JP4944881B2 - 空気力学的に有効な翼のための揚力増強フラップ、特に前縁フラップ - Google Patents

Description

本出願は、２００５年６月１６日に出願した独国特許出願第１０ ２００５ ０２７ ７４９．７号の出願日の利益を請求し、その開示内容をここに参照として援用する。

本発明は、空気力学的に有効な翼のための揚力増強フラップ、特に前縁フラップに関する。

最先端技術により、多数の高揚力要素が知られており、これらは空気力学的に有効な翼の揚力特性を向上させるように設計され、高揚力要素は、翼厚方向における翼形の曲率及び／又は範囲を増加させ、延いては翼の揚力を増加させるために用いられる。

この種の高揚力要素、すなわち流れ方向に関連する構成要素は、翼形前部に設けられ、基本的には、前縁フラップ（本質的に間断なく翼形前部に繋がる）と、前縁スラットに分けられる。そして、前縁スラットの後縁と実際の翼の前部との間にはギャップがあり、このギャップを通して、エネルギーの大きな空気が前縁スラットの下側から実際の翼上部へと導かれる。

境界層剥離の遅れにより、前縁スラットの構成は、着陸態勢において有利であるが、抵抗増加のために、離陸には不利であり、不可避の振動発生及び前記ギャップの領域を通る空気の乱気流により、前記前縁スラット構成は顕著なノイズ源となる。

ＡＩＲＢＵＳ Ａ３８０に適用された周知の解決策は、如何なるギャップも基本的に伴わずに、実際の翼の前部から続く前縁フラップを提供し、この前縁フラップが剛性の高い外形部を有し、引き込み（リトラクト）位置と延長位置との間で該フラップを移動させるという意味において、翼形の下側に設けられた回転軸に関して回動可能である。この装置構成では、フラップの上部後端が、同様に円弧状に湾曲した前翼のエンドカバーに沿って、前記回転軸を中心に円弧を描いて運動し、該エンドカバーから、前縁フラップが基本的に如何なるギャップも伴うことなく続く。

さらにまた、可変曲率を有する柔軟なシェルを備えた、多くの前縁フラップが知られており、その回転軸はまた翼形内に設けられる。この種の前縁フラップは、例えば米国特許第４４７５７０２号、米国特許第６０１５１１５号、米国特許６７９６５３４号、米国特許４２００２５３号、米国特許４５５３７２２号、及び欧州特許０３０２１４３号に記載されている。可変曲率を有するこの種の前縁フラップは、それらの設計上の複雑さが増すだけでなく、所望の精度で所定の翼形を維持することが難しい結果として、不利益を伴う。可変曲率を有する別の前縁フラップは、米国特許第４６５０１４０号及び米国特許第４７０６９１３号から公知である。

米国特許第５９２７６５６号には、高剛性の外形部を有する前縁フラップが記載され、この前縁フラップは、レバー機構を用いることにより、キャリーイング・ウィング（ｃａｒｒｙｉｎｇ ｗｉｎｇ）の前翼エンドカバーに対して調整でき、フラップと前翼エンドカバーとの間には、空気が翼形の下側からその上部へと流れることができるギャップが残る。

欧州特許第１００７７５号により、翼形の下方にある回転軸を有する前縁フラップが公知であり、翼上部の前縁フラップには長い可撓性シェルが設けられ、これらは翼の下側で閉じられていない。

最後に、米国特許第５４４８４７号及び米国特許第５８３９６９９号から公知とされる高揚力装置では、前縁スラットが、翼形の下側、つまり圧力側にある仮想回転軸に関して円弧状に湾曲したガイドレールによって翼構造部に関連して延びる。延長状態において、前縁スラットと翼構造部との間にはギャップがあり、このギャップのせいで、エネルギーの大きい空気が翼の下側からその上部へと流れることができる。前縁スラットの後部には、強い渦領域が発生して、ノイズを引き起こし、抵抗を増加させる。

本発明の目的は、空気力学的に有効な翼のための揚力増強フラップ、特に前縁フラップを提供することにあり、この揚力増強フラップを用いることで、ノイズの発生を抑えるとともに抵抗の増加を低く保ちつつ、揚力増加を良好に実現できる。

