DE19501038C1

DE19501038C1 - Flugzeug-Tragfläche

Info

Publication number: DE19501038C1
Application number: DE1995101038
Authority: DE
Inventors: Christa Michel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-01-16
Filing date: 1995-01-16
Publication date: 1996-05-15
Anticipated expiration: 2015-01-17

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Flugzeug-Tragfläche mit wenigstens einer in der Nähe der Tragflächen-Hinterkante sich quer zur Flugrichtung erstreckenden und nach oben über die Oberseite der Tragfläche hinaus schwenkbaren Klappe, wobei die Klappe in der hochgeklappten Lage auf ihrer der Luftströmung zugekehrten Seite konkav und auf ihrer der Luftströmung abgekehrten Seite konvex ausgebildet ist.

Eine bekannte Klappe dieser Art (Interavia, Nr. 754-55/II., vom 15. März 1941), ist mit ihrer Vorderkante in einer Öff nung der Oberseite der Tragfläche angelenkt, so daß die konkave Seite der Klappe im hochgeklappten Zustand der Luftströmung zugekehrt ist. Sie bietet daher in der hochge klappten Lage einen größeren Luftwiderstand als eine ebene Klappe, so daß ein damit ausgerüstetes Flugzeug beim Landen rascher abgebremst werden kann. Dagegen ist die Klappe im eingeklappten Zustand unterhalb der Oberseite der Tragflä che versenkt. Sie leistet daher keinen Beitrag zum Auf trieb in eingeklappter Lage.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Flugzeug- Tragfläche der eingangs genannten Art anzugeben, bei der die Klappe in eingeklappter Lage zum Auftrieb beiträgt.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die konvexe Seite in der eingeklappten Lage der Klappe auf der Oberseite der Tragfläche nach oben vorsteht.

Bei dieser Lösung bewirkt die Klappe in der eingeklappten Lage auf ihrer Oberseite eine größere Stromlinienverdich tung und mithin einen stärkeren Auftrieb des Tragflügels. Ein mit einer solchen Tragfläche ausgerüstetes Flugzeug kann daher, je nach Stellung der Klappe oder Klappen, ra scher abgebremst werden und/oder antriebslos weiter segeln als ein Flugzeug der eingangs genannten Art. Dies trägt gleichzeitig zur Erhöhung der Flugsicherheit beim Ausfall eines oder aller Triebwerke bei.

Vorzugsweise ist dafür gesorgt, daß die Klappe an der Hin terkante einer sich in der Oberseite der Tragfläche quer zur Flugrichtung erstreckenden Öffnung angelenkt ist und eine Stange mit ihrem einen Ende an der Vorderkante der Klappe und mit ihrem anderen Ende an einem Stellglied ange lenkt ist, das innerhalb der Tragfläche in Flugrichtung verschiebbar ist. Diese Art der Anbringung des Stellglieds an der Klappe verringert die durch das Stellglied auf die Klappe auszuübende Stellkraft beim Hochklappen der Klappe bzw. um sie in der hochgeklappten Lage zu halten, im Ver gleich zu einer Anlenkung der Stange an einer etwas näher bei dem Drehgelenk der Klappe liegenden Stelle. Bei glei cher Stellkraft hält die Klappe dagegen einer stärkeren Luftströmung stand.

Während man bei kleineren Flugzeugen, wie Sportflugzeugen, gegebenenfalls mit nur einer Klappe auskommt, die auch quer zur Flugrichtung in mehrere individuell betätigbare Ab schnitte unterteilt sein kann, ist es bei größeren Flugzeu gen, insbesondere Transportflugzeugen, bei denen die Trag flächen in Flugrichtung breiter sind, günstig, wenn eine weitere sich quer zur Flugrichtung erstreckende und über die Oberseite der Tragfläche hinaus schwenkbare Klappe, die in der hochgeklappten Lage auf ihrer der Luftströmung zuge kehrten Seite konkav und auf ihrer der Luftströmung abge kehrten Seite konvex ist und deren konvexe Seite in der eingeklappten Lage auf der Oberseite der Tragfläche nach oben vorsteht, an der Hinterkante einer weiteren sich quer zur Flugrichtung vor der ersten Öffnung erstreckenden Öff nung angelenkt ist und eine weitere Stange mit ihrem einen Ende an der Vorderkante der weiteren Klappe und mit ihrem anderen Ende an dem Stellglied angelenkt ist.

Ein besonders hoher Luftwiderstand bzw. Auftrieb ist er reichbar, wenn die konvexe Seite etwa die Kontur eines Ab schnitts einer Zylinderumfangsfläche aufweist.

