DE2361210A1

DE2361210A1 - Flugzeugtragfluegel

Info

Publication number: DE2361210A1
Application number: DE2361210A
Authority: DE
Inventors: Jun Otto Edwin Bartoe
Original assignee: Ball Brothers Research Corp
Current assignee: Ball Aerospace and Technologies Corp
Priority date: 1973-12-06
Filing date: 1973-12-06
Publication date: 1975-06-12
Also published as: DE2361210C2

Description

PATENTANWÄLTE

j ■ DipL-ing. H. Seiler Dipi.-ing. J. Pfenning Dipi.-Phys. K. H. Meinig

1 Berlin 19

Oldenburgallee 1O

D-482 Tel. 0311/304 55 21

304 55 22

Drahtwort: Seilwehrpatent Postscheckkto. Bln.W.5938 6. Dezember 1973

BALL BROTHERS RESEARCH CORPORATION Muncie, Indiana, U.S.A.

Flugzeugtragflügel

Die Erfindung bezieht sich auf eine Leistungssteigerung an Tragflügeln bei Flugzeugen, insbesondere im Bereich geringer Fluggeschwindigkeiten, wie sie beim Starten und Landen von Flugzeugen vorherrschen.

Es sind bereits verschiedene Vorschläge in dieser Richtung gemacht worden, die darauf hinausliefen, das Düsentriebwerk zur Erhöhung des Auftriebes bei niedrigen Fluggeschwindigkeiten auszuwerten. Man hat die Abgase über Teile der oberen Fläche der Tragflügel geleitet, in erster Linie auch über die Klappen, die den Tragflügeln zugeordnet sind, um so den Auftrieb zu erhöhen, der von diesen Tragflächen und ihren Teilen ausgeht. Ein kleiner Teil der Abgase wurde auch aus dem Grunde über einen oTeil der oberen Fläche der Tragfläche geleitet, um das .gefürchtete Ablösen der Luftströmung am Hinterteil der Tragfläche zu vermeiden. Keiner dieser Versuche konnte wesentlich den Wirkungsgrad der Triebkraft erhöhen, noch konnten sie eine zusätzliche Schubkraft

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jfür die Geschwindigkeit des Flugzeuges erzeugen. Einige der bis-

iherigen Vorschläge und Versuche hatten den Nachteil, daß die Ge-IsamtStabilität des Flugzeuges ungünstig beeinflußt wurde, wo-

durch der Trimm bei geringer Geschwindigkeit wesentlich verändert |wird. Einige der bisherigen Vorschläge hatten zur Folge, daß der Geräuschpegel eher erhöht statt gesenkt wurde.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben geschilderten Nachteile zu vermeiden. Das Lösungsprinzip zu dieser Aufgabe beruht auf einer Leistungssteigerung der Tragflügelkonstruktion. . .· !

Die obige Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die aus je jeinem Vorder- und einem Hinterteil bestehenden ,Tragflügel derart gestaltet sind, daß die Hinterkante des Vorderteiles vertikal oberhalb der Vorderkante des Hinterteiles liegt, und zwar in einem Abstand, der ungefähr das 0,03- bis Ö,2fache der Profilsehne des Tragflügels beträgt, während die Hinterkante des Vorderteiles hinter der Vorderkante des Tragflügels um eine Strecke zurückliegt, die ungefähr das 0,2- bis 0,3 3fache der Profilsehne ausmacht. Die Hinterkante des Vorderteiles und die Vorderkante des Hinterteiles bilden zusammen eine Düse, die den Zweck hat, den Gasstrom nach hinten über denjenigen Teil der gesamten oberen Fläche des Tragflügels zu leiten, der sich hinter der Düse befindet . Die Düse erstreckt sich in der Hauptsache über die Spannweite des Tragflügels. Es sind erfindungsgemäß Einrichtungen vorgesehen, um das Druckgas zu den Düsen zu leiten.

Nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung wird die oben geschilderte Tragflächenkonstruktion kombiniert mit einem Hochflügel, der sich hinter der hinteren Kante des Vorder-

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-3-iteiles des Tragflügels und in einem Abstand oberhalb des Tragjf lügeis befindet, und der den Zweck hat, die umgebende Luft in

!den Gasstrom einzuschließen, der aus der oben erwähnten Düse austritt.

