DE102010047643A1 - Vorrichtung und ein Verfahren zum Erhöhen des aerodynamischen Auftriebs an einem Flugzeug - Google Patents

Vorrichtung und ein Verfahren zum Erhöhen des aerodynamischen Auftriebs an einem Flugzeug Download PDF

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Abstract

Eine Auftriebsanordnung für ein Flugzeug (2) weist einen Flugzeugrumpfabschnitt mit einer Außenseite (3), einen aerodynamischen Auftriebskörper (6, 8), der an dem Flugzeugrumpfabschnitt befestigt ist und sich von dem Flugzeugrumpfabschnitt nach außen erstreckt und ein Paar bewegbar gelagerter Anbaukörper (12) auf, welche stromaufwärts einer Vorderkante (14) des aerodynamischen Auftriebskörpers (6, 8) angeordnet sind. Die Anbaukörper (12) weisen eine aerodynamisch wirksame Fläche auf und sind dazu eingerichtet, bei einer Luftanströmung Wirbel (18) zu erzeugen, die auf den aerodynamischen Auftriebskörper (6, 8) treffen und zu einer Erhöhung des Auftriebes an dem Auftriebskörper (6, 8) führen. Dadurch kann mit einfachen Mitteln wirksam die Auftriebserzeugung an einem Auftriebskörper (6, 8) beeinflusst werden, insbesondere zur Kompensation von vereisungsbedingtem Auftriebsverlust. Bevorzugt sind die Anbaukörper bewegbar und können, wenn die operationellen Bedingungen einen Einsatz der Anbaukörper nicht erfordern, in eine Neutralposition verfahren werden, in der sie nicht in die Flugzeugumströmung ragen und somit strömungsmechanisch nicht wirksam sind.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Auftriebsanordnung zum Erhöhen des aerodynamischen Auftriebs an einem Flugzeug. Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf ein Flugzeug, das mit mindestens einer Auftriebsanordnung ausgestattet ist.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Im Stand der Technik werden eine Reihe von Vorrichtungen an Flugzeugen eingesetzt, die zur Vergrößerung des aerodynamischen Auftriebs oder zur lokalen Beeinflussung einer Flugzeugumströmung eingesetzt werden. Es sind beispielsweise Anbaukörper bekannt, die sich von einem Flugzeugrumpf in die Flugzeugumströmung erstrecken, die im Stand der Technik als „strake”, „Wirbelgenerator”, „fence”, „LEX” und dergleichen bezeichnet werden. Derartige Anbaukörper finden häufig Anwendung bei Kampfflugzeugen, die zum Erzeugen von Wirbeln zur Beeinflussung der Strömung um den Flügel oder anderer Teile des Kampfflugzeuges wirken, um die Flugbereichskurve („envelope”), zur Erreichung einer hohen Manövrierfähigkeit zu erweitern. Beispiele finden sich bei den Flugzeugen des Typs F16, F18 und Aermacchi M436.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die bekannten Vorrichtungen und Verfahren zum Erhöhen des Auftriebs von Flugzeugen weisen die nachfolgend beispielhaft aufgeführten Nachteile auf.
  • Es sind Vorrichtungen bekannt, die stets in die Flugzeugumströmung ragen und demnach dauerhaft zu einem zusätzlichen aerodynamischen Widerstand im Reiseflugzustand führen. Weiterhin sind bekannte Vorrichtungen nicht für den Betrieb in vereisungsanfälliger Umgebung eingerichtet, so dass sie nicht in der Lage sind, einen Strömungsabriss einer Auftriebsfläche in vereisungsanfälliger Umgebung zu höheren Anstellwinkeln zu verschieben oder für eine gegebene Oberfläche bzw. Profilierung ein Maximum einer Auftriebserhöhung bereitzustellen.
