. Ouertriebskörper nach einem der Ansprüche i bis i2, ,dadurch gekennzeichnet, ,daß die Satigdüsenklappen beim Öffnen seine Tiefe stark vergrößern. 17. Ouertriebskörper nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß eine aus der Unterseite der Saugdüsenklappe (2) herausgeklappte kleinere Klappe (5d.) mit der Klappe (2) eine zweite Saugdüse (53) bildet, deren Absaugleitung (55) in der Saugdüsenklappe (2) liegt. 18. Ouertrie@bskörper nach einem der Ansprüche i bis 17, dadurch gekennzeichnet" daß die Absaugleitungen (4) (Absaugöffnungen) oder die Saugdüsenquerschnitte abhängig oder unabhängig von der jeweiligen Stellung der Saugdüsenklappen wenigstens für einen gewissen Bereich der Spannweite durch besondere Vorkehrungen (Klappen, Schieber, Ventile) selbsttätig oder willkürlich regelbar oder absperrbar sind. i9. Ouertriebskörper nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die -,'ibsaugregler bzw. Absaugunterbrecher als Klappen ausgebildet sind, welche ausgeschlagen schon an und für sich eine den Zweck der Absaugregelung anstrebende Wirkung haben, z. B. als Hindernis auf der Saugseite,des Ouertriebskörpers wirken (58). 20. Tragflügel für Starrflügelflugzeuge nach Anspruch i, .dadurch gekennzeichnet, daß er zwei verschiedene Arten von Saugdüsenkl:appen nach den Ansprüchen i und z oder deren Unteransprüchen trägt. 21. Tragflügel für St.arrflügelflugzeuge nach einem der Ansprüche i oder 2 oder einem ihrer Unteransprüche oder nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens je eine der Klappen auf jeder Flügelhälfte gegensinnig zur Erzeugung von Momenten um Längs- und Hochachse betätigt werden kann.