DE723748C

DE723748C - Airplane wing with split flap

Info

Publication number: DE723748C
Application number: DEF88297D
Authority: DE
Inventors: Hans Multhopp
Original assignee: Focke Wulf Flugzeugbau GmbH
Current assignee: Focke Wulf Flugzeugbau GmbH
Priority date: 1940-05-09
Filing date: 1940-05-09
Publication date: 1942-08-10

Description

Flugzeugtragflügel mit Spaltklappe Es sind bereits Spaltklappen zur Auftriebserhöhung an Flugzeugflächen bekannt, die in der Nähe der Flügelhinterkante schwenkbar ,aufgehängt sind und einen düsenartigen Spalt zwischen der Klappenvorderkante im ausgefahrenen Zustande und der Flügelhinterkante bilden. Bei der Verwendung solcher Klappen hat es sich jedoch gezeigt, daß der Düsenspalt bei der Klappenstellung im Schnellflug den Widerstand des Flügels wesentlich vergrößert. Man hat daher auch bereits zur Abdeckung des Düsenspaltes während des Schnellfluges eine an der Klapp.envorderkante angelenkte, als Stauklappe ausgebildete Hilfsfläche vorgeschlagen, die in Abhängigkeit von der Schwenkbewegung der Spaltklappe verschwenkt wird. Derartige Klappenanordnungen verursachen jedoch bei Startstellung einen erheblichen Luftwiderstand, da hinter der Hilfsfläche ein Abreißen der Strömung erfolgt.Airplane wing with slotted flap Slotted flaps are already in place Increased lift on aircraft surfaces known to be near the trailing edge of the wing pivotable, are suspended and a nozzle-like gap between the flap leading edge in the extended state and the trailing edge of the wing. When using such Flaps, however, it has been shown that the nozzle gap in the flap position in the Fast flight significantly increases the drag of the wing. So you also have one on the front edge of the flap to cover the nozzle gap during high-speed flight articulated, designed as a damming flap auxiliary surface proposed as a function of is pivoted by the pivoting movement of the slit flap. Such flap arrangements however, cause considerable air resistance in the take-off position, because behind the auxiliary surface is torn off.

Demgegenüber wird gemäß der Erfindung eine Klappenanordnung vorgeschlagen, die diese Nachteile vetmeidet und dem Bekannten gegenüber eine nennenswerte Auftriebserhöhung ergibt.In contrast, a flap arrangement is proposed according to the invention, which avoids these disadvantages and compared to the familiar a noticeable increase in lift results.

Die Erfindung besteht darin, daß die den Spalt abdeckende Hilfsfläche etwa in der Mitte der Spaltklappe unabhängig von der Spaltklappenbewegung schwenkbar gelagert ist und daß beim Verschwenken dieser Stauklappe aus der Nullage zwischen der Stauklappe und der Spaltklappe ein weiterer Spalt vorhanden ist.The invention consists in that the auxiliary surface covering the gap can be pivoted approximately in the middle of the slotted flap independently of the slotted flap movement is stored and that when pivoting this damper from the zero position between The storage flap and the split flap have another gap.