Dem Tragflügel kann erfindungsgemäß eine Klappe zugeordnet werden, die sich über die Spannweite des Tragflügels an seiner Hinterkante erstreckt und der eine Ablenkflosse zugeordnet ist, die den Zweck hat, mindestens einen Teil des umgebenden Luft- Gasgemisches über die obere Oberfläche der Klappe und an deren Hinterkante abwärts zu leiten. Gemäß dem Verfahren der Erfindung soll das Gas nach hinten am Tragflügel entlang, ausgehend von einer über Spannweite sich erstreckenden Düse geleitet werden, die sich hinter der Vorderkante des Tragflügels in einem Abstand befindet, der etwa das 0,2- bis O,3 3fache der Profilsehne des Tragflügels ausmacht, wobei die Düsenhöhe ungefähr das 0,03-bis 0,2fache der Profilsehne des Tragflügels beträgt. Das Gas wird durch im wesentlichen über denjenigen Teil der ganzen oberen Fläche des Tragflügels geleitet, der sich hinter der über die Spannweite erstreckenden Düse befindet, indem die umgebende Luft in das Gas eingeschlossen wird, das ausgehend von der· Düse nach hinten gerichtet ist und über die obere Fläche des Tragflügels hinweg abwärts strömt, wobei mindestens ein Teil dieses umgebenden Luft- Gasgemisches über die obere Fläche der Klappe und anschließend abwärts längs deren Hinterkante strömt. Nach der Erfindung wird das Gas nach erfolgtem Zusammenpressen in das Innere des Tragflügels geleitet, um von hier aus nach hinten aus den Düsen auszutreten, die sich hinter der Vorderkante der Tragfläche in einem Abstand befinden, der etwa dem 0_s2- bis O,33fachen der

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,Profilsehne entspricht, wobei die Düsenhöhe etwa dem 0,03 bis 0,2fachen der Profilsehne entspricht. Das Gas wird alsdann fast über denjenigen ganzen Oberflächenteil des Tragflügels geleitet, der sich hinter der Düse befindet.

; Nach der Erfindung soll eine Leistungssteigerung am Tragflügel unter Verwendung des Düsentriebwerkes dadurch erreicht werden, daß gemeinsam sowohl der Auftrieb als auch der Schub' mit hohem Wirkungsgrad der Triebkraft, insbesondere bei ^niedrigen Fluggeschwindigkeiten während des Start- und Landevorjganges des Flugzeuges, durchgeführt wird. Gleichzeitig soll der Geräuschpegel im Flugbetrieb bei der erfindungsgemäßen Konstruk- i tion des Tragflügels gesenkt werden. Endlich erlaubt die erfindungsgemäße Konstruktion des Tragflügels, den Auftrieb und den :Schub so zu beeinflussen, daß eine gute Stabilität erreicht und die Flugeigenschaften, insbesondere bei niedriger Fluggeschwindigkeit, gut überwacht werden können.

; Gemäß der Erfindung besteht der Tragflügel aus einem vorderen und einem hinteren Teil. Die Hinterkante des vorderen Teils befindet sich in einem Vertikalabstand oberhalb der vorderen Kan- !te des hinteren Teils, wobei seine Größe ungefähr das 0,03- bis

jO,2fache der Profilsehne ausmacht. Die hintere Kante des Vorderteils befindet sich hinter der Vorderkante des Tragflügels in einem Abstand von etwa dem 0,2- bis O,33fachen der Profilsehne. Auf diese Weise wird eine Düse gebildet, und zwar durch den Abstand zwischen der Hinterkante des Vorderteils einerseits und der Vorderkante des Hinterteils anderseits, x^odurch das Gas nach Hinten über denjenigen Teil der Oberfläche des Tragflügels geleitet wird, der sich'hinter der Düse befindet, die sich in der

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Hauptsache über die Spannweite des Flügels erstreckt. Es sind erfindungsgemäß Einrichtungen für die Zufuhr des Druckgases zur Düse vorgesehen. .In weiterer Ausbildung des Erfindungsgedankens weist der Tragflügel eine Hinterkantenklappe auf sowie eine