Die Erfindung und ihre Weiterbildungen werden nachstehend anhand der Zeichnung von Ausführungsbeispielen näher be schrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Flug zeug-Tragfläche bei eingeklappter Lage einer erfindungsge mäßen Klappe, in schematischer Darstellung,

Fig. 2 den Querschnitt des Tragflügels nach Fig. 1 in aus geklappter Lage der erfindungsgemäßen Klappe,

Fig. 3 einen schematischen Querschnitt eines zweiten Aus führungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Flugzeug-Trag fläche mit zwei in Flugrichtung hintereinander angeordneten erfindungsgemäßen Klappen in eingeklapptem Zustand und

Fig. 4 die Tragfläche nach Fig. 3 in ausgeklappter Lage der Klappen.

Die Flugzeug-Tragfläche nach den Fig. 1 und 2 hat eine sich in der Nähe der Tragflächen-Hinterkante quer zur Flugrich tung erstreckende und nach oben über die Oberseite 2 der Tragfläche 1 hinaus schwenkbare Klappe 3. Die Klappe 3 ist in der hochgeklappten Lage nach Fig. 2 auf ihrer der Luft strömung zugekehrten Seite konkav und auf ihrer der Luft strömung abgekehrten Seite konvex (gewölbt). In der einge klappten Lage nach Fig. 1 steht die konvexe Seite der Klap pe 3 auf der Oberseite 2 der Tragfläche 1 nach oben vor. Die Klappe 3 ist an der Hinterkante 4 einer sich in der Oberseite 2 der Tragfläche 1 quer zur Flugrichtung erstrecken den Öffnung 5 angelenkt. Eine Stange 6 ist mit ihrem ei nen Ende an der Vorderkante 7 der Klappe 3 und mit ihrem anderen Ende 8 an einem Stellglied 9 in Form einer Zahn stange angelenkt, das innerhalb der Tragfläche 1 in Flug richtung, durch eine nicht dargestellte Schiene geführt, verschiebbar ist. Die Zahnstange wird über ein Ritzel 10 durch einen nicht dargestellten Elektromotor angetrieben. Anstelle des Stellglieds 9 kann auch ein anderes Stell glied, z. B. eine hydraulisch angetriebene Stange, vorgese hen sein.

Die Tragfläche 1 kann in Flugrichtung eine Länge von wenig stens etwa der halben Rumpflänge und quer dazu eine Breite von wenigstens etwa 3 m haben, bei einem Rumpfdurchmesser von etwa 1 m. Der am Rumpf hinter der Kanzel angrenzende Abschnitt der Vorderkante der Tragfläche 1 kann sich über 1 m quer zur Flugrichtung erstrecken. Der folgende Ab schnitt der Vorderkante kann dann mit einer Steigung von 2 : 1 schräg nach hinten verlaufen. Die Kante am freien äuße ren Ende der Tragfläche kann etwa parallel zum Rumpf verlaufen und die Hinterkante etwa senkrecht dazu. Bei diesen Abmessungen der Tragfläche sollte die eingeklappte Klappe 3 eine Breite in Flugrichtung von etwa 21 cm haben und sich über die gesamte Länge der Tragfläche in Querrichtung er strecken. Das Höhenleitwerk am Heck sollte mit der Stellbe wegung der Klappe 3 synchronisiert sein.

An der Hinterkante der Tragfläche 1 ist ein herkömmliches Ruder 11, eine sogenannte "Normalklappe", schwenkbar gela gert. Statt dessen können auch Wölbungsklappen, Spaltklap pen, Doppelspalt-Fowler-Klappen und dergleichen, vorgesehen sein. Ferner können äußere Querruder und innere Querruder an der Hinterkante vorgesehen sein.

Die dargestellte Klappe 3 trägt in ihrer eingeklappten Lage nach Fig. 1 aufgrund ihrer über die Oberseite 2 der Trag fläche 1 vorstehenden Wölbung zum Auftrieb der Tragfläche 1 bei. In der hochgeklappten Lage nach Fig. 2 dient sie dage gen als Bremsklappe und/oder zur Erzeugung eines Drehmo ments um die Querachse des Flugzeugs bzw. zur Stabilisie rung der Längsneigung des Flugzeugs, so daß das Flugzeug, je nach dem Neigungswinkel der Klappe 3, antriebslos eine größere oder kürzere Strecke zurücklegen kann. Im antriebslosen Gleitflug trägt die Klappe 3 auf diese Weise zur Flugsicherheit bei.