Hierdurch wird erreicht, daß bei der Landung des Flugzeuges durch den von der Stauklappe erzeugten zusätzlichen Überdruck an der Eintrittsseite des Düsenspaltes mehr Luft als sonst durch den Düsenspalt gedrückt wird, wodurch der Unterdruck sich am Düsenaustritt erhöht und infolgedessen die Strömung am Hauptflügel länger anliegen bleibt, was eine zusätzliche Auftriebserhöhung bedeutet. Da die auftriebserhöhende Wirkung durch. die erfindungsgemäße Stauklappe schon bei kleinen Ausschlägen der Spaltklappe erreicht wird, ist es. möglich, daß der Schwenkpunkt der Spaltklappe weiter nach vorn zur Klappennase verlegt werden kann als bei den bekannten Spaltklappenanordnungen, wodurch eine Gewichtsersparnis bei den Haltegliedern der Spaltklappe und bei dem zugehörigen Betätigungsgestänge erreicht wird. Ferner werden durch die erfindungsgemäße Stauklappenanordnung mindestens die gleichen Auftriebswerte wie sonst nur beim sog. Fowlerflügal erzielt, jedoch mit dem überragenden Vorteil, daß die schwere und komplizierte Kinematik der Halte- und Betätigungsglieder des Fowlerflügels in Fortfall kommt, da die Klappen nur eine Schwenkbewegung ausführen müssen. Ein weiterer beachtlicher Vorteil liegt darin, daß die aus der Größe der auftretenden Kräfte und dem Hebelarm, an welchen sie angreifen, sich ergebenden Momente klein bleiben und ungefähr halb so groß sind als beim Fowlerflügel. Dadurch wird die Anwendung einer wesentlich leichteren Rumpf-und Flügelbauweise ermöglicht, was eine entsprechend erhebliche Ersparnis an Flügel-und Rumpfgewicht bedeutet.This ensures that when the aircraft lands the additional overpressure generated by the damper on the inlet side of the Nozzle gap more air than usual is pressed through the nozzle gap, whereby the The vacuum increases at the nozzle outlet and, as a result, the flow on the main wing remains in contact for longer, which means an additional increase in lift. Since the buoyancy-increasing effect. the damper according to the invention even with small ones Deflections of the split flap reached will, is it. possible that the pivot point of the split flap can be moved further forward to the flap nose can than with the known slotted flap arrangements, which saves weight in the holding members of the split flap and in the associated actuating linkage is achieved. Furthermore, the storage flap arrangement according to the invention at least the same lift values as otherwise only achieved with the so-called Fowlerflügal, however with the outstanding advantage that the heavy and complicated kinematics of the holding and actuators of the Fowler wing is omitted, since the flaps only one Have to perform a swivel movement. Another notable advantage is that that from the size of the forces occurring and the lever arm on which they act, resulting moments remain small and are about half as large as with the Fowler wing. This makes the use of a much lighter fuselage and wing construction possible enables a correspondingly significant saving in wing and fuselage weight means.

Auch bei Startstellung wird durch die erfindungsgemäße Stauklappenanordnung eine erhebliche Auftriebserhöhung erzielt, da durch den stärkeren Luftdurchtritt durch den Düsenspalt und die Weiterleitung der Strömung durch den zwischen der Stauklappe und der Spaltklappe frei bleibenden Spalt an der Spaltklappe sowie wegen des geringen Anstellwinkels der Stauklappe ein Abreißen der Strömung nicht .eintritt, so daß eine beträchtliche Auftriebserhöhung des ganzen Flügels ohne wesentlichen Zuwachs an Luftwiderstand erfolgt.Even in the starting position, the storage flap arrangement according to the invention a significant increase in lift is achieved because of the stronger air passage through the nozzle gap and the forwarding of the flow through the between the baffle flap and the gap flap remaining free gap on the gap flap as well as because of the small At the angle of attack of the damper, the flow does not break away, so that a considerable increase in lift of the entire wing without any significant increase takes place in air resistance.

- Vorteilhafte Eigenschaften bietet die Anwendung der Erfindung auch beim Sturzflug des Flugzeuges. Dabei wirkt die Stauklappe als Luftbremse. Die dadurch sonst entstehenden, baulich kaum tragbaren Kraftmomente werden durch den gegensinnigen Ausschlag der Spaltklappe ausgeglichen, wobei infolge des Spaltes zwischen der Stauklappe und der Spaltklappe die Strömung an der Spaltklappe anliegt. Außerdem wird durch den in dem zwischen Stauklappe und Spaltklappe frei bleibenden Spaltraum entstehenden hohen Unterdruck das Druckniveau in. der sog. Totluft in der Zone hinter der Stauklappe bestimmt und somit der Widerstand der Stauklappe vergrößert. Die Anordnung der Stauklappe hat noch den Vorteil, daß die Klappe durch den Fahrtwind ausgeschlagen wird, wodurch sich die Ausfährzeit wesentlich verkürzt. Auch ist der Gleitwinkel des Flugzeuges durch Änderung der Stellung der Stauklappe steuerbar. Die Stauklappe kann, gegebenenfalls unterteilt, sich über die ganze Flügellänge erstrecken. Besonders vorteilhaft ist es noch, um die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Stauklappe zu erhöhen, wenn an der Flügelhinterk.ante eine weitere Klappe angeordnet ist. Die Klappe dient dann im geöffneten Zustande der Hauptklappenanordnung zur Steuerung des Düsenspaltes und im geschlossenen Zustande der Hauptklappenanordnung zur Unterbrechersteuerung, d. h. zur Quersteuerung des Flugzeuges. Bei der Unterbrechersteuerung ist jedoch eine sehr starke Differenzierung erforderlich, so daß der Ausschlag der Klappe nach unten sehr klein ist, während die Ausschläge der Klappe nach oben groß bemessen werden.The application of the invention also offers advantageous properties when the plane crashes. The flap acts as an air brake. The thereby otherwise occurring, structurally hardly sustainable moments of force are due to the opposing direction The rash of the split flap is balanced out, due to the gap between the baffle flap and the slotted flap, the flow is applied to the slotted flap. In addition, through the gap that arises in the gap that remains free between the storage flap and the gap flap high negative pressure the pressure level in the so-called dead air in the zone behind the damper determined and thus the resistance of the flap increases. The arrangement of the storage flap has the advantage that the flap is knocked out by the wind, which the exit time is significantly reduced. Also is the glide angle of the aircraft controllable by changing the position of the flap. The storage flap can, if necessary divided, extending over the entire length of the wing. Is particularly advantageous it still to increase the effectiveness of the damper according to the invention, if Another flap is arranged on the rear wing edge. The flap then serves in the open state of the main flap arrangement for controlling the nozzle gap and in the closed state of the main flap arrangement for interrupter control, d. H. for lateral control of the aircraft. In the case of the breaker control, however, is a very strong differentiation is required, so that the flap rash after is very small at the bottom, while the upward deflection of the flap is large will.