上記目的は、請求項１の特徴を有する揚力増強フラップによって達成できる。

本発明による揚力増強フラップの有利な例示的実施形態については、従属請求項に記載されている。

本発明によれば、予め定められた翼形を有する空気力学的に有効な翼、特に航空機のキャリーイング・ウィング（エアフォイル）のための揚力増強フラップ、特に前縁フラップが得られる。翼は翼ボックスを備え、これは第１の側で第１外板を有し、その反対側の第２の側で第２外板を有するとともに、フラップに向いた端部で翼端カバーを有しており、該翼端カバーはその少なくとも一部が翼形状において第１外板から続く。このフラップは、翼の第１の側から第２の側へと移行させる、基本的に剛性の高い主部と、翼の第１の側に面した第１移行領域と、翼の第２の側に面した第２移行領域を備えており、フラップは、該フラップと翼ボックスとの間に連結された保持及び駆動機構によって、第１の引き込み位置、つまり前記フラップが翼端カバーの大部分に重なる位置と、第２の延長位置、つまり前記フラップが翼端カバーの一部に重なる位置との間で、調整可能とされる。フラップの第１移行領域は翼の第１の側に面し、各位置において基本的にギャップなしで、第１外板及び／又は第１外板から続く翼端カバーに支えられるように、前記翼端カバーに対してスライド可能である。本発明では、フラップを第１の位置と第２の位置との間で位置決めし、その際、フラップは翼ボックスに対して角度をなすと同時に、仮想回転軸、すなわち第１外板とは反対側で、翼形の外部にある軸を中心に翼形を延長させる。フラップの第２移行領域は、翼の第２の側に面し、各フラップ位置において、基本的に如何なるギャップをも生じさせることなく、第２外板から閉鎖される。

本発明による揚力増強フラップは、外形全体に亘って好ましい流線形の設計とされた、全体的により連続的な外形状を可能にし、これにより翼形についての高いサクションピーク（負圧ピーク）の低減及びプロファイル飽和（ｐｒｏｆｉｌｅ ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ）の回避又は遅延をもたらす。この外形状は、従来のフラップと比較して、翼の両側で殆ど安定しており、抵抗及びノイズを低減させる。従来の前縁フラップと比べて、揚力が明らかに増加し、この増加は、安定したファウラー運動の意味での、翼厚方向における外形曲率の増加とともに外形の延長によるものである。翼の下側の渦領域を回避することで、向上した空気力学的特性、つまりノイズ発生量及び抵抗の減少がもたらされる。設計段階で、フラップの延長の間に生じる角度及びファウラーパスを、従属関係における広い制限内で選択できる。外形上部にギャップがなく、フラップの後部に遮蔽された渦領域がない結果、ノイズ及び抵抗が減少する。

本発明の実施形態によると、仮想回転軸、つまり、これを中心にフラップが調整可能とされる軸の位置は、フラップの位置に応じて、規定された曲線に沿って可変である。

しかしながら、本発明の有利な実施形態によれば、フラップが調節可能である仮想回転軸は、全てのフラップ位置について変化しない。

本発明の一実施形態によれば、保持及び駆動機構がガイドロッドリンケージを含み、これは翼ボックスとフラップとの間に連結され、前記保持及び駆動機構は前記ガイドロッドリンケージに作用する調整駆動部により駆動可能とされる。

本発明の有利な実施形態は、ガイドレールを含む保持及び駆動機構を提供し、該ガイドレールは翼ボックスとフラップとの間に連結されて、基本的に翼厚方向に延びており、保持及び駆動機構は、ガイドレールに作用する調整駆動部によって駆動可能とされる。

本発明の好ましい実施形態によれば、ガイドレールは、仮想回転軸を中心とする円弧状をなし、翼端カバーが翼形状において第１外板から少なくとも部分的に続き、該カバーもまた仮想回転軸を中心として円弧状をなすことで、フラップの調整時に、該フラップの第１移行領域が、円弧状に湾曲した翼端カバーに沿って円運動により移動可能である。

本発明の有利な実施形態によれば、フラップの第２移行領域は翼の第２の側に面し、該移行領域は、応力外皮ウィングパネル上に形成される。該パネルはフラップにおける剛性の高い主部のシェルから続き、翼の第２外板へと延びており、第２移行領域が、第２外板に対するスライドのために設けられるが、これは、あらゆるフラップ位置において、基本的にギャップなしで、第２外板へと移行させるためである。

本構成において、第２外板の領域は、フラップの調整時に該領域に沿ってフラップの第２移行領域が第２外板に対してスライド可能とされ、この第２外板の領域は、仮想回転軸に関して基本的に接線方向に延びる場合に有利となる。

本発明の有利な実施形態によれば、第２移行領域は、フラップの高剛性の主部から続く応力外皮ウィングパネルの柔軟な領域によって形成される。

本発明の有利な実施形態によれば、柔軟な領域は、フラップの高剛性の主部から続く応力外皮ウィングパネルの端部に設けられる。

本発明の有利な実施形態によれば、応力外皮ウィングパネルは、フラップの高剛性の主部から続く、第１の高剛性パネル領域を備え、該パネル領域から続いて第２移行領域を形成する、第２の柔軟なパネル領域を備える。