JHochflache, die zwischen der Hinterkante des Vorderteiles und der Vorderkante der Klappe angeordnet ist. Der vertikale Abstand oberhalb der oberen Oberfläche des Hinterteiles der Tragfläche von dem Hochflügel beträgt mindestens etwa das 0,3fache der Profilsehne des Hochflügels, darf aber nicht weniger sein als etwa das l,5fache des vertikalen Abstandes zwischen der Hinterkante des Vorderteiles und der Vorderkante des Hinterteiles. Ferner ist erfindungsgemäß eine Ablenkflosse außer der Anordnung des JHochflügels vorgesehen. Erfindungsgemäß kann 'auf den Hochflügel' verzichtet werden und lediglich die Ablenkflosse vorgesehen werden. Der Zweck des Hochflügels besteht darin, mindestens einen Teil des Druckgases, das aus der Düse austritt, über die obere Fläche der Klappe und anschließend nach unten über die Hinterkante zu leiten. Die Ablenkflosse ist benachbart zur Vorderkante jder Klappe oberhalb derselben in einem vertikalen Abstand angeordnet, der mindestens etwa das 0,-2fache der Profilsehne der Klappe beträgt. Das Verfahren der Erfindung besteht ferner in der Leistungssteigerung mittels der Luft an den Tragflügeln und den Klappen. Hierbei wird das Gas nach hinten entlang dem Tragflügel geleitet, und zwar aus einer sich über die Spannweite erstreckenden Düse, die längs einer Linie angeordnet ist, die nach hinten von der Vorderkante des Tragflügels um eine Strecke versetzt ist, die etwa dem 0,2 bis 0,33fachen der Profilsehne des Tragflügels entspricht, wobei die Höhe der Düsenöffnung etwa dem 0,03· bis

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O,2fachen der Profilsehne des Tragflügels entspricht. Aus der Düse strömt das Gas über jenen Teil der oberen Oberfläche des Trag- |flügeis, der sich hinter der Düse befindet. Hierbei wird die umgebende Luft vom Gas umhüllt, das von der Düse nach hinten und !anschließend abwärts über die obere Oberfläche des Tragflügels strömt, wodurch mindestens ein Teil des umgebenden Luft- Gasgemisches über die obere Oberfläche der Klappe und weiterhin abwärts über ihre Hinterkante strömt. In weiterer Ausbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann eine Leistungssteigerung des Tragflügels durch Kompression des Gases, vorgenommen werden , indem dieses in das Innere des Tragflügels geleitet und alsdann naqh hinten auf den Tragflügel durch die Düse gerichtet wird, die längs ihrer Linie verläuft, die sich hinter der Vorderkante des Tragflügels erstreckt, und zwar in einem Abstand, der etwa dem 0,2-bis O,33fachen der Profilsehne des Tragflügels entspricht, und deren Öffnungshöhe etwa das 0,03- bis 0,2fache der Profilsehne des Tragflügels ausmacht, wobei das Gas auf denjenigen Teil der Oberfläche des Tragflügels gerichtet ist, der hinter der Düse liegt.

Durch die Erfindung soll eine einheitliche Methode der eistungssteigerung bei Tragflügeln hinsichtlich des Luftauftriebes und der Ausnutzung des Düsentriebwerkes erreicht werden, indem seine Abgase derart ausgenutzt werden, daß sowohl die Auftriebsais auch die Vortriebskräfte, insbesondere bei niedrigen Flug-

eschwindigkeiten, am Tragflügel günstig zur Wirkung kommen. Hierbei handelt es sich ungefähr um Geschwindigkeiten zwischen 15 und 70 Meilen in der Stunde.