Bei der Flugzeug-Tragfläche 1 nach den Fig. 3 und 4, die für größere Flugzeuge als die Tragfläche nach den Fig. 1 und 2 vorgesehen ist und sich über eine größere Länge als die Tragfläche 1 nach den Fig. 1 und 2 in Flugrichtung er streckt, ist eine weitere Klappe 3′, die der Klappe 3 ent spricht, an der Hinterkante 4′ einer weiteren sich quer zur Flugrichtung vor der ersten Öffnung 5 erstreckenden Öffnung 5′ angelenkt und eine weitere Stange 6′ mit ihrem einen En de 7′ an der Vorderkante der weiteren Klappe 3′ und mit ih rem anderen Ende 8′ an dem Stellglied 9 angelenkt, wobei die Stangen 6 und 6′ in jeder Lage des Stellglieds 9 etwa parallel zueinander sind. Bei einer Tragflächenbreite in Flugrichtung von etwa der Länge eines etwa 1 m breiten und 10 m langen Laderaums (bei größeren Transport- und Passa gierflugzeugen) und einer Tragflächenlänge von etwa 6 m, im übrigen aber gleichen Form wie die der Tragfläche 1 nach den Fig. 1 und 2, sollten die eingeklappten Klappen 3 und 3′ in Fig. 3 eine Breite in Flugrichtung von jeweils etwa 24 cm und einen Abstand ihrer Hinterkanten 4 und 4′ von et wa 90 cm haben. Mit jedem Meter zusätzlicher Breite der Tragfläche 1 sollten die Klappen 3 und 3′ um etwa 15 mm breiter sein.

Die weitere Klappe 3′ trägt in der eingeklappten Lage nach Fig. 3 zusätzlich zum Auftrieb und in der hochgeklappten Lage nach Fig. 4 zur Abbremsung bzw. Erzeugung eines Drehmoments um die Flugzeug-Querachse bei.

Die konvexen Seiten der Klappen 3 und 3′ haben etwa die Kontur eines Abschnitts einer Zylinder-Umfangsfläche.

Zusätzlich zu den Klappen 3 und 3′ kann wenigstens eine weitere derartige Klappe parallel zu diesen vorgesehen sein, beispielsweise bei einer Tragflächenbreite von 15 m eine dritte Klappe, bei 20 m Breite eine vierte Klappe und soweiter, pro 5 m zusätzlicher Tragflächenbreite eine wei tere Klappe. Die Abstände der Klappen sollten dann die gleichen wie in Fig. 3 sein.

Claims

1. Flugzeug-Tragfläche (1) mit wenigstens einer in der Nähe der Tragflächen-Hinterkante sich quer zur Flugrichtung er streckenden und nach oben über die Oberseite (2) der Trag fläche (1) hinaus schwenkbaren Klappe (3), wobei die Klappe (3) in der hochgeklappten Lage (Fig. 2) auf ihrer der Luft strömung zugekehrten Seite konkav und auf ihrer der Luft strömung abgekehrten Seite konvex ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die konvexe Seite in der eingeklappten Lage (Fig. 1) der Klappe (3) auf der Oberseite (2) der Tragfläche (1) nach oben vorsteht.

2. Tragfläche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappe (3) an der Hinterkante (4) einer sich in der Oberseite (2) der Tragfläche (1) quer zur Flugrichtung er streckenden Öffnung (5) angelenkt ist und eine Stange (6) mit ihrem einen Ende an der Vorderkante (4) der Klappe (3) und mit ihrem anderen Ende (8) an einem Stellglied (9) an gelenkt ist, das innerhalb der Tragfläche (2) in Flugrich tung verschiebbar ist.

3. Tragfläche nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere sich quer zur Flugrichtung erstreckende und über die Oberseite (2) der Tragfläche (1) hinaus schwenkba re Klappe (3′), die in der hochgeklappten Lage (Fig. 4) auf ihrer der Luftströmung zugekehrten Seite konkav und auf ih rer der Luftströmung abgekehrten Seite konvex ist und deren konvexe Seite in der eingeklappten Lage (Fig. 3) auf der Oberseite (2) der Tragfläche (1) nach oben vorsteht, an der Hinterkante (4′) einer weiteren sich quer zur Flugrichtung vor der ersten Öffnung (5) erstreckenden Öffnung (5′) ange lenkt ist und eine weitere Stange (6′) mit ihrem einen Ende (7′) an der Vorderkante der weiteren Klappe (3′) und mit ihrem anderen Ende (8′) an dem Stellglied (9) angelenkt ist.

4. Tragfläche nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, daß die konvexe Seite etwa die Kontur eines Abschnitts einer Zylinderumfangsfläche aufweist.