In der Zeichnung ist eine als Beispiel dienende Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung dargestellt.In the drawing is an exemplary embodiment of the Subject of the invention shown.

Abb. i zeigt an einem schematischen Flügelquerschnitt Anordnung und Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Stauklappe in der Stellung beim Schnellflug.Fig. I shows a schematic wing cross-section arrangement and Mode of action of the flap according to the invention in the position during high-speed flight.

Abb.2 zeigt dieselbe Anordnung in Landestellung, Abb.3 beim Start und Abb. 4. beim Sturzflug.Figure 2 shows the same arrangement in the landing position, Figure 3 at take-off and Fig. 4. during a dive.

Abb. 5 zeigt die Stauklappe in Verbindung mit .einer Hilfsfläche.Fig. 5 shows the flap in connection with an auxiliary surface.

Mit i ist der Hauptflügel und mit 2 die um Punkt 3 schwenkbare Spaltklappe bezeichnet, deren Vorderkante mit der Hinterkante des Hauptflügels i einen Düsenspalt 4. bildet. An der Spaltklappe 2 ist ungefähr in de;r Mitte zwischen Klappennase und Klappenhinterkante bei 5 ein gegen die Luftkräfte aufstellbarer flacher, als. Stauklappe ausgebildeter Klappenkörper 6 angelenkt, der in seiner Nullstellung die Unterseite des Düsenspaltes q. voll abdeckt. Die Stauklappe 6 ist derart ausgebildet, daß nach ihrem Verschwenken in die Wirkstellung ein Spalt 7 zwischen dieser und der Spaltklappe 2 frei bleibt. Zur Regelung des Querschnittes des Düsenspaltes 4. ist an der Hinterkante des vorgelagerten Profils eine schwenkbare Hilfsfläche 8 vorgesehen, die zur Quersteuerung des Flugzeuges dient.With i is the main wing and with 2 the slotted flap that can be pivoted around point 3 denotes whose leading edge with the trailing edge of the main wing i a nozzle gap 4. forms. On the split flap 2 is approximately in the middle between the flap nose and the rear edge of the flap at 5 is a flatter that can be set up against the forces of the air than. Flap formed flap body 6 articulated, which in its zero position the Bottom of the nozzle gap q. fully covers. The storage flap 6 is designed in such a way that that after their pivoting into the operative position, a gap 7 between this and the split flap 2 remains free. To regulate the cross section of the nozzle gap 4. is a pivotable auxiliary surface 8 on the rear edge of the upstream profile provided, which is used for transverse control of the aircraft.