有利には、第１の高剛性パネル領域の内側において、基本的に翼厚方向に延びる強化リブが設けられる。

好ましくは、柔軟な領域が、フラップの高剛性の主部から続く応力外皮ウィングパネルの端部に設けられ、この柔軟な領域は、第２外板に支えられるシールリップの形状に設計される。

本発明の有利な実施形態によれば、保持及び駆動機構は、円弧状をした複数のガイドレールを備え、該ガイドレールは、それらの曲率中心を含む仮想回転軸に関して翼長方向において配置される。

本発明の有利な実施形態によれば、円弧状をしたガイドレールが複数存在し、該ガイドレールは翼長方向において離間して配置され、同一の曲率半径を有する。

本発明の他の有利な実施形態によれば、円弧状をしたガイドレールが複数存在し、各ガイドレールは、翼長方向において離間して配置され、翼長方向において小さくなる、異なった曲率半径を有する。

本発明の一実施形態によれば、翼形状の少なくとも一部において第１外板から続く翼端カバーが、翼長方向において一定の曲率半径を有する。

本発明の好ましい実施形態によれば、翼形状の少なくとも一部において第１外板から続く翼端カバーが、翼長方向において減少する曲率半径を有する。

好ましくは、ガイドレール及び翼端カバーの曲率半径が、翼長方向において同じ比率で小さくなる。

本装置構成によれば、フラップの主部は、ガイドレール及び／又は翼端カバーの曲率半径の減少を伴って、翼長方向でテーパー状をなすことが好ましい。

本発明の有利な実施形態によれば、リセス部又は窪みが第２外板に設けられ、これは第２外板の方に延びる応力外皮ウィングパネルを受け入れるためにあり、このリセス部又は窪みにより、フラップの応力外皮ウィングパネルから翼ボックスの第２外板への基本的に滑らかな移行が、引き込まれたフラップ位置で少なくとも生じる。

本装置構成において、リセス部は基本的に、第２外板の方に延びる応力外皮ウィングパネルの厚みに対応する深さを有する。

本発明の有利な実施形態によれば、駆動機構に含まれるガイドレールが、調整駆動部の駆動ピニオンによって駆動可能な歯付ラックとされ、この駆動ピニオンが前記歯付ラックと噛み合う。

好ましくは、ガイドレールがガイドローラによって案内される。

本発明の有利な実施形態によれば、ロック装置が翼ボックスに設けられ、ロック装置を用いて、フラップの応力外皮ウィングパネル、つまり第２外板の方に延びる応力外皮ウィングパネルが、フラップの引き込み位置において翼ボックスに対してロック可能とされる。

特に本装置構成では、ロック装置をクルーズローラによって形成できる。

好ましくは、フラップの側面において封鎖（シーリング）装置が設けられ、外部に対してフラップを空気力学的に封じ込める。

この封鎖装置は、互いにスライド可能な側面パネルを備えることができる。

本発明の有利な実施形態によれば、フラップにおける高剛性の主部のシェル、及び／又は第２外板の方へ延びる応力外皮ウィングパネルの高剛性領域が、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）から形成される。

さらに、本発明の有利な実施形態によれば、第２外板に向けて延びる応力外皮ウィングパネルの柔軟な領域が、ガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）から形成される。

以下、本発明の典型的な実施形態について、図面を参照して説明する。

図において、同一又は同様の構成要素については、同一又は同様の参照符号を付している。

図１は、キャリーイング・ウィングの前部領域の断面を示し、その全体を参照符号１０で示しており、キャリーイング・ウィングには、前縁フラップ２０の形態で揚力増強フラップが設けられている。

翼１０は翼ボックス１０ａを有し、その上には第１外板１１が設けられ、その下方には第２外板１２が設けられている。翼ボックスの前部では、外板１１、１２が、スパー１３によって画成空間で互いに保持されている。前方、すなわち、フラップ２０に対向する端部に向けて、翼形をなす第１外板１１は翼端カバー１４と部分的に繋がる。

フラップ２０は、前方に向けて翼形が終りとなるシェル２１ａを有する主部２１を備える。主部２１及びそのシェル（２１ａ）の構成部は高い剛性をもつ。

主部２１の下側では、シェル２１ａが、応力外皮ウィングパネル２２によって、翼ボックス１０ａの第２外板１２に向かう方向に続く。前記応力外皮ウィングパネル２２は、主部２１のシェル２１ａに対して堅固に接続され、翼ボックス１０ａの第２外板１２を向いた端部において、第２外板１２に対してスライド可能に配置される。応力外皮ウィングパネル２２の内側には、複数の補強リブ２５が設けられており、これらは基本的に翼厚方向に延び、応力外皮ウィングパネル２２を安定させて、この外皮ウィングパネル２２がその形状を保つように寄与する。

