DE102021115604A1

DE102021115604A1 - Anti-Wing-Vorrichtung für Tragflächen

Info

Publication number: DE102021115604A1
Application number: DE102021115604.1A
Authority: DE
Inventors: gleich Anmelder Erfinder
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2021-06-16
Filing date: 2021-06-16
Publication date: 2022-12-22
Anticipated expiration: 2041-06-17
Also published as: DE102021115604B4

Abstract

Eine Vorrichtung (100) zum Erhöhen des Auftriebes der Tragflächen (110) eines Flugkörpers (130), insbesondere der Tragflächen (110) eines für Flüge im Überschallbereich ausgelegten Flugkörpers (130) ist dadurch geschaffen, dass unterhalb der Unterfläche (111) einer Tragfläche (110) eine Einrichtung (120) zum Ablenken von Luft in Richtung der Unterfläche (111) der Tragfläche (110) vorgesehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erhöhen des Auftriebes der Tragflächen eines Flugkörpers, insbesondere der Tragflächen eines für Flüge im Überschallbereich ausgelegten Flugkörpers.
Vorrichtungen der eingangs genannten Art sind dem Anmelder nicht bekannt. Die bekannten Tragflächen weisen indes insbesondere den Nachteil auf, dass bei einem Übergang eines Flugkörpers von einer subsonischen Geschwindigkeit in eine hypersonische Geschwindigkeit im Zusammenhang mit dem Abbruch einer Laminarströmung von Luft im Bereich der Oberflächen der Tragflächen ein Absinken des Flugkörpers zu verzeichnen ist, wobei im Hyperschallbereich nicht ein relativer Unterdruck von Luft oberhalb einer Tragfläche sondern eine direkte Druckausübung von die Unterfläche einer Tragfläche anströmender Luft einen Auftrieb des Flugkörpers bewirkt.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Vorrichtung zu schaffen, mit deren Hilfe insbesondere der Übergang eines Flugkörpers vom subsonischen Geschwindigkeitsbereich in den hypersonischen Geschwindigkeitsbereich perturbationslos sanft gestaltbar ist.
Für einer Vorrichtung der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass unterhalb der Unterfläche einer Tragfläche eine Einrichtung zum Ablenken von Luft in Richtung der Unterfläche der Tragfläche vorgesehen ist.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche, deren Elemente im Sinne einer weiteren Verbesserung des Lösungsansatzes der der Erfindung zugrunde gelegten Aufgabe wirken.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird mittels der Merkmalskombination, dass unterhalb der Unterfläche einer Tragfläche eine Einrichtung zum Ablenken von Luft in Richtung der Unterfläche der Tragfläche vorgesehen ist, ein gegenüber den Tragflächen des Standes der Technik ein zusätzlicher Überdruck unterhalb der Unterfläche einer Tragfläche erzeugt. Dieser Überdruck ist ausschlaggebend für einen Auftrieb eines Flugkörpers bei Flug im Hyperschallbereich.
Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass die Einrichtung zumindest teilweise in Flugrichtung vor einer Anströmkante einer betreffenden Tragfläche angeordnet ist.
Gemäß einer wichtigen bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Einrichtung von einer Hilfs-Tragfläche gebildet, deren Anströmkante parallel zur Anströmkante einer betreffenden zugeordneten Haupt-Tragfläche ausgerichtet ist.
Die Hilfs-Tragfläche ist dabei in einem in Relation zur Haupt-Tragfläche negativen Einstellwinkel angeordnet, um anströmende Luft von der Oberfläche der Hilfs-Tragfläche in Richtung auf die Unterfläche der Haupt-Tragfläche zu richten.
Die Länge einer Hilfs-Tragfläche ist vorzugsweise kleiner oder gleich der Länge einer zugeordneten Haupt-Tragfläche bemessen. Insbesondere ist die Länge einer Hilfs-Tragfläche auf zwischen 1/2 und 1/4 der Länge einer zugeordneten Haupt-Tragfläche bemessen.
Die Breite der Hilfs-Tragfläche ist vorzugsweise auf zwischen 1/3 bis 1/10 der Breite einer zugeordneten Haupt-Tragfläche bemessen. Insbesondere ist die Breite der Hilfs-Tragfläche dabei auf 1/4 der Breite einer zugeordneten Haupt-Tragfläche bemessen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist eine Hilfs-Tragfläche im Querschnitt plan ausgebildet. Alternativ kann eine Hilfs-Tragfläche auch im Querschnitt stromlinienförmig ausgebildet sein.
Gemäß einer anderen wichtigen bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist eine Hilfs-Tragfläche mittels einer Mehrzahl parallel zueinander angeordneter Trägerelemente mit einer zugeordneten Haupt-Tragfläche verbunden, wobei ein jeweiliges erstes Ende eines jeden Trägerelementes mit der Unterfläche der Haupt-Tragfläche verbunden ist und ein jeweiliges zweites Ende eines jeden Trägerelementes mit der Oberfläche der Hilfs-Tragfläche verbunden ist.
Die Trägerelemente sind vorzugsweise teleskopierbar, um einen Abstand zwischen Hilfs-Tragfläche und Haupt-Tragfläche vorgebbar einzustellen.
Insbesondere kann eine Hilfs-Tragfläche in das Querschnittsprofil einer zugeordneten Haupt-Tragfläche integrierbar sein und dabei mittels der teleskopierbaren Trägerelemente aus einem ersten Zustand, in dem eine Hilfs-Tragfläche in das Querschnittsprofil einer jeweils zugeordneten Haupt-Tragfläche integriert ist in einen zweiten Zustand überführbar ist, in dem die Hilfs-Tragfläche in einem vorgegebenem Abstand zur zugeordneten Haupt-Tragfläche angeordnet ist.
Für obige Zwecke ist vorzugsweise eine Steuerungseinrichtung vorgesehen, die ein automatisiertes Ausfahren der Hilfs-Tragflächen eines Flugkörpers bei Erreichen der Schallgeschwindigkeit des Flugkörpers vornimmt.
Alternativ zu den obigen Ausgestaltungen kann die Einrichtung zum Ablenken von Luft in Richtung der Unterfläche eines Rotorblattes eines Helikopters ausgebildet sein.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird im Folgenden anhand einer bevorzugten Ausführungsform erläutert, die in der Figur der Zeichnung dargestellt ist. Darin zeigen:

1 eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Querschnittsansicht der betreffenden Tragflächen, bei Seitenansicht des Flugkörpers.

Die in 1 dargestellte erfindungsgemäße Vorrichtung 100 ist zum Erhöhen des Auftriebes der Tragflächen 110 eines Flugkörpers 130 insbesondere bei Flügen im Überschallbereich ausgelegt, zu welchem Zweck unterhalb der Unterfläche 111 einer Tragfläche 110 eine Einrichtung 120 zum Ablenken von Luft in Richtung der Unterfläche 111 der Tragfläche 110 vorgesehen ist.
Die Einrichtung 120 ist sowohl unterhalb der Unterfläche 111 einer Tragfläche 110 als auch in Flugrichtung vor einer Anströmkante 112 einer betreffenden Tragfläche 110 angeordnet und ist von einer Hilfs-Tragfläche 120 gebildet, deren Anströmkante 122 parallel zur Anströmkante 112 einer betreffenden zugeordneten Haupt-Tragfläche 110 ausgerichtet ist.
Die Hilfs-Tragfläche 120 ist in einem in Relation zur Haupt-Tragfläche 110 negativen Einstellwinkel in Relation zur Längsachse des Rumpfes des Flugkörpers 130 angeordnet, um anströmende Luft von der Oberfläche 121 der Hilfs-Tragfläche 120 in Richtung auf die Unterfläche 111 der Haupt-Tragfläche 110 zu richten.
Die in Richtung der zentralen Längsachse der Hilfs-Tragfläche 120 gemessene Länge der Hilfs-Tragfläche 120 ist auf 1/3 der zugeordneten Haupt-Tragfläche 110 bemessen, und die in Richtung der Längsachse des Rumpfes des Flugkörpers 130 gemessene Breite der Hilfs-Tragfläche 120 auf zwischen 1/4 der Breite der zugeordneten Haupt-Tragfläche 110 bemessen.
Die dargestellte Hilfs-Tragfläche 120 ist im Querschnitt plan ausgebildet.
Die Hilfs-Tragfläche 120 ist mittels einer Mehrzahl parallel zueinander angeordneter Trägerelemente 140 mit einer zugeordneten Haupt-Tragfläche 110 verbunden, wobei ein jeweiliges erstes Ende eines jeden Trägerelementes 140 mit der Unterfläche 111 der Haupt-Tragfläche 110 verbunden ist und ein jeweiliges zweites Ende eines jeden Trägerelementes 140 mit der Oberfläche 121 der Hilfs-Tragfläche 120 verbunden ist.
Die Trägerelemente 140 sind teleskopierbar, um einen Abstand zwischen Hilfs-Tragfläche 120 und Haupt-Tragfläche 110 vorgebbar einzustellen.
Das oben erläuterte Ausführungsbeispiel der Erfindung dient lediglich dem Zweck eines besseren Verständnisses der durch die Ansprüche vorgegebenen erfindungsgemäßen Lehre, die als solche durch das Ausführungsbeispiel nicht eingeschränkt ist.
Bezugszeichenliste

100: Vorrichtung
110: Haupt-Tragfläche
111: Unterfläche der Haupt-Tragfläche
112, 122: Anströmkante
120: Einrichtung
120: Hilfs-Tragfläche
121: Oberfläche der Hilfs-Tragfläche
130: Flugkörper
140: Trägerelemente

Claims

Vorrichtung (100) zum Erhöhen des Auftriebes der Tragflächen (110) eines Flugkörpers (130), insbesondere der Tragflächen (110) eines für Flüge im Überschallbereich ausgelegten Flugkörpers (130), dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb der Unterfläche (111) einer Tragfläche (110) eine Einrichtung (120) zum Ablenken von Luft in Richtung der Unterfläche (111) der Tragfläche (110) vorgesehen ist.
Vorrichtung (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (120) zumindest teilweise in Flugrichtung vor einer Anströmkante (112) einer betreffenden Tragfläche (110) angeordnet ist.
Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (120) von einer Hilfs-Tragfläche (120) gebildet ist, deren Anströmkante (122) parallel zur Anströmkante (112) einer betreffenden zugeordneten Haupt-Tragfläche (110) ausgerichtet ist.
Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfs-Tragfläche (120) in einem in Relation zur Haupt-Tragfläche (110) negativen Einstellwinkel in Relation zur Längsachse (131) des Rumpfes des Flugkörpers (130) angeordnet ist, um anströmende Luft von der Oberfläche (121) der Hilfs-Tragfläche (120) in Richtung auf die Unterfläche (111) der Haupt-Tragfläche (110) zu richten.
Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge einer Hilfs-Tragfläche (120) kleiner oder gleich der Länge einer zugeordneten Haupt-Tragfläche (110) bemessen ist.
Vorrichtung (100) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge einer Hilfs-Tragfläche (120) auf zwischen 1/2 und 1/4 der Länge einer zugeordneten Haupt-Tragfläche (110) bemessen ist.
Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Hilfs-Tragfläche (120) auf zwischen 1/3 bis 1/10 der Breite einer zugeordneten Haupt-Tragfläche (110) bemessen ist.
Vorrichtung (100) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Hilfs-Tragfläche (120) auf 1/4 der Breite einer zugeordneten Haupt-Tragfläche (110) bemessen ist.
Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Hilfs-Tragfläche (120) im Querschnitt plan ausgebildet ist.
Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Hilfs-Tragfläche (120) mittels einer Mehrzahl parallel zueinander angeordneter Trägerelemente (140) mit einer zugeordneten Haupt-Tragfläche (110) verbunden ist, wobei ein jeweiliges erstes Ende eines jeden Trägerelementes (140) mit der Unterfläche (111) der Haupt-Tragfläche (110) verbunden ist und ein jeweiliges zweites Ende eines jeden Trägerelementes (140) mit der Oberfläche (121) der Hilfs-Tragfläche (120) verbunden ist.