Im Schnellflug (Abb. i) befindet sich die Stauklappe 6 in der Nullstellung, d. h. in der Mittellage, und deckt hierbei den Düsenspalt q. an der Unterseite des Flügels ab. Die Stauklappe 6 besitzt, wie die Abb. i zeigt, eine solche Formgebung, daß sie genau in den Flügelschnitt paßt, d. h. sie besitzt entsprechend gewölbte Anlageflächen, so daß dadurch bei geradegerichteter Spaltklappe 2 relativ zum vorgelagerten Profilkörper bei Abdeckung des Düsenspaltes ein zusammenhängender bündiger Oberflächenverlauf an der Unterseite des Gesamtprofils entsteht.In high-speed flight (Fig. I), the flap 6 is in the zero position, d. H. in the central position, and covers the nozzle gap q. at the bottom of the Wing off. The flap 6 has, as Fig. I shows, such a shape, that it fits exactly into the wing cut, d. H. it has appropriately curved Contact surfaces, so that when straightened slit flap 2 relative to the upstream Profile body with covering of the nozzle gap a coherent flush surface course on the underside of the overall profile.

Bei der 4andung (Abb.2) ist die Spaltklappe 2 nur wenig nach unten ausgeschlagen, während die Stauklappe 6 annähernd senkrecht zur Spaltklappe 2 verschwenkt ist. Die Strömung wird zum Teil durch den Düsenspalt q. gedrücjrt und zum Teil durch den Spalt 7 an der Spaltklappe anliegend weitergeführt. Ebenso wie bei der Landung liegen die Verhältnisse auch beim Start. Jedoch werden beim Start die Spaltklappe 2 und die Stauklappe 6 nur wenig ausgeschlagen (Abb. 3). Dagegen ist beim Sturzflug (Abb. q.) die Spaltklappe 2. etwas nach oben ausgeschlagen, wobei der Düsenspalt mittels, dieser geschlossen gehalten wird. Die Stauklappe 6 ist verhältnismäßig weit ausgeschlagen. Die auf die Stauklappe 6 ausgeübten Lastmomente werden durch die Spaltklappe 2 ausgeglichen. Die großen Kräfte, die auf die Stauklappe 6 wirken, können durch einfache Zugglieder o. dgl. auf den Flügel übergeleitet werden, so daß die praktische Ausführung verhältnismäßig leicht wird. Zur Steuerung des Düsenspaltes ¢ im geöffneten Zustande der Hauptklappenanordnung 2, 6 ist an der Hinterkante des Flügels i eine Hilfsfläche 8 (Abb. 5) angelenkt, welche im geschlossenen Zustande der Hauptklappenanordnung zur Unterbrechersteuerung, d.'h. zur Quersteuerung des Flugzeuges dient, wobei die Hilfsfläche 8-nach unten einen sehr kleinen Ausschlag -Lind nach oben große Ausschläge erhält.At the landing (Fig. 2) the split flap 2 is only slightly down knocked out, while the flap 6 is approximately perpendicular to the Slit flap 2 is pivoted. The flow is partly through the nozzle gap q. pressed and partly continued through the gap 7 on the gap flap. As with the landing, the conditions are also at take-off. However will When starting, the split flap 2 and the storage flap 6 are only slightly knocked out (Fig. 3). On the other hand, during a dive (Fig. Q.) The split flap 2. is knocked out a little upwards, wherein the nozzle gap is kept closed by means of this. The storage flap 6 is relatively far out. The load moments exerted on the flap 6 are compensated by the split flap 2. The great forces acting on the baffle flap 6 act, can be transferred to the wing by simple tension members or the like, so that the practical implementation is relatively easy. To control the Nozzle gap ¢ in the open state of the main flap assembly 2, 6 is on the Trailing edge of the wing i an auxiliary surface 8 (Fig. 5) hinged, which in the closed States of the main flap arrangement for interrupter control, i.e. for lateral control of the aircraft is used, with the auxiliary surface 8-down a very small deflection -Lind receives large rashes upwards.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Wing for aircraft with near the trailing edge of the wing pivotally mounted slit flap, with one to the suction side between the two bodies of the wing narrowing nozzle gap is present and with one on the spatula valve hinged, to cover the nozzle gap in the zero position of the gap flap on the Pressure side of the wing serving, designed as a storage flap auxiliary surface, thereby characterized in that the auxiliary surface covering the Spai'lt approximately in the middle of the Slotted flap is pivotably mounted and independent of the slotted flap movement that when pivoting this Sta * `flap from the zero position, between the storage flap and there is another gap in the gap flap. #

2. hydrofoil according to claim i, characterized in that the direction from the wing root to the wing tip optionally subdivided storage flap extends over the entire length of the wing and in terms of effect with an to be operated independently of the storage flap, the Suction side of the wing and at the rear edge of the same pivotably arranged; the transverse control serving flap (8) is in connection.