側面、すなわち図１において前縁フラップ２０の後端部の側面には、互いにスライド可能な側面パネル２６、２７が設けられており、側面パネル２６、２７は外部に対してフラップ２０を空気力学的に閉鎖する。

スパー１３の底端部であって、フラップ２０に対向するその側面には、翼長方向に延びる補強片２９を設けることができ、この補強片２９は、図１ａ）の拡大断面図に例示するように、４分の１円状をした断面をもち、翼ボックス１０ａとフラップ２０との間の移行部で剪断力を吸収するために用いられる。

応力外皮ウィングパネル２２は高剛性領域２２ａを有し、これはフラップ２０の主部２１と隣接し、その後部において前述の補強リブ２５によって安定化され、さらには柔軟な領域２２ｂを有し、該領域は、応力外皮ウィングパネル２２が翼ボックス１０ａの第２外板１２に支えられる場所に位置する。

図２ａ）及び図２ｂ）に示すように、フラップ２０は前縁フラップとして、翼１０の付根近くに設けることができ、あるいは該フラップは、翼１０の翼長方向における、さらに大きな領域に亘って延在することができる。図１の断面図は、図２ａの線Ａ−Ａに沿って切断した図である。

図３は、全体に参照符号２３を付した保持及び駆動機構を概略的に示す。本機構はフラップ２０を翼ボックス１０ａに対して保持し、第１の引き込み位置と第２の延長位置との間の調整という意味においてフラップを調整できるように機能し、当然ではあるが、前記フラップ２０を両位置の間で任意の所望位置に調整する役目をもつ。

この保持及び駆動機構２３はガイドレール２３ａを備え、これは円弧状に湾曲し、すなわちその曲率が一定とされ、ガイドレール２３ａの曲率中心が仮想回転軸３０を規定し、この軸を中心としてフラップ２０は、その調整の間、円弧状の軌道上でスライド可能である。

図１に示すように、翼端カバー１４は、翼前部にて第１外板１１から続いており、仮想回転軸３０（図１に半径矢印で示す）を中心として円弧状に湾曲した領域を形成し、この回転軸３０に関してフラップが調整時に移動する。このことは、フラップ２０の調整移動中に、第１外板１１に対向した、フラップ２０の端部によって、つまり図の上端であるフラップ２０の端部によって規定される第１移行領域２０ａが、基本的に常時、如何なるギャップをも伴わずに翼端カバー１４で支えられることを意味する。第２移行領域２０ｂ、つまり翼１０の下側でフラップ２０が第２外板１２の外形部へと移行する領域は、応力外皮ウィングパネル２２の後端、すなわち第２の柔軟なパネル領域２２ｂの端部によって規定される。

仮想回転軸３０の方を向いた側、すなわち図３においてガイドレール２３ａの下側において、該ガイドレール２３ａは歯列部を備え、これは回転駆動装置（図示しない）の駆動ピニオン２３ｃの歯列部と噛合する。こうして、ガイドレール２３ａは駆動ピニオン２３ｃと噛み合う歯付ラックを形成し、フラップ２０は駆動ピニオン２３ｃを駆動する回転駆動装置によって調整可能である。図示の典型的な実施形態では、説明の目的で概略的に示しているが、ガイドレール２３ａは翼ボックス１０ａにしっかりと保持される一方で、駆動ピニオン２３ｃ及びその回転駆動装置（図示せず）はフラップ２０の内部に設けられていて、前記フラップ２０とともに移動可能である。勿論、これとは逆に、ガイドレール２３ａが前記フラップ２０に対してしっかりと接続され、該フラップ２０とともに移動でき、また駆動ピニオン２３ｃ及びその回転駆動装置を翼ボックス１０ａに設けるようにした構成を提供することも可能である。

フラップ２０は、ガイドレール２３ａに対して静止して配置され、翼ボックス１０ａに対して移動可能なように、駆動機構２３によって保持される。保持及び駆動機構２３の適正な動作は、ガイドローラ２３ｂ、駆動ピニオン２３ｃ、回転駆動部（図示せず）によって保証され、これらは全て、図３に例示した実施形態において、フロントスパー１３に配置される。