  • Die Aufgabe der Erfindung liegt demnach darin, diese Nachteile zu verringern oder gänzlich zu eliminieren. Insbesondere ist als Aufgabe der Erfindung anzusehen, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erhöhen des Auftriebs vorzuschlagen, bei gleichzeitiger Eignung des Einsatzes in vereisungsanfälliger Umgebung und bei geringem oder gänzlich entfallenden aerodynamischen Widerstand während eines Reiseflugzustands.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch eine Auftriebsanordnung für ein Flugzeug gemäß den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
  • Eine erfindungsgemäße Auftriebsanordnung für ein Flugzeug weist einen Flugzeugrumpfabschnitt einen aerodynamischen Auftriebskörper, ein Antriebsmittel und ein Paar bewegbar gelagerter Anbaukörper auf. Der Flugzeugrumpfabschnitt weist eine Außenseite und eine Innenseite auf. Der aerodynamische Auftriebskörper ist an dem Flugzeugrumpfabschnitt befestigt und erstreckt sich von dem Flugzeugrumpfabschnitt nach außen. Die Anbaukörper sind stromaufwärts einer Vorderkante des aerodynamischen Auftriebskörpers angeordnet, mit dem Antriebsmittel verbunden und ferner dazu eingerichtet, in eine Neutralposition, in der die Anbaukörper bündig mit der Außenseite des Flugzeugrumpfes abschließen und in mindestens eine Aktivierungsposition, in der sich die Anbaukörper von der Außenseite des Flugzeugrumpfabschnitts nach außen erstrecken, bewegt zu werden. Sie weisen weiterhin eine aerodynamisch wirksame Fläche auf und sind dazu eingerichtet, in einer Aktivierungsposition bei Luftanströmung Wirbel zu erzeugen, die auf den Auftriebskörper treffen und zu einer Erhöhung des Auftriebes an dem Auftriebskörper führen.
  • Befindet sich der Auftriebskörper in einer vereisten Umgebung kann durch Eisansatz die Profilform, die Profilumströmung und dadurch der Auftrieb im Vergleich zu trockenen Auftriebskörpern deutlich gestört werden. Durch Verwendung der stromaufwärts angeordneten Auftriebskörper kann bei deren Aktivierung die durch die Profilanströmung aufgebrachte Energie deutlich erhöht werden, was den Auftriebsverlust des vereisten Auftriebskörpers teilweise oder vollständig kompensiert.
  • Ein Flugzeugrumpfabschnitt steht für einen Teil eines Flugzeugrumpfes, an dem ein aerodynamischer Auftriebskörper angeordnet ist, beispielsweise in Form eines Leitwerks oder eines Tragwerks. Es spielt hierbei keine Rolle, an welcher Stelle sich dieser Flugzeugrumpfabschnitt befindet, so dass er sowohl als ein Bug- oder auch ein Heckbereich des Flugzeugs sein oder in deren Nähe positioniert sein könnte. Weiter beispielhaft seien hier Höhenleitwerke von Verkehrsflugzeugen genannt, die in einem rumpfnahen Bereich eines Flugzeugs oder in Form eines T-Leitwerks oberhalb eines Seitenleitwerks angeordnet werden könnten. Gleichzeitig könnten hierunter auch Leitwerke in einem Bugbereich fallen, beispielsweise bei Flugzeugen mit einer Entenkonfiguration.
  • Die Anbaukörper sind in Flugrichtung vor dem Leitwerk angeordnet, was dem oben genannten Ausdruck ”stromaufwärts” entspricht. Dies hat zur Folge, dass die Anbaukörper je nach ihrer individuellen Ausrichtung mit einer aerodynamisch verursachten Kraft beaufschlagt werden, gleichzeitig die auf die Anbaukörper treffende Strömung durch die Anbaukörper beeinflusst wird und im stromabwärts folgenden Nachlauf der Anbaukörper, in dem sich auch der aerodynamische Auftriebskörper befindet, einen durch die Gestaltung der Anbaukörper bedingten aerodynamischen Effekt auslösen. Die Anbaukörper sind gemäß dem erfindungsgemäßen Konzept derart gestaltet, dass dieser Effekt in Form einer Wirbelerzeugung realisiert wird, die die Umströmung des im Nachlauf befindlichen Auftriebskörpers derart beeinflusst, dass dessen Auftrieb erhöht wird. Hierfür weisen die Anbaukörper eine aerodynamisch wirksame Fläche auf, die derart geformt, positioniert und angestellt wird, dass sich bei der Antrömung der gewünschte Effekt ergibt.
  • Bevorzugt sind die Anbaukörper derart gestaltet, dass sich dieser Effekt nahezu ausschließlich in einem bestimmten, beschränkten Anstellwinkelbereich des Flugzeugs ergibt, beispielsweise um die Steuerbarkeit eines Höhenleitwerks während eines Landeanflugs bei verringerter Geschwindigkeit mit vom Reiseflug abweichendem Längsneigungswinkel und/oder Bahnneigungswinkel zu verbessern.
