DE1917532B2

DE1917532B2 - Spaltklappenanordnung an Tragflügeln für Luftfahrzeuge

Info

Publication number: DE1917532B2
Application number: DE1917532A
Authority: DE
Inventors: Herbert Dipl.-Ing. 7990 Friedrichshafen Zimmer
Original assignee: Dornier GmbH
Current assignee: Dornier GmbH
Priority date: 1969-04-05
Filing date: 1969-04-05
Publication date: 1973-10-31
Also published as: US3638886A; FR2038280B1; FR2038280A1; DE1917532A1; GB1286581A; DE1917532C3

Description

Die Erfindung betrifft eine Spaltklappenanordnung an Tragflügeln für Luftfahrzeuge mit einer am Tragflügel ein- bzw. ausschwenkbar gelagerten oberen Spaltklappe und einer an der oberen um eine zur Hauptflügellängsachsc parallele Achse schwenkbar gelagerten unteren Spaltklappe.

Wie allgemein bekannt, dienen derartige Spaltklappen dazu, ein Ablösen der Strömung am Tragflügel während des Landeanfluo.es innerhalb eines größtmöglichen Anstellwinkelbereiches zu verhindern. Um dies verwirklichen zu können, sind bereits eine große Anzahl unterschiedlicher Klappenanordnungen und Ausführungen auf ihre aerodynamische Wirksamkeit untersucht worden. Es hat sich dabei gezeigt, daß Klappensystemc, die aus mehreren einander zugeordneten Klappen bestehen, aerodynamisch weit wirksamer sind als Einzelklappen.

Den mit Spaltklappensystemen erzielbaren Vorteilen stehen aber auch Nachteile gegenüber, die aus dem komplizierteren Aufbau der Klappensysteme und insbesondere der zugehörigen Versteilmechanismen sowie der schwierigeren Klappenlagerung resultieren. Es ergeben sich daraus für die Gestaltung und Anordnung derartiger Klappensysteme am Tragflügel erhebliche mechanische und kinematische Probleme.

Es ist bereits eine Spaltklappenanodnung mit einer am Tragflügel eines Luftfahrzeuges ein- bzw. ausschwenkbaren oberen Spaltklappe und einer an der oberen Spaltklappe schwenkbar gelagerten unteren Spaltklappe bekannt. Die untere Spaltklappe wird dabei um eine zur Hauptflügellängsachse parallele Achse geschwenkt. Bei dieser bekannten Spaltklappenanordnung ist für die Schwenkung der unteren Spaltklappe ein gesondertes Verstellgetriebe vorgesehen, das getrennt von der Stellbewegung der oberen Spallklappe betätigt wird.

Es ist ferner eine Spaltklappenanordnung bekannt, bei der eine am Tragflügel angeordnete Spaltklappe aus dem Tragflügel ausfahrbar ist, wobc^; die Spaltklappe über ein Hebelgetriebe nach An einer Parallelogrammführung ein- bzw. ausgeschwenkt und dabei hinsichtlich ihrer Anstellwinkellage verstellt wird. Die bekannte Einrichtung gestattet die Einstellung mehrerer Anstellwinkellagen der Spaltklappe gegenüber dem Tragflügel. Es besteht dabei eine zwangläufige Koppelung zwischen der Ausfahrstellung der Spaltklappe und deren Anstellwinkellage.

Bei einer weiteren Spaltklappenanordnung ist vorgesehen, die Spaltklappen mittels eines Stellmotors aus dem Tragflügel nach hinten auszufahren, wobei die Anstellwinkellage der Klappen durch ein Hebelgetriebe in Verbindung mit festen Führungsbahnen bestimmt wird. Es besteht bei der bekannten Klappenanordnung eine Koppelung zwischen der Ausfahrstellung und der Anstellwinkellage der Spaltklappen.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Anordnung und Lagerung sowie den Verstellmechanismus von Klappensystemen an der Tragflügelvorder- und bzw. oder der Tragflügelhinterkante wesentlich zu vereinfachen und so auszubilden, daß die Strömung am Tragflügel sowohl bei ein- als auch ausgefahrenen Klappen so wenig wie möglich beeinträchtigt wird. Es ist femer Aufgabe der Erfindung, die untere Spaltklappe zwangläufig mit der Ausfahrbewegung der oberen Klappe in die Ausfahrstellung zu bewegen.