図５ａ）乃至ｅ）は、図１に示したのと同様の、翼ボックス１０ａの前部領域及び前縁フラップ２０の断面図を示す。

図５ａ）は、図１のフラップ２０を完全に引き込んだ第１位置を示しており、この位置では、フラップが翼端カバー１４の大半を覆っており、よって翼前縁での翼形をなし、翼１０の巡航時の構成を形成する。

図５ｅ）は、完全に延びた第２位置でのフラップ２０を示しており、この位置では、フラップ２０が翼端カバー１４のほんの一部に重なっている。この位置は、離陸及び／又は着陸時の構成を示し、本構成にて最大揚力が達成される。フラップ調整はファウラー運動の意味において行われ、外形曲率の増加は同時に、翼厚方向の翼形の拡張と関係する。

図５ｂ）乃至ｄ）には、３つの中間位置を示す。

図５ａ）乃至ｅ）の比較から明らかなように、フラップ２０が拡張する間、第１外板１１に向いた第１移行領域２０ａは、仮想回転軸３０（図１参照）に関する円弧状の経路で移動するのに対し、第２移行領域２０ｂ（応力外皮ウィングパネルの端部に位置し、フラップ２０の拡張移動の間、第２外板１２に対向する）は、翼厚方向において第２外板１２に沿って前方に引き出される。この進行中、応力外皮ウィングパネル２２の第２移行領域２０ｂは常時、基本的に如何なるギャップも伴うことなく、第２外板１２で密接に支えられたままである。このように、あらゆる位置、すなわち図５ａ）に示す第１の引き込み位置、図５ｅ）に示す第２の延長位置、そして、図５ｂ）乃至ｄ）に示す任意の中間位置において、フラップ２０は基本的に如何なるギャップも伴うことなく、常に第１外板１１で密接に支えられ、及び／又は翼端カバー１４に密接に支えられ、また、第２外板１２に密接に支えられる。

図４の斜視図に示すように、上記の通り、応力外皮ウィングパネル２２は、翼ボックス１０ａの第２外板１２の方向においてフラップ２０の主部２１から続き、該パネルは、その一方において、主部２１の近くに位置する、第１の高剛性パネル領域２２ａによって形成され、他方では、主部２１からさらに離れて位置する、第２の柔軟なパネル領域２２ｂによって形成される。この柔軟なパネル領域２２ｂは可撓性シールリップを形成し、これは、翼ボックス１０ａの第２外板１２に支えられるように設けられる。

応力外皮ウィングパネル２２が繊維強化プラスチック材料で形成される場合に、第１の高剛性の領域２２ａは、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）から形成することが好ましいのに対し、シールリップを形成する第２の柔軟なパネル領域２２ｂは、ガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）から形成できる。フラップ２０のシェル２１ａ、つまり翼の前縁をなすシェル２１ａはまた、剛性の高い方法で、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）により形成できる。好ましくは、強度を増すために、シェル２１ａ及び第１の高剛性パネル領域２２ａは一体に設計され、つまり一体物で作られる。パネル領域２２ａ及び２２ｂは、リベット接続又はネジ締結又は他の適切な方法で相互に接続できる。

図１及び図４に示す側面パネル２６、２７、つまり互いにスライド可能な側面パネル２６、２７は、長さが可変の連結要素によって翼ボックス１０ａに接続される。

図１に示すように、第２外板１２（これに沿って、第２移行領域２０ｂ、つまり図示の典型的な実施形態では、可撓性シールリップとして設計される第２パネル領域２２ｂが、第２外板１２に対してフラップ調整中にスライド可能である）は、仮想回転軸３０に対して基本的に接線方向に配置される。このことは、第２外板１２に沿った第２移行領域２０ｂについての、前述した引きずりの動きが、この位置で、第２パネル領域２２ｂのほんの僅かな変形を要するに過ぎないことを意味する。

翼長方向で見ると、図示した実施形態の保持及び駆動機構２３は、図３に示すように、この方向にて互いに離間された、円弧状をした複数のガイドレール２３ａを備える。これらのガイドレール２３ａの曲率中心は仮想回転軸３０上に配置され、すなわちガイドレール２３ａの移動、延いてはフラップ２０の移動が仮想回転軸３０に関して行われ、この軸は翼長方向に延びるが、図１では、回転軸３０を単に１点で示している。

これらの円弧状ガイドレール２３ａは、互いに離れるように翼１０の翼長方向において配置され、各ガイドレール２３ａは同一の曲率半径をもつことができ、あるいは翼長方向において通常は減少する異なる曲率半径をもつことができる。

翼端カバー１４は、翼形状において第１外板１１から前方に続き、通常、翼長方向に減少する曲率半径をもつ。該方向ではまた、フラップ２０の主部２１のテーパー形状が関係する。このような構成では通常、ガイドレール２３ａ及び翼端カバー１４の曲率半径が同じ比率で減少する。