  • Durch das Antriebsmittel sind die Anbaukörper bewegbar, um in eine Neutralposition, in der die Anbaukörper bündig mit der Außenseite des Flugzeugrumpfabschnitts abschließen bzw. strömungsmechanisch nicht in Erscheinung treten, also weder eine Kraft noch eine Verdrängungswirkung ausüben und in mindestens einer Aktivierungsposition, in der sich die Anbaukörper von der Außenseite des Flugzeugrumpfabschnitts nach außen erstrecken, bewegt zu werden. Dies hat den besonderen Vorteil, dass die Anbaukörper ausschließlich in solchen Flugphasen zum Einsatz kommen können, in denen sie auch gebraucht werden. In allen anderen Flugphasen können die Anbaukörper über das Antriebsmittel deaktiviert werden und beispielsweise in das Innere des Flugzeugrumpfabschnitts eingefahren oder an den Flugzeugrumpfabschnitt angeklappt werden, so dass sich eine ungestörte, aerodynamisch glatte äußere Oberfläche des Flugzeugrumpfabschnitts ergibt, die einem Flugzeugrumpfabschnitt entspricht, der keine derartigen Anbaukörper aufweist.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform ist der aerodynamische Auftriebskörper als Leitwerk ausgeführt, dessen Wirkung durch den Einsatz der Anbaukörper verbessert wird. Andererseits kann der aerodynamische Auftriebskörper allerdings auch als Tragwerk ausgeführt sein, so dass durch Aktivierung der Anbaukörper der Auftrieb des Tragwerks vergrößert wird. Es versteht sich, dass beide Varianten auch gleichzeitig an einem Flugzeug angeordnet sein könnten, um sowohl den Auftrieb eines Tragwerks als auch eines Leitwerks erhöhen zu können.
  • Zur Verbesserung des erfindungsgemäßen Effekts der Wirbelbildung und Beeinflussung des Auftriebs eines aerodynamischen Auftriebskörpers kann es von Vorteil sein, wenn die Anbaukörper einen Spalt zu dem Auftriebskörper ausbilden. Durch den dadurch vergrößerten Nachlauf könnte der Einfluss von durch die Anbaukörper erzeugten Wirbel vergrößert werden, im Gegenzug könnte die Fläche des Auftriebskörpers dadurch auch kleiner dimensioniert werden.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung sind die Anbaukörper an der Vorderkante des aerodynamischen Auftriebskörpers angeordnet. Dadurch ist der Auftriebskörper mit den angesetzten Anbaukörpern sehr leicht zu fertigen und könnte beispielsweise auch als ein integrales Bauteil hergestellt werden, bei dem in einer Aktivierungsposition die Grundform des Leitwerks einem ursprünglichen Leitwerk mit angesetzten Anbaukörpern entspricht.
  • Gemäß einer ebenso vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung könnten die Anbaukörper beispielsweise an einer Vorderkante des aerodynamischen Auftriebskörpers gelagert sein und gleichzeitig um die Vorderkante des Leitwerks dreh- bzw. schwenkbar ausgeführt sein. Die Auslegung und Gestaltung der Anbaukörper könnte hierdurch etwas vereinfacht werden, da die Anbaukörper nicht von einer Position des Auftriebskörpers abhängen, sondern beispielsweise ein Anstellwinkel der Anbaukörper bei vorgegebenen Anstellwinkeln des Auftriebskörpers getrennt optimiert werden können.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung ist der Auftriebskörper zumindest abschnittsweise um eine Achse drehbar gelagert, die zumindest teilweise radial zu dem Flugzeugrumpfabschnitt verläuft. Dies ist beispielsweise durch ein heckseitiges Höhenleitwerk realisiert, welches zum Einleiten eines Sinkflugs bzw. Landeanflugs eines Flugzeugs vollständig rotiert werden könnte, um an dem Höhenleitwerk angeordnete Höhenruder zu entlasten.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann jeder Anbaukörper eine Form aufweisen, die aus einer Gruppe von geometrischen Formen ausgewählt ist, wobei diese Gruppe folgende Grundformen aufweisen könnte:
    • – Dreiecksform,
    • – Ogivenform
    • – Delta-Grundriss mit polynomischer Vorderkante
    • – Delta-Grundriss mit teilkreisbogenförmiger Vorderkante,
    • – Teilkreisbogen und
    • – die Kombination aus diesen Grundformen.
  • Die Größe der Anbaukörper Ra liegt vorzugsweise in dem folgenden Bereich (bezogen auf die aerodynamisch wirksame Fläche des Auftriebskörpers): 0 < Ra < 20% S. Der Vorderkantenpfeilwinkel des Anbaukörpers ist vorzugsweise größer als 60°, d. h. φ > 60°.