Ferner verfolgt die Erfindung den Zweck, insbesondere bei

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-ΤΙ niedrigen .Fluggeschwindigkeiten^ sei es beim Start oder beim ! Landen,, daß der Flugbetrieb mit möglichst niedrigem Geräuschpegel !durchgeführt werden soll. .
j Auch soll erfindungsgemäß der Vorderteil des Tragflügels

j mittels einer in Spannrichtung verlaufenden Achse derart gela-

¹gert sein, daß das Vorderteil aus einer Grundstellung, in welcher ,sich die Hinterkante in einem vertikalen Abstand oberhalb der

!Vorderkante-des Hinterteiles befindet, in eine Schließstellung - verschwenkbar ist, in welcher die Hinterkante des Vorderteiles

i ■ · .

mit der Vorderkante des Hinterteiles in der Hauptsache derart

!zusammenfällt, daß eine stetig verlaufende obere Oberfläche des Tragflügels entsteht, während in den Zwischenstellungen der Trag- !flügel für die verschiedenen Fluggeschwindigkeiten ausgelegt ist. ; Weitere vorteilhafte Ausführungsmöglichkeiten mit hervorstechenden Merkmalen ergeben sich aus den Unteransprüchen. Es zeigt; .

Fig.l einen Querschnitt durch einen Tragflügel gemäß der Erfindung,

Fig.2 einen Querschnitt durch einen Tragflügel in ab-

■geänderter Ausführungsform, bei welchem ein Hochflügel und eine Ablenkflosse vorgesehen sind,

Fig.3 einen der Fig.2 ähnlichen Querschnitt durch einen Tragflügel, bei welchem am Hinterteil ein schwenkbares Deckblech vorgesehen ist, und

Fig.4 einen Grundriß auf ein Flugzeug,

In Figol ist ein Tragflügel 10 gemäß der Erfindung dar-

jgestelltj, der aus einem Vorderteil 12 und einem-Hinterteil IM· besteht ο Da's Vorderteil 12 hat eine Hinterkante 16, die sich" ver-

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tikal oberhalb der Vorderkante 18 des Hinterteiles in einem Abstand befindet, der maximal etwa das 0,03- bis 0,2fache der Profilsehne des Tragflügels 10 beträgt. Die Hinterkante 16 des Vorderteiles 12 ist hinter der Vorderkante 20 des aTragflügels 10 in einem Abstand angeordnet, der ungefähr dem 0,2- bis 0,33fachen der Profilsehne des Tragflügels 10 entspricht. Der Tragflügel 10 hat eine sich über die Spannweite erstreckende Düse 22, deren oberer Teil durch die Hinterkante 16 des vorderen Teiles 12 und ;deren unterer Teil durch die Vorderkante 18 des Hinterteiles 14 gebildet wird. Die Düse 22 erstreckt sich in Spannweitenrichtung !über eine Strecke, die mindestens das 5fache des maximalen ver-

jtikalen Abstands zwischen der Hinterkante 16 und der Vorderkante

J18 beträgt. Die Düse 22 ist so gestaltet, daß das unter Druck stehende Gas, das vom Hohlraum 24 aufgenommen wird, in das Innere des vorderen Teiles des Tragflügels eintritt, um nach hinten im wesentlichen über jenen Teil der oberen Oberfläche desjTragflügels zu strömen, der hinter dieser Düse angeordnet ist. Der Hohlraum 24 erstreckt sich ebenfalls über die Spannweite des Tragflügels 10 und ist in geeigneter Weise an die Gasdruckquelle angeschlossen, insbesondere an den Auspuff des Düsentriebwerkes 90 (Fig.4). Auch kann dieser Hohlraum an ein geeignetes Gebläse angeschlossen sein, das das Druckmittel in den Hohlraum 24 durch geeignete ^Kanäle 9 6 fördert. Das nach dem Umlenkprinzip konstruierte Düsentriebwerk 90 fördert kalte komprimierte Nebenluft durch eine gegabelte Leitung 96 in jeden der beiden Tragflügel Die kalte Luft tritt durch die Düse 2 2 aus und strömt über die Tragflächen 10. Anderseits tritt das Auspuffgas des Triebwerkes durch die gegabelte Leitung 9 4 ebenfalls auf jede der beiden Sei-

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Iten am Flugzeug aus und strömt aus den Düsen 22 auf die Trag-''flächen. Die Leitbleche 92 leiten die kalte austretende Luft j ιin eine Richtung, die parallel zum Flugzeugrumpf 98 verläuft.

j !Die Leitbleche sind im Innern des Hohlraumes 2M- derart angeordnet, daß sie eine Verteilung des kalten Austrittsmediums jeweils jüber die halbe Spannweite des Flügels vornehmen, und zwar derart, daß diese Verteilung ungefähr proportional der Profilsehne des Flügels ist. Bei geraden, sich nicht verjüngenden Tragflügeln iist die Verteilung ungefähr über die halbe Spannweite gleich. Soweit verjüngte Tragflügel verwendet werden, wird relativ mehr Luft auf jene Teile des Flügels gelenkt, die sich in der Nähe des Flugzeugrumpfes befinden.