図１及び特に図１ｂに示す拡大詳細図から分かるように、第２外板１２には、応力外皮ウィングパネル２２の端部、つまり、前記第２外板１２に向けて延びる端部を受け入れるように設計したリセス部２４が設けられ、このリセス部により、少なくともフラップの引き込み位置において、フラップ２０の応力外皮ウィングパネル２２から、翼ボックス１０ａの第２外板１２への基本的にスムーズな、つまり段差なしの移行が得られる。このリセス部２４の深さは基本的に、応力外皮ウィングパネル２２の厚さに対応する。

フラップが引き込まれる際、つまり、図１及び図５ａに示す巡航時の位置にフラップが来たときに、翼ボックス１０ａに対してフラップ２０の応力外皮ウィングパネル２２をロックするため、翼ボックス１０ａのスパー１３近くの、応力外皮ウィングパネル２２の内部に、公知のクルーズローラの形態でロック装置を設けることができるが、このロック装置は図１で特に示していない。

フラップ２０が第１外板１１又は翼端カバー１４に対して、基本的にギャップなしで移行すること、つまり、一方では第１移行領域２０ａにて前記第１外板１１から続き、他方では第２移行領域２０ｂにて第２外板１２へと繋がることは、完全な翼形全体をもたらし、これは如何なる断絶部もなく、顕著な揚力増加を伴い、抵抗が小さくノイズ発生の少ない空気力学的に好ましい流線形の設計と関連する。本装置構成は、それが翼形全体の基本的に連続した全形状を提供し、この形状は翼の下側に渦領域がなく、渦の発生に寄与する、他の遮蔽された風下領域がないという点で、特に有利である。

「備える」という語は、その他の要素又はステップを排除せず、「１つの」は、複数を排除しないことに注意を要する。また、異なる実施形態に関連して記載した要素は、組み合わせることができる。請求項の参照符号が請求項の範囲を制限するものとして解釈すべきでないことにも注意を要する。

本発明の例示的実施形態による揚力増強フラップを有する空気力学的翼の部分断面図である。 図１の詳細部の拡大図である。 図１の詳細部の拡大図である。 図示の典型的な実施形態による揚力増強フラップを有する空気力学的翼の底面図であり、図１の断面図は、図２ａの線Ａ−Ａに沿う図面である。 図示の典型的な実施形態による揚力増強フラップを有する空気力学的翼の斜視図である。 図１の典型的な実施形態による揚力増強フラップの斜視図であり、該フラップの保持及び駆動機構を概略的に示す。 図１の揚力増強フラップについて、翼を示すことなく別の角度から見た斜視図である。 引き込み状態で図１の揚力増強フラップを示す断面図である。 各種状態で図１の揚力増強フラップを示す断面図である。 各種状態で図１の揚力増強フラップを示す断面図である。 各種状態で図１の揚力増強フラップを示す断面図である。 各種状態で図１の揚力増強フラップを示す断面図である。

符号の説明

１０ 翼
１０ａ 翼ボックス
１１ 第１外板
１２ 第２外板
１３ スパー
１４ 翼端カバー
２０ フラップ
２０ａ 第１移行領域
２０ｂ 第２移行領域
２１ 主部
２１ａ シェル
２２ 応力外皮ウィングパネル
２２ａ 第１パネル領域（高剛性）
２２ｂ 第２パネル領域（可撓性）
２３ 保持及び駆動機構
２３ａ ガイドレール
２３ｂ ガイドローラ
２３ｃ 駆動ピニオン
２４ リセス部
２５ リブ
２６ 側面パネル
２７ 側面パネル
２８ 連結要素
２９ 補強片
３０ 仮想回転軸

Claims (27)

1. 揚力増強フラップを含む、規定の翼形を有する空気力学的に有効な翼のための、揚力増強フラップであって、
   翼（１０）は翼ボックス（１０ａ）を備え、該翼ボックスは、第１の側で第１外板（１１）を有し、かつ反対側の第２の側で第２外板（１２）を有し、フラップ（２０）に対向する端部で翼端カバー（１４）を有し、該翼端カバーの少なくとも一部が翼形状に追従しており、前記フラップ（２０）は、翼（１０）の前記第１の側から前記第２の側へと移行させる、基本的に剛性の高い主部（２１）と、翼（１０）の前記第１の側に面した第１移行領域（２０ａ）と、翼（１０）の前記第２の側に面した第２移行領域（２０ｂ）を備え、前記フラップ（２０）は、該フラップ（２０）と翼ボックス（１０ａ）との間に連結された保持及び駆動機構（２３）によって、前記フラップ（２０）が前記翼端カバー（１４）の大部分と重なる第１の引き込み位置と、前記フラップ（２０）が前記翼端カバー（１４）の一部と重なる第２の延長位置との間で調整可能とされ、
   前記フラップ（２０）の前記第１移行領域（２０ａ）は、翼（１０）の前記第１の側に面しており、基本的にギャップなしで、前記第１外板に対して及び／又は前記第１外板から続く前記翼端カバー（１４）に対して、あらゆる位置で静止するようにスライド可能とされ、前記フラップ（２０）は、翼ボックス（１０ａ）に対する角度を得るとともに、前記第１外板（１１）の反対側で翼形外部にある仮想回転軸（３０）に関する翼形の延長によって、第１の位置と第２の位置との間で位置決め可能とされ、前記フラップ（２０）の第２移行領域（２０ｂ）は、翼（１０）の前記第２の側に面し、各フラップ位置において、基本的に如何なるギャップも生じないように前記第２外板（１２）から閉鎖され、
   前記フラップ（２０）の前記第２移行領域（２０ｂ）は前記翼（１０）の前記第２の側に面し、該第２移行領域は応力外皮ウィングパネル（２２）に形成され、該パネルは前記フラップ（２０）における高剛性の主部（２１）のシェル（２１ａ）から続いて前記翼（１０）の前記第２外板（１２）へと延びており、前記第２移行領域（２０ｂ）は、あらゆるフラップ位置において、基本的にギャップを伴わずに前記第２外板（１２）へと移行するように、前記第２外板（１２）に対するスライド用に設けられ、
   前記第２移行領域（２０ｂ）は、前記フラップ（２０）の高剛性の主部（２１）から続く、応力外皮ウィングパネル（２２）の柔軟性をもつ領域によって形成され、
   前記応力外皮ウィングパネル（２２）は、前記フラップ（２０）の高剛性の主部（２１）から続く、第１の高剛性のパネル領域（２２ａ）を備えるとともに、第１のパネル領域（２２ａ）から続いて前記第２移行領域（２０ｂ）を形成する、第２の柔軟なパネル領域（２２ｂ）を備える、揚力増強フラップ。
2. 前記仮想回転軸（３０）、すなわち該仮想回転軸を中心として前記フラップ（２０）が調整可能とされる軸の位置は、フラップ位置に応じて規定曲線に沿って変化し得る、請求項１に記載の揚力増強フラップ。
3. 前記仮想回転軸（３０）、すなわち該仮想回転軸を中心として前記フラップ（２０）が調整可能とされる軸は、全フラップ位置に対して変化しない、請求項１に記載の揚力増強フラップ。
4. 前記保持及び駆動機構（２３）は、前記翼ボックス（１０ａ）と前記フラップ（２０）との間に連結されたガイドロッドリンケージを備え、前記保持及び駆動機構（２３）は、前記ガイドロッドリンケージに作用する調整駆動部によって駆動可能である、請求項２又は３に記載の揚力増強フラップ。
5. 前記保持及び駆動機構（２３）は、前記翼ボックス（１０ａ）と前記フラップ（２０）との間に連結されて基本的に翼厚方向に延びるガイドレール（２３ａ）を備え、前記保持及び駆動機構（２３）は、前記ガイドレール（２３ａ）に作用する調整駆動部によって駆動可能である、請求項２又は３に記載の揚力増強フラップ。
6. ガイドレール（２３ａ）は、前記仮想回転軸（３０）を中心とする円弧状をなし、前記翼端カバー（１４）が翼形状において前記第１外板（１１）から少なくとも部分的に続き、前記仮想回転軸（３０）に関して円弧状に湾曲することで、前記フラップ（２０）の前記第１移行領域（２０ａ）は、前記フラップの調整時に、円弧状に湾曲した前記翼端カバー（１４）に沿って円運動で移動可能とされた、請求項３又は５に記載の揚力増強フラップ。
7. 前記第２外板（１２）の領域、すなわち該領域に沿って前記フラップ（２０）の第２移行領域（２０ｂ）が前記フラップの調整時に前記第２外板（１２）に対してスライド可能とされる当該領域は、前記仮想回転軸（３０）に関して、基本的に接線方向に延びる、請求項１に記載の揚力増強フラップ。