  • Die Form der Vorderkante würde in Verbindung mit einer ebenen Platte die Wirksamkeit des Auftriebskörpers durch Verstärkung der Wirbelerzeugung erhöhen. Diese Grundrissformen führen zu einer Verkleinerung des Anbaukörpers und hierdurch zur Reduzierung von Lasten und Gewichten.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung werden Antriebsmittel für die Anbaukörper zentral von einem Flugsteuerungsrechner angesteuert, um die Anbaukörper bei Bedarf aus ihrer Neutralposition in eine Aktivierungsposition zu verfahren.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der aerodynamische Auftriebskörper ein Höhenleitwerk, welches mit Hilfe eines Trimmaktuators bewegbar an dem Flugzeugrumpfabschnitt gelagert ist und wobei das Antriebsmittel für die Anbaukörper mit dem Trimmaktuator derart gekoppelt ist, dass beim Bewegen des Höhenleitwerks von einer Neutralposition in eine gewünschte Einstellposition eine Bewegung der Anbaukörper von der Neutralposition in eine Aktivierungsposition erfolgt. Dies bedeutet, dass eine Steuerung der Anbaukörper beispielsweise dezentral am Ort des Höhenleitwerks erfolgen könnte. Die stetige Rückkopplung der Position des Trimmaktuators eines Höhenleitwerks mit einem Steuerungsrechner des Flugzeugs erlaubt durch Anzapfen der Position des Trimmaktuators stets einen Rückschluss auf die momentanen aerodynamischen Anforderungen, der zur automatischen Aktivierung der Anbaukörper verwendet werden könnte. Eine zentrale Ansteuerung der Anbaukörper ist daher nicht erforderlich, um in bestimmten Flugsituationen die aerodynamische Wirkung des Höhenleitwerks zu verstärken, so dass lediglich aus einer Kopplung des Trimmaktuatorzustands auf sehr einfache Weise eine Verbesserung der Wirkung des Höhenleitwerks erreicht werden kann.
  • Vorzugsweise sind die Anbaukörper mechanisch mit dem Trimmaktuator verbunden, so dass direkt aus einer Bewegung des Trimmaktuators ohne weitere Maßnahmen oder zwischengeschaltete Systeme oder Einrichtungen eine Bewegung der Anbaukörper erfolgen kann. Diese mechanischen Verbindungen könnten mit Hilfe von Riementrieben, Kettentrieben, Schubstangen, Schubstangengetriebe, Nocken, hydraulischen oder pneumatischen Getriebe denkbar sein.
  • Bevorzugt sind die Anbaukörper mit einer Heizeinrichtung ausgestattet, so dass beim Flug in vereisungsanfälligem Zustand die Anbaukörper stets noch bewegbar sind und nach ihrem Einsatz aus einer Aktivierungsposition in eine Neutralposition verfahrbar sind oder vor ihrem Einsatz aus der Neutralposition in eine Aktivierungsposition bringbar sind. Sind die Anbaukörper klappbar bietet sich eine Erwärmung der gesamten Fläche der Anbaukörper an, wohingegen sich bei in den Flugzeugrumpfabschnitt einfahrbaren Anbaukörpern die Erwärmung eines nach außen gerichteten Endes der Anbaukörper und eines umfangsseitigen Bereichs der zugehörigen Öffnung des Flugzeugrumpfabschnitts anbietet.
  • Gleichermaßen wird die Aufgabe durch ein Flugzeug gelöst, welches einen Flugzeugrumpf aufweist, das mindestens einen Flugzeugrumpfabschnitt besitzt, der nach den vorangehend genannten Kriterien gestaltet ist.
  • Schließlich löst auch ein Verfahren gemäß dem weiteren unabhängigen Anspruch die vorangehend genannte Aufgabe. Das erfindungsgemäße Verfahren weist die Schritte des Bewegen von Anbaukörpern relativ zu einem Flugzeugrumpfabschnitt auf, sobald eine auftriebserhöhende Wirkung eines Auftriebskörpers gewünscht ist.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele und den Figuren. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich und in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung auch unabhängig von ihrer Zusammensetzung in den einzelnen Ansprüchen oder deren Rückbeziehungen. In den Figuren stehen weiterhin gleiche Bezugszeichen für gleiche oder ähnliche Objekte.
  • 1 und 2 zeigen ein Flugzeug mit einem Höhenleitwerk und einem stromaufwärts davon angeordneten Paar von Anbaukörpern.
  • 3 zeigt in einer schematischen, blockbasierten Darstellung einen Regelkreis, der eine Kopplung eines Trimmaktuators für ein Höhenleitwerk mit einer Antriebskinematik für Anbaukörper aufweist.