Soweit mehrere Triebwerke bei einem Flugzeug in Betracht kommen, werden die einzelnen Triebwerke vom Rumpf entfernt angeordnet. Hierbei können die aus den einzelnen Triebwerken austretenden Abgase lediglich in bestimmte Teile der Düse 22 eingeleitet werden, also nicht über die gesamte/Länge der Düse. Als erfinderische Alternativleistung ist es auch möglich, sowohl die kalten als auch die heißen Austrittsgase nach dem Austritt zu mischen. In diesem Fall ist es möglich, eine einzige gegabelte Leitung 96 zu benutzen, um das Gemisch in den Hohlraum 2M- einzuleiten. Die Düse 22 ist so angeordnet, daß das Gas über jenen Teil der Flügeloberfläche geleitet werden kann, der hinter der Düse Liegt. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß die Länge der Düse so groß wie möglich gemacht wird. Allerdings wird die Erfindung nicht dadurch beeinträchtigt, wenn !die Länge der Düse kleiner als die Spannweite des Tragflügels ist. !Der Vorderteil 12 des Tragflügels 10 ist schwenkbar um eine Achse

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126 gelagert, die sich über die Spannweite des Flügels in der Nähe der Vorderkante 20 erstreckt. Das Vorderteil des Flügels 10 kann zwei Stellungen einnehmen. In einer Stellung befindet sich das Vorderteil 12 in einer Lage, bei welcher das Teil in einem bestimmten Abstand oberhalb der Vorderkante 18 des Hinterteiles 14· liegt, während in einer weiteren Stellung,die in Fig.l gestrichelt angedeutet ist, die Hinterkante 16 des Vorderteiles 12 mit der Vorderkante 18 des Hinterteiles 14 im wesentlichen eine stetige, ununterbrochene Oberfläche des Tragflügels 10 bildet. Es ist auch möglich, daß das Vorderteil 12 verschiedene Zwischenlagen zwischen den beiden vorhin geschilderten Grenzstellungen einnimmt. Auch können geeignete Mittel (nicht dargestellt) benutzt werden, um die Stellungen des Vorderteiles in Abhängigkeit von der Fluggeschwindigkeit zu steuern. So wird die Höhe der Öffnung der Düse größer eingestellt, sofern die Fluggeschwindigkeit sinkt und verringert, wenn die Fluggeschwindigkeit steigt. Der Tragflügel 10 weist eine Hinterkantenklappe 30 auf, die in üblicher Weise konstruiert und am Tragflügel befestigt ist.

Bei niedrigen Fluggeschwindigkeiten befindet sich der vordere Teil 12 in der in Fig.l ausgezogen gezeichneten Stellung, in welcher die Hinterkante 16 in einem Abstand oberhalb der Vorderkante 18 des Hinterteils 14 liegt. Beim Anstieg der Fluggeschwindigkeit wird der Vorderteil 12 aus seiner ersten in die zweite Stellung verschwenkt, wobei je nach der Fluggeschwindigkeit eine Änderung der Lage des Vorderteiles erfolgt.