8. 前記柔軟性をもつ領域は、前記フラップ（２０）の高剛性の主部（２１）から続く前記応力外皮ウィングパネル（２２）の端部に設けられた、請求項１に記載の揚力増強フラップ。
9. 第１の高剛性パネル領域（２２ａ）の内側には、基本的に翼厚方向に延びる強化リブ（２５）を備える、請求項１に記載の揚力増強フラップ。
10. 前記フラップ（２０）の高剛性の主部（２１）から続く、応力外皮ウィングパネル（２２）の端部に設けられた柔軟性をもつ領域は、前記第２外板（１２）に支えられたシールリップの形状に設計された、請求項１に記載の揚力増強フラップ。
11. 前記保持及び駆動機構（２３）は、円弧状をした複数のガイドレール（２３ａ）を備え、該ガイドレール（２３ａ）は、それらの曲率中心を含む仮想回転軸（３０）に関して前記翼（１０）の翼長方向において離間して配置される、請求項６に記載の揚力増強フラップ。
12. 円弧状をした前記ガイドレール（２３ａ）は複数あり、該ガイドレール（２３ａ）は前記翼（１０）の翼長方向において離間して配置され、各ガイドレール（２３ａ）は同一の曲率半径を有する、請求項１１に記載の揚力増強フラップ。
13. 円弧状をした前記ガイドレール（２３ａ）は複数あり、該ガイドレール（２３ａ）は前記翼（１０）の翼長方向において離間して配置され、各ガイドレール（２３ａ）は翼長方向において小さくなる曲率半径を有する、請求項１１に記載の揚力増強フラップ。
14. 翼形状の少なくとも一部において前記第１外板（１１）から続く前記翼端カバー（１４）は、翼長方向において一定の曲率半径を有する、請求項１２に記載の揚力増強フラップ。
15. 翼形状の少なくとも一部において前記第１外板（１１）から続く前記翼端カバー（１４）は、翼長方向において減少する曲率半径を有する、請求項１３に記載の揚力増強フラップ。
16. 前記ガイドレール（２３ａ）の曲率半径及び前記翼端カバー（１４）の曲率半径は、翼長方向において同率で小さくなる、請求項１５に記載の揚力増強フラップ。
17. 前記フラップ（２０）の主部（２１）は、ガイドレール（２３ａ）及び／又は前記翼端カバー（１４）の曲率半径の減少を伴って翼長方向においてテーパー状をなす、請求項１３に記載の揚力増強フラップ。
18. 前記第２外板（１２）に向けて延びる応力外皮ウィングパネル（２２）を収容するために、リセス部又は窪み（２４）が前記第２外板（１２）に設けられ、前記リセス部又は窪み（２４）によって、前記フラップ（２０）の前記応力外皮ウィングパネル（２２）から、前記翼ボックス（１０ａ）の前記第２外板（１２）への基本的に円滑な移行が、少なくとも前記フラップの引き込み位置において行われる、請求項１に記載の揚力増強フラップ。
19. 前記リセス部（２４）は、前記第２外板（１２）に向けて延びる前記応力外皮ウィングパネル（２２）の厚さに基本的に対応する深さを有する、請求項１８に記載の揚力増強フラップ。
20. 前記保持及び駆動機構（２３）に含まれるガイドレール（２３ａ）は歯付ラックであり、該歯付ラックは調整駆動部の駆動ピニオン（２３ｃ）によって駆動され、該駆動ピニオン（２３ｃ）は前記歯付ラックと噛合する、請求項１に記載の揚力増強フラップ。
21. 前記ガイドレール（２３ａ）はガイドローラ（２３ｂ）によって案内される、請求項１に記載の揚力増強フラップ。
22. ロック装置が翼ボックス（１０ａ）に設けられ、該ロック装置を用いて、前記第２外板（１２）に向けて延びる、前記フラップ（２０）の応力外皮ウィングパネル（２２）は、前記フラップの引き込み位置で前記翼ボックス（１０ａ）に対してロック可能とされた、請求項１に記載の揚力増強フラップ。
23. 前記ロック装置はクルーズローラによって形成される、請求項２２に記載の揚力増強フラップ。
24. 前記フラップ（２０）の側面に封鎖装置が設けられ、該封鎖装置は外部に対して前記フラップ（２０）を空気力学的に封鎖する、請求項１に記載の揚力増強フラップ。
25. 前記封鎖装置は側面パネル（２６、２７）を備え、該側面パネルは互いにスライド可能である、請求項２４に記載の揚力増強フラップ。
26. 前記フラップ（２０）の高剛性とされる主部（２１）のシェル、及び／又は前記第２外板（１２）に向けて延びる、応力外皮ウィングパネル（２２）の高剛性領域は、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）で形成された、請求項１に記載の揚力増強フラップ。
27. 前記第２外板（１２）に向けて延びる、応力外皮ウィングパネル（２２）の柔軟な領域は、ガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）で形成された、請求項１に記載の揚力増強フラップ。

Images