  • 4 zeigt in einer schematischen Darstellung die kinematische Anlenkung und Funktion der Antriebskinematik für Anbaukörper als ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • DETAILLIERTE DARSTELLUNG EXEMPLARISCHER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • 1 zeigt ein Flugzeug 2 mit einem Flugzeugrumpf 4 mit einer den Flugzeugrumpf 4 nach außen begrenzenden Außenseite 3, zwei Tragwerkshälften 6, zwei Höhenleitwerkshälften 8, ein Seitenleitwerk 10 sowie einem Paar von Anbaukörpern 12. Die Höhenleitwerkshälften 8 sind in einem Heckbereich des Flugzeugs 2 angeordnet, wobei die Anbaukörper 12 stromaufwärts unter Bildung eines Spalts von Vorderkanten 14 der Leitwerkshälften 8 beabstandet angeordnet sind. Die Höhenleitwerkshälften 8 bilden zusammen ein Höhenleitwerk, das im Sinne der Erfindung als ein aerodynamischer Auftriebskörper anzusehen ist.
  • Bei der Anströmung des Flugzeugs, die symbolisch durch Luftströmungsvektoren 16 dargestellt ist, wird durch die Anbaukörper 12 in deren Nachlaufen, das heißt im Bereich der Höhenleitwerkshälften 8, Wirbel 18 induziert, die zu einer Erhöhung des Auftriebs der Höhenleitwerkshälften 8 führen. Gleichzeitig kann, bei entsprechender Auslegung der Anbaukörper 12, ein Auftrieb durch die Anbaukörper 12 selbst erzeugt werden, so dass schließlich eine deutliche Verbesserung des Auftriebs des Höhenleitwerks im Heck des exemplarisch dargestellten Flugzeugs 2 erreicht wird.
  • 2 stellt in einer etwas abweichenden Ansicht eine Höhenleitwerkshälfte 8 und einen stromaufwärts davon angeordneten Anbaukörper 12 dar, wobei 2 verdeutlicht, dass zwischen dem Anbaukörper 12 und der Vorderkante 14 der Höhenleitwerkshälfte 8 ein Spalt sein könnte.
  • 3 verdeutlicht ferner, dass ein Anbaukörper 12 beispielsweise mit einem Antriebsmittel 20 verbunden sein könnte, um von einer Aktivierungsposition, in der sich der Anbaukörper 12 vom Flugzeugrumpf 4 nach außen erstreckt, in eine Neutralposition verfahren zu werden, in der der Anbaukörper 12 gänzlich innerhalb des Flugzeugrumpfs 4 verschwindet und bündig mit der Oberfläche des Flugzeugrumpfs 4 abschließt. Der Anbaukörper könnte um eine Achse 13 verschwenkbar gelagert sein und seine Neutralposition dadurch erreichen, dass er um die Achse 13 in eine Vertiefung 15 verschwenkt wird, die derart ausgestaltet ist, dass der Flugzeugrumpfabschnitt in diesem Bereich bei Neutralposition des Anbaukörpers 12 eine möglichst glatte Oberfläche aufweist. Die Ansteuerung des Antriebsmittels 20 kann auf vielfältige Weise geschehen. In diesem Beispiel wird gezeigt, dass das Antriebsmittel 20 mit einem Trimmaktuator 22 zwangsgekoppelt werden kann, wobei der Trimmaktuator 22, der auch als THSA („Trimmable Horizontal Stabilizer Actuator”) bezeichnet wird, dazu dient, die Höhenleitwerkshälften 8 zu rotieren, um einen gewünschten Trimmzustand des Flugzeugs einzustellen. Der Trimmaktuator 22 ist generell mit Flugrechnern 24 verbunden, die dessen Bewegung regeln. Durch eine Positionsrückführung wird im Regelkreis ein Soll-Ist Abgleich der Höhenleitwerksposition ermöglicht. Um das Höhenleitwerk in seiner aerodynamischen Leistung zu verbessern, etwa während eines Landeanflugs des Flugzeugs 2, bei der das Höhenleitwerk selbst in eine spezifische Einstellposition verfahren wird, ist es besonders vorteilhaft, das Antriebsmittel 20 mit dem Trimmaktuator 22 zu verbinden. Dies bedeutet, dass beim Verfahren des Höhenleitwerks in eine gewünschte Einstellposition die Anbaukörper 12 aktiviert werden und beim Zurückfahren des Höhenleitwerks in eine Neutralposition bzw. Reiseflugposition die Anbaukörper 12 wieder deaktiviert werden und in die Neutralposition verfahren werden.
  • Das Antriebsmittel 20 könnte sowohl als ein eigenständiger Aktuator ausgeführt werden, als auch als eine mechanische Zwangskopplung zwischen einem Trimmaktuator 22 und einer entsprechenden Anlenkungskinematik zur Aktivierung der Anbaukörper 12.
  • 4 zeigt eine mechanische Kopplung zwischen einem Trimmaktuator 22 und einem Anbaukörper, ohne auf elektronische Hilfsmittel angewiesen zu sein. Auf der rechten Seite dieser Figur wird eine Schnittansicht des Höhenleitwerks 8 und des Trimmaktuators 22 gezeigt. Desweiteren wird auf der linken Seite die Ansicht A dargestellt, d. h. eine um 90° gedrehte Ansicht der Einbausituation vor bzw. stromaufwärts des Höhenleitwerks 8 und des Trimmaktuators 22. Wird zunächst der rechte Teil der 4 betrachtet, so ist das Höhenleitwerk 8 zunächst in einer Neutralposition, die mit „Pos.1” gekennzeichnet ist. Diese Neutralposition entspricht einer widerstandsarmen Position, wie sie überwiegend im Reiseflug vorzufinden ist. Das Höhenleitwerk 8 hat in dieser Position zum überwiegenden Teil Stabilitätsbedingungen zu erfüllen.
  • Im Start und auch im Landefall muss das Höhenleitwerk 8 aufgrund von geänderten Trimmbedingungen, in diesem Fall erhöhter Abtrieb am Höhenleitwerk 8 erforderlich, und/oder Steuerbarkeitsanforderungen verfahren werden. Dies geschieht mittels des Trimmaktuators 22. Dabei wird das Höhenleitwerk 8 auf einer Trimmspindel 31 in Pfeilrichtung nach unten, abwärts, verfahren und gleichzeitig im hinteren Teil um einen Drehpunkt, den sogenannten Pivot-Punkt 30, gedreht.
  • Bei dieser Bewegung wird eine Schubstangenanordnung, bestehend aus Schubstangen 25, die durch Drehgelenke 26 miteinander verbunden sind, nach unten bewegt. Aus Gründen der Übersichtlichkeit werden die bezeichneten Schubstangen 25 und auch die bezeichneten Drehgelenke 26 sowohl in dem rechten Teil von 4 als auch im linken dargestellt. Es handelt sich also um die gleichen Schubstangen, nur aus verschiedenen Richtungen betrachtet.
  • Im linken Teil der Figur ist eine Ausfahrkinematik 27 gezeigt, die über eine Auflagerung 29 am Flugzeugrumpf 4 befestigt ist, welche eine Drehung der Ausfahrkinematik 27 um diesen Punkt erlaubt. Gleichzeitig weist die Ausfahrkinematik 27 einen mit ihr fest verbundenen Anlenkungsarm 28 auf, der drehbar mit der Schubstangenanordnung verbunden ist.
  • Beim Abwärtsverfahren des Höhenleitwerks 8 und gleichzeitig der Schubstangenanordnung wird die Ausfahrkinematik 27 über den Anlenkungsarm 28 aus der Pos.1 (gestrichelt dargestellt) in Richtung Pos.2 exemplarisch im Uhrzeigersinn gedreht. Dabei verfährt sie gleichzeitig den drehbar am Flugzeugrumpf 4 befestigten Anbaukörper 12 in Richtung einer Aktivierungsposition, so dass dieser seine aerodynamische Wirkung entfaltet.
  • Sobald diese Trimm- bzw. Abtriebsposition des Höhenleitwerks 8 verlassen werden soll, d. h. der Trimmaktuator 22 das Höhenleitwerk 8 zurück in die Pos.1 verfährt, wird gleichzeitig auch der Anbaukörper 12 in Richtung der Neutralposition bewegt.
  • Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass „aufweisen” keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und „ein” oder „eine” keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.
  • Bezugszeichenliste
  • 2
    Flugzeug
    3
    Außenseite
    4
    Flugzeugrumpf
    6
    Tragwerkshälfte
    8
    Höhenleitwerkshälfte
    10
    Seitenleitwerk
    12
    Anbaukörper
    13
    Achse
    14
    Vorderkante
    16
    Luftströmung
    18
    Wirbel
    20
    Antriebsmittel
    22
    Trimmaktuator
    24
    Flugrechner
    25
    Schubstange
    26
    Gelenk
    27
    Ausfahrkinematik
    28
    Anlenkungsarm
    29
    Auflagerung
    30
    Drehpunkt
    31
    Trimmspindel

Claims (14)

  1. Auftriebsanordnung für ein Flugzeug (2), aufweisend – einen Flugzeugrumpfabschnitt mit einer Außenseite (3), – einen aerodynamischen Auftriebskörper (6, 8), der an der Außenseite des Flugzeugrumpfabschnitts befestigt ist und sich von dem Flugzeugrumpfabschnitt nach außen erstreckt, – ein Antriebsmittel (20) und – ein Paar bewegbar gelagerter Anbaukörper (12), welche stromaufwärts einer Vorderkante (14) des aerodynamischen Auftriebskörpers (6, 8) angeordnet sind, wobei die Anbaukörper (12) mit dem Antriebsmittel (20) verbunden sind, um in eine Neutralposition, in der die Anbaukörper bündig mit der Außenseite (3) des Flugzeugrumpfabschnitts abschließen, und in mindestens eine Aktivierungsposition, in der sich die Anbaukörper von der Außenseite (3) des Flugzeugrumpfabschnitts nach außen erstrecken, bewegt zu werden, wobei die Anbaukörper (12) eine aerodynamisch wirksame Fläche aufweisen und dazu eingerichtet sind, in einer Aktivierungsposition bei einer Anströmung Wirbel (18) zu erzeugen, die auf den aerodynamischen Auftriebskörper (6, 8) auftreffen und zu einer Erhöhung des Auftriebs an dem aerodynamischen Auftriebskörper (6, 8) führen.
  2. Auftriebsanordnung nach Anspruch 1, wobei der aerodynamische Auftriebskörper (6, 8) ein Leitwerk (8) ist.
  3. Auftriebsanordnung nach Anspruch 1, wobei der aerodynamische Auftriebskörper (6, 8) ein Tragwerk (6) ist.
  4. Auftriebsanordnung nach Anspruch 1, wobei die Anbaukörper einen Spalt zu dem aerodynamischen Auftriebskörper (6, 8) ausbilden.
  5. Auftriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Anbaukörper (12) an einer Vorderkante (14) des aerodynamischen Auftriebskörpers (6, 8) angeordnet sind.
  6. Auftriebsanordnung nach Anspruch 5, wobei die Anbaukörper (12) an einer Vorderkante (14) des aerodynamischen Auftriebskörpers (6, 8) gelagert sind und um die Vorderkante (14) des aerodynamischen Auftriebskörpers (6, 8) drehbar sind.
  7. Auftriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der aerodynamische Auftriebskörper (6, 8) zumindest abschnittsweise um eine Achse (13) drehbar gelagert ist, die zumindest teilweise radial zu dem Flugzeugrumpfabschnitt verläuft.
  8. Auftriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jeder Anbaukörper (12) eine Form aufweist, die aus einer Gruppe von geometrischen Formen ausgewählt ist, die Gruppe aufweisend: – Dreiecksform, – Ogivenform, – Delta-Grundriss mit polynomischer Vorderkante, – Delta-Grundriss mit teilkreisbogenförmiger Vorderkante, – Teilkreisbogen und – eine Kombination dieser geometrischen Formen.
  9. Auftriebsanordnung nach Anspruch 1, wobei der aerodynamische Auftriebskörper (6, 8) ein Höhenleitwerk (8) ist, welches mit Hilfe eines Trimmaktuators (22) bewegbar an dem Flugzeugrumpfabschnitt gelagert ist und wobei das Antriebsmittel (20) mit dem Trimmaktuator (22) derart gekoppelt ist, dass beim Bewegen des Höhenleitwerks (8) von einer Neutralposition in eine gewünschte Einstellposition eine Bewegung der Anbaukörper (12) von der Neutralposition in eine Aktivierungsposition erfolgt.
  10. Auftriebsanordnung nach Anspruch 9, wobei die Kopplung durch eine mechanische Schubstangenanordnung (25, 26) realisiert ist.
  11. Auftriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich der Anbaukörper (12) in seiner Neutralposition von einer Außenseite (3) des Flugzeugrumpfabschnitts in den Flugzeugrumpfabschnitt hinein erstreckt.
  12. Auftriebsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei sich der Anbaukörper (12) in seiner Neutralposition an den Flugzeugrumpfabschnitt oberflächenbündig anschmiegt.
  13. Auftriebsanordnung nach Anspruch 12, wobei der Flugzeugrumpfabschnitt eine Vertiefung (15) zum Aufnehmen des Anbaukörpers (12) aufweist.
  14. Flugzeug (2), aufweisend einen Flugzeugrumpf (4) mit mindestens einer Auftriebsanordnung nach einem der Ansprüche 1–13.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110308738A (zh) * 2018-03-27 2019-10-08 空中客车运营简化股份公司 用于控制飞行器的轨迹的方法和***及飞行器

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USD731395S1 (en) * 2013-10-24 2015-06-09 Bell Helicopter Textron Inc. Tiltrotor aircraft tail section
US9481450B2 (en) * 2014-07-01 2016-11-01 The Boeing Company Active strut apparatus for use with aircraft and related methods
US9789956B2 (en) * 2014-09-19 2017-10-17 The Boeing Company Vortex generators responsive to ambient conditions
USD808328S1 (en) * 2016-09-14 2018-01-23 Bell Helicopter Textron Inc. Foldable tiltrotor aircraft
US10967957B2 (en) * 2016-12-20 2021-04-06 The Boeing Company Methods and apparatus to extend a leading-edge vortex of a highly-swept aircraft wing
FR3074477B1 (fr) * 2017-12-06 2019-12-20 Airbus Operations Avion a configuration evolutive en vol
CN112478134B (zh) * 2020-12-04 2023-12-15 中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所 一种飞行器航向增稳装置

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1549122A (en) * 1923-11-23 1925-08-11 Edward H Lanier Aeroplane
US1749021A (en) * 1929-02-22 1930-03-04 Edward H Davis Aeroplane
US1818309A (en) * 1930-05-14 1931-08-11 Abraham Rogul Aeroplane
US2924400A (en) * 1953-05-22 1960-02-09 Nord Aviation Apparatus for enabling the manoeuvrability and the stability of a supersonic aircraft to be controlled
US2852209A (en) * 1955-10-14 1958-09-16 Acrophysics Dev Corp Aircraft control surface deflection apparatus
GB1070723A (en) * 1963-01-16 1967-06-01 Dehavilland Aircraft Improvements in or relating to aircraft
GB1100376A (en) * 1965-05-21 1968-01-24 John Edward Chacksfield Improvements in aircraft
US4039161A (en) * 1975-10-16 1977-08-02 Mcdonnell Douglas Corporation Hidden vortex generators
US4182503A (en) * 1977-02-14 1980-01-08 Muscatell Ralph P Variable airfoil assembly
DE3029548A1 (de) * 1979-08-08 1981-02-26 British Aerospace Flugzeug
US4432516A (en) * 1980-04-02 1984-02-21 Muscatell Ralph P Variable airfoil assembly
US4378922A (en) * 1980-04-18 1983-04-05 The Secretary Of State For Defence In Her Brittannic Majesty's Government Of The United Kingdom Of Great Britain And Northern Ireland Aircraft having improved strake configuration
US4705240A (en) * 1984-05-14 1987-11-10 Dixon Charles J Passive vortex lift control
US4955565A (en) * 1984-09-20 1990-09-11 Rolls-Royce Plc. Low drag surface
US4691879A (en) * 1986-06-16 1987-09-08 Greene Vibert F Jet airplane
US5253828A (en) * 1992-07-17 1993-10-19 The Board Of Regents Of The University Of Oklahoma Concealable flap-actuated vortex generator
US5398888A (en) * 1993-05-12 1995-03-21 Northrop Grumman Corporation Skewed hinge control surface
US5366180A (en) * 1993-06-30 1994-11-22 Northrop Corporation High-lift device for aircraft
JPH07291192A (ja) 1994-04-25 1995-11-07 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 航空機の可変ストレーク
US5755408A (en) * 1995-04-03 1998-05-26 Schmidt; Robert N. Fluid flow control devices
JPH08276897A (ja) * 1995-04-04 1996-10-22 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 航空機のストレーキ
US6105904A (en) * 1998-03-30 2000-08-22 Orbital Research Inc. Deployable flow control device
DE10020177A1 (de) * 2000-04-25 2001-11-08 Daimler Chrysler Ag Einrichtung zur Lärmminderung an Tragflügeln von Flugzeugen
US6698688B1 (en) * 2002-10-22 2004-03-02 The Boeing Company Apparatus and methods for actuating rotatable members
US7475848B2 (en) * 2003-11-11 2009-01-13 Morgenstern John M Wing employing leading edge flaps and winglets to achieve improved aerodynamic performance
US7338017B2 (en) * 2004-04-15 2008-03-04 The Boeing Company Methods and apparatus for vibration and buffet suppression
US20060157613A1 (en) * 2005-01-19 2006-07-20 Adamson Eric E Supersonic aircraft with active lift distribution control for reducing sonic boom
TWI324576B (en) * 2005-11-09 2010-05-11 Morgan Aircraft Llc Aircraft attitude control configuration
BRPI0603262B1 (pt) * 2006-08-08 2021-02-23 Yaborã Indústria Aeronáutica S.A asa de aeronave incluindo um slat no bordo de ataque da asa e um fence rígido preso a uma porção estruturalmente rígida não móvel da asa
FR2951434B1 (fr) * 2009-10-20 2012-03-09 Airbus Operations Sas Empennage horizontal d'aeronef muni d'un apex de bord d'attaque
IL216345A (en) * 2011-11-14 2017-09-28 Israel Aerospace Ind Ltd Wing and the devices for it

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110308738A (zh) * 2018-03-27 2019-10-08 空中客车运营简化股份公司 用于控制飞行器的轨迹的方法和***及飞行器

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Publication number Publication date
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