Nach der anderen Ausführungsform der Fig.2 soll eine Leistungssteigerung der Tragflügelkonstruktion 32 gemäß der Erfindung erfolgen. Dieser Tragflügel 3 2 weist einen Haupttrag-

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iflügel 3 4 auf, der ähnlich demjenigen Tragflügel 10 der Fig.l [konstruiert ist. Der Tragflügel 3 2 hat einen Hochflügel 36 und j eine Ablenkflosse 38. Der Hochflügel 36 ist zwischen der Hinter-I₁ kante 40 des Vorderteiles 4 2 und der Vorderkante 44 der Klappe Jan Trägern 48 befestigt. Der Hochflügel 36 ist in einem Abstand 'oberhalb der oberen Oberfläche des hinteren Teiles 50 des Trag-■flügeis 34 angeordnet, der ungefähr das .0,3 fache der Profil-

i '

!sehne des Hochflügels beträgt, jedoch xnicht geringer sein darf

als ungefähr das l,5fache der Höhe der Düse 52. Der Hochflügel erstreckt sich in der Hauptsache über die Spannweite des Tragflü-

'gels 3 4 in einem Ausmaß, das der Länge der Düse 52 entspricht. Der Hochflügel 3 6 hat den Zweck, die umgebende Luft in

[das Gas einzuschließen, welches aus der Düse 52 austritt. Der Hochflügel 36 hat tatsächlich zur Folge, daß er in Verbindung mit dem Tragflügel 34 den wirksamen Querschnitt des Düsenstrahles vergrößert. Dadurch wird erreicht, daß die Geschwindigkeit der Gasströmung über die :>Tragflache verringert wird, so daß der Wirkungsgrad der gesamten Triebkraft gesteigert wird gegenüber demjenigen Wirkungsgrad, der dann erreicht wird, wenn lediglich der Tragflügel 3 4 ohne den Hochflügel zur Anwendung kommt.

.Die Ablenkflosse 3 8 der Tragflügelkonstruktion hat den Zweck, den Gasstrahl über die obere Oberfläche der Klappe 46 und anschließend abwärts über die Hinterkante 54 dieser Klappe zu leiten. Die Ablenkflosse 38 ist mittels einer Anzahl von Trägern 56 im Bereich der Vorderkante der Klappe 46 an ihr in einem Abstand oberhalb der Klappe befestigt, der mindestens etwa das 0,2fache der Profilsehne der Klappe 46 beträgt. Die Lenkung des umgebenden Luft- Gasgemisches im Bereich der Ablenkflosse hat

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ferner den Zweck, die Strömungsablösung der Luft von der oberen Oberfläche der Klappe 16 zu verhindern.

Die Stärke des Schalles, der vom Düsentriebwerk ausgeht,

ist zum Teil davon abhängig, wie hoch die Geschwindigkeit des

JGases des Düsentriebwerkes ist und wie groß die Öffnungen sind, durch welche der Düsenstrahl strömt. Die Verwendung eines Hochflügels 3 6 vergrößert wirksam den Querschnxttbereich des Düsen-

!strahles. Das "Einfangen" bzw. das Einschließen der umgebenden

Luft innerhalb des aus der Düse 5 2 austretenden Gases verringert die eigentliche Geschwindigkeit des Gases. Das Vermischen der umgebenden Luft mit dem aus der Düse 5 2 austretenden Gas erfolgt j oberhalb der oberen Oberfläche des Tragflügels 34, wobei das Ge- ; misch, ausgehend von der vorderen Kante 5 8 des hinteren Teiles 50 j

! i

!weiter über die vordere Kante 44 der Klappe 46 strömt, so daß j der Geräuschpegel, der durch den Tragflügel 34 in Kombination mit dem Hochflügel 36 erzeugt wird, geringer ist als bei einem Tragflügel 34, der keinen Hochflügel 36 hat.

Nach der Ausführungsform der Fig.3, die eine andere Gestaltung der Erfindung zeigt, ist der Tragflügel 6 2 gemäß der Erfindung aufgebaut. Der Tragflügel 6 2 besteht aus einem Hauptflügel 64, einem Hochflügel 6 6 und einer Ablenkflosse 68..Der Hochflügel und die Ablenkflosse sind jeweils an mehreren Trägern 70,72 befestigt. Der Hauptflügel weist eine Hinterkantenklappe 74 auf. Der Hauptflügel 64 mit seiner oberen und unteren Fläche hat eine vordere und eine hintere Kante. Im oberen Bereich ist der Tragflügel in einen vorderen Teil 7 6 und einen hinteren Teil 78 aufgeteilt. Der vordere Teil 76 hat eine Hinterkante 80, die sich vertikal oberhalb der Vorderkante 82 des Hinterteiles in