Die gestellte Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die obere Spaltklappe mittels als Parallelogrammführung angeordneter Lenker annähernd in der Hauptflügelebene ein- bzw. ausschwenkbar ist und daß zum selbsttätigen Ein- bzw. Ausschwenken der unteren Spaltklappe eine Lenkerstange mit ihrem einen Ende am Hauptflügel und mit ihrem anderen Ende an der unteren Spaltklappe in einem Abstand von deren Schwenkachse an der oberen Spaltklappe angelenkt ist.

Ein so ausgeführtes Klappensystem bringt den wesentlichen Vorteil einer kinematisch günstigen Anordnung und Lagerung mit sich, wobei eine Koppelung der Ausfahrstellung mit der Anstellwinkellage der oberen Spaltklappe vermieden werden kann und der zur Schwenkung der Klappen erforderliche Verstellmechanismus einen unkomplizierten Aufbau mit einer geringen Anzahl von Bauteilen aufweist. Ferner beaf-prucht der Verstellmechanismus in Ausfahrstellung der Klappen nur einen geringen Raum innerhalb des Tragflügels, so daß die tragende Konstruktion des Flügels dadurch nicht beeinträchtigt wird. Hinzu kommt, daß keines der Teile des Verstellmechanismus in Einfahrstellung der Spaltklapncn außerhalb der Außenkontur des Tragflügelprofiles liegt und eine Störung der Strömung am Tragflügel während des Schnellfluges vollständig vermieden ist. Im Einfahrzustand der Klappen ist eine einwandfreie Umsirömung des Tragflügels gegeben. Die in Einfahrstellung vorhandenen Schließspalte beeinflussen dabei die Strömung nur in geringem Maße. Die im Einfahrzustand unten liegende Spaltklappe kann eine aerodynamisch günstige Form erhalten und zwar sowohl in bezug auf die Aus- als auch auf die Einfahrstcllung.

Tn weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Lenkerstangc durch einen hydraulisch wirkenden Stellmotor gebildet, der unabhängig von der Verstellbewegung der oberen Spaltklappe betätigbar ist. Eine solche Ausbildung gestattet einerseits eine zwangläufige Verstellung der unteren Spaltklappe bei der Aus- bzw. Einfahrbewegung der oberen Spaltklappe und gleichzeitig eine unabhängige Verstellung der unteren Spaltklappe in bezug auf eine Anstellwinkel-

änderung gegenüber der oberen Spaltklappe. Es ist mittels des Stellmotors aber auch möglich, der unteren Spaltklappe gegenüber der oberen Spaltklappe innerhalb der Aus- bzw. Einfahrbewegung in Richtung der Tragflügelhauptebene eine überlagerte Schwenkbewegung zu erteilen. In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung dargestellt und im folgenden näher beschrieben.

F i g. 1 zoigt in einer Übersicht die Anordnung der Klappen an der Tragflügelvorderkante von oben gesehen, wobei die Klappen in Einfahrstellung stehen;

F i g. 2 zeigt gemäß F i g. 1 die Klappen in Ausfahrstellung;

F i g. 3 bis 5 zeigen im Querschnitt unterschiedliche Stellungen der Düsenspaltklappen;

F i g. 6 zeigt in einem Querschnitt durch den Tragflügel die Lagerung und den Verstellmechanismus für die Düsenspaltklappen;

F i g. 7 zeigt eine Draufsicht gemäß Fig. 6;

Fig. 8 zeigt in einer Draufsicht nach Fig. 7 eine weitere Ausführungsform des Verstellmechanismus für die untere Düsenspaltklappe.

An der Tragflügelvorderkante sind zu beiden Seiten des Flugzeugrumpfes je zwei Spaltklappensysteme angeordnet. Der Vereinfachung halber ist nachfolgend nur eines der Klappensysteme näher beschrieben.

Wie Fig. 1 bis 7 erkennen lassen, ist mit J der Flugzeugrumpf und mit 2 der Tragflügel bezeichnet. Jedes der Klappensysteme besteht hierbei aus den Spaltklappen 3 und 4. die über ein Gestänge 8 (F i g. 1) vom Piloten aus verstellbar sind.

Wie insbesondere Fig. 3 bis 7 zeigen, bilden die Spaltklappen 3 und 4 im eingefahrenen Zustand die Vorderkante dts Tragflügels. Die obere Spaltklappe 3 ist dabei über zwei Lenker 12 am Hauptflügel 2 gelagert. Die Lenker 12 weisen an ihren Enden Schwenkachsen 16 bzw. 17 auf, die in Lagerstellen 13 bzw. 14 an der Spaltklappe 3 bzw. am Hauptflügel 2 geführt sind. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Schwenkachsen 16 und 17 zueinander parallel und stehen senkrecht auf der Hauptebene des Tragflügels. Die untere Spaltklappe 4 ist ihrerseits an der Spaltklappe 3 je über zwei Schwenkarme 20 schwenkbar gelagert, wobei die einen Enden der Schwenkarme im Bereich der Hinterkante der unteren Spaltklappe 4 befestigt sind und über Lagerbohrungen 26 mit ihren anderen Enden mit Schwenk:ichsen 28 an der Spaltklappe 3 zusammenwirken. In Ausfahrstellung der Spaltklappen 3 und 4 ist zwischen dem Hauptflügel 2 und der Spaltklappe 3 ein Düsenspalt 47 und zwischen der Spaltklappe 3 und der Spaltklappe 4 ein Düsenspalt 48 gebildet. Tn Einfahrstellung der Klappensysteme bilden die Spaltklappen 3 und 4 den vorderen Teil des Tragflügelprofils, wobei die Oberseite 40 der Spaltklappe 3 an der Oberseite und d^:^ Oberseite 42 der Spaltklappe 4 an der Unterseite des Profils liegt. Der Hauptflügel 2 weist an seiner Unterseite im vorderen Bereich eine Ausnehmung 43 auf, in die die Spaltklappe 4 innerhalb der Einiahrstellung einklappbar ist.

Zwischen dem Hauptflügel 2 und der Spaltklape 4 ist eine Lenkerstange 32 eingesetzt, deren eines Ende sich über ein Gelenk 37 am Hauptflügel 2 abstützt und deren anderes Ende mittels seines Gelenkes 36 an der Spaltklappe 4 angreift. Die Gelenklagerung 36. d. h. der Angriffspunkt der Lenkerstange 32 an der Spaltklappe 4 ist in einem gewissen Abstand von den Schwenkachsen 28 vorgesehen, so daß zusammen mit der Lenkerstange 32 ein Kurbeltrieb gebildet ist In Einfahrstellung der Klappensysteme weist dann die Vorderkante 44 der Spaltklappe 4 in Richtung auf die Tragflügelhinterkante. Die beiden Spaltklappen 3 und 4 werden also von der Einfahrstellung in die Ausfahrstellung scharnierartig auseinandergeklappt. Zur Betätigung der Spaltklappen 3 und 4 ist,

ίο wie bereits beschrieben, ein Verstellgestänge 8 vorgesehen, das einerseits an einem Betätigungsorgan für den Piloten und andererseits an den Schwenkarmen für die gemeinsame Verschwenkung der Spaltklappen 3 und 4 in der Tragflügelebene angeschlos-

sen ist. Das Verstellgestänge 8 kann dabei in bekannter Weise über einen Servomotor betätigt werden.

Wie F i g. 8 erkennen läßt, kann die Lenkerstange 32 gemäß Fig. 6 und 7 auch durch einen hydraulisch wirkenden Stellmotor 52 gebildet sein. Der Stellmotor 52 besteht hierbei aus einem doppelt wirkenden Hydraulikkolben 53. der in einem Zylinder 54 sowohl'in der einen als auch in der anderen Richtung verstellbar ist. Die Kolbenstange 56 des Kolbens schließt dabei über ein Gelenk 57 an den Hauptflügel

a₅ an, während der Zylinder 54 gleichfalls über ein Gelenk 58 an der Spaltklappe 4 angreift. Die Betätigung des Stellmotors 52 erfolgt mittels einer hier nicht dargestellten Druckmittelsteuereinrichtung, die vom Piloten aus bedient werden kann.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung gemäß den Fig. 1 bis 7 ist wie nachfolgend beschrieben:

Im Schnellflug bilden beide Spaltklappen 3 und 4 der Klappensysteme jeweils gemeinsam den vorderen

Teil des Tragflügels 2. Sollen die Spaltklappen 3 und 4 z. B. für den Landeanflug ausgefahren werden, so werden die lenker 12 über das Bediengestänge 8 verschwenkt und damit die Spaltklappen 3 und 4 in der Tragflügelebene aus ihrer Einfahrstellung her-

ausbewegt. Gleichzeitig wird die Spaltklappe 4 über die Lenkerstange 32 zwangläufig um die Schwenkachsen 28 aus der Ausnehmimg 43 am Hauptflügel 2 gegenüber der Spaltklappe 3 scharnierartig in die Ausfahrstellung geklappt (Fig 2. 5 und 6). Der Ein-

fahrvorgang beider Spaltklappen 3 bzw. 4 erfolgt dabei sinngemäß der vorbeschriebenen Ausfahrbewegung mit umgekehrtem Ablauf.

Bei dem in F i g. 8 gezeigten Ausführungsbeispiel kann mit Hilfe des Stellmotors 52 die Spaltklappe 4 unabhängig von der Stellung der Spaltklappe 3 verschwenkt werden. Es besteht ferner die Möglichkeit, beide Spallklappen in Ausfahrstellung zu bringen und aus dieser Ausfahrstellung heraus mittels einer Betätigung des Stellmotors 52 die Spaltklappe 4 im

Sinne einer Vergrößerung oder Verkleinerung ihres Anstellwinkels unabhängig von der Stellung der Spaltklappe 3 zu bewegen. Es ist mittels des Stellmotors 52 aber auch möglich, der Spaltklappe 4 gegenüber der Spaltklappe 3 innerhalb der Ausfahr-

bewegung beider Spaltklappen eine der Ausfahrbewcgunc überlagerte Schwenkbewegung zu erteilen. Die im Ausführungsbeispiel beschriebenen Klappensysteme können in der gleichen Weise auch für Klappen an der Tragflügelhinterkante verwendet wer-

den. Es ist auch eine Ausführung denkbar, bei der die beschriebenen Klappensysteme sowohl an der Tragflügelvorderkante als auch an der Tragflügelhinterkante angeordnet sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Spaltklappenanordnung an Tragflügeln für Luftfahrzeuge mit einer am Tragflügel ein- bzw. ausschwenkbar gelagerten oberen Spaltklappe und einer an der oberen um eine zur HauptSügellängsachse parallele Achse schwenkbar gelagerten unteren Spaltklappe, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Spaltklappe (3) mittels als Parallelogrammführung angeordneter Lenker (12) annähernd in der Hauptflügelebene ein- bzw. ausschwenkbar ist und daß zum selbsttätigen Ein- bzw. Ausschwenken der unteren Spaltklappe (4) eine Lenkerstange (32) mit ihrem einen Ende am Hauptflügel (2) und mit ihrem anderen Ende an der unteren Spaltklappe in einem Abstand von deren Schwenkachse (28) an der oberen Spaltklappe angelenkt ist.

2. Spaltklappenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenkerstange (32) durch einen hydraulisch wirkenden Stellmotor (52) gebildet ist, der unabhängig von der Verstellbewegung der oberen Spaltklappe (3) betätigbar ist.

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