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einem Abstand befindet, der ungefähr dem 0,03- bis 0,2fachen Betrag- der Profilsehne des Tragflügels 64 entspricht. Die Hin- " terkante 80 des Vorderteiles befindet sich hinter der Vorderkante des Tragflügels 64 in einem Abstand von ungefähr dem 0,2-bis O,33fachen der Profilsehne des Tragflügels 64. Die Hinterkante 80 des Vorderteiles ist nach hinten von der Vorderkante 8 2 des Tragflügels 64 in einem Abstand angeordnet, der ungefähr dem 0,2- bis O,33fachen der Profilsehne des Tragflügels 64 entspricht Der Haupttragflügel 64 weist eine Düse 84 auf, die gebildet wird durch den Abstand zwischen der Hinterkante 80 des Vorderteiles und der Vorderkante 82 des Hinterteiles 78. Durch die Düse 84. ist das Gas nach hinten über jenen Teil der oberen Oberfläche des Tragflügels gerichtet, der hinter der Düs-e angeordnet ist. . Die Düse 84 erstreckt sich in Richtung der Spannweite des Tragflügels 6.4. 1./.".DaJs Druckgas wird durch ein geeignetes Mittel in einen Hohlraum 8 6 geleitet, der sich im Haupttragflügel 64 befindet. Ein flacher oberer, nach Art eines Deckbleches geformter Teil des Hinterteiles 78 des Haupttragflügels 64 ist schwingbar um eine Achse 88 gelagert, die sich über die Spannweite erstreckt, wobei dieses Deckbl<-ech aus einer tiefsten Stellung, in welcher die Hinterkante 80 des Vorderteiles 76 sich in vertikalem Abstand oberhalb der Vorderkante 82 des Hinterteiles 78 befindet, in eine oberste Stellung verschwenkt wird, die in ge-' strichelten Linien in der Zeichnung dargestellt ist, und in welcher die Hinterkante 80 mit der Vorderkante 8 2 im wesentlichen eine stetig verlaufende obere Fläche des Tragflügels bildet. Der hintere Teil kann in einer der verschiedenen Zwischenstellungen zwischen den beiden Grenzstellungen liegen. Jede der Kon-

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-IH- '

j struktionen, die in den verschiedenen Figuren dargestellt sind,

kann auch nicht dargestellte Einrichtungen haben, durch die obere flächen- oder blechartige Teile eines jeden Tragflügels bzw. tragflügelartigen Teiles, wie z.B. Hochflügel, Ablenkflosse u.dgl., schwenkbar gelagert sind.

• Die Tragflügelkonstruktion gemäß der Erfindung kann j eine gute Anwendung bei niedrigen Fluggeschwindigkeiten zwischen 15 und 70 Meilen in der Stunde finden und ist insbesondere für sogenannte "Stolflugzeuge" (Kurzstreckenstart- und -landungs-Flugzeuge). . ■

Das erfindungsgemäße Verfahren besteht auch in der Leistungssteigerung des Tragflügels mittels der.Lufteinwirkung durch Unterdrucksetzen der Abgase des Triebwerkes, indem das Druckgas in das Innere des Tragflügels geleitet wird und von hier aus nach hinten auf den Tragflügel durch eine sich über die Spannweite erstreckende Düse, die längs einer Linie angeordnet ist, die hinter der Vorderkante des Tragflügels sich in einem Abstand befindet, der ungefähr das 0,2-bis O,33fache der Profilsehne des Tragflügels beträgt. Die Düse hat eine Öffnung» deren Höhe ungefähr dem 0,03- bis 0,2fachen der Profilsehne des Tragflügels entspricht. Das Gas wird im wesentlichen über jenen Teil der gesamten oberen Oberfläche des Tragflügels geleitet, der sich hinter der Düse befindet. Bei dem erfindungsgemäßeη Verfahren zur Leistungssteigerung wird ein Tragflügel verwendet, der eine Hinterkantenklappe hat, wobei das Gas nach hinten über die Tragfläche aus einer sich über die Spannweite erstreckenden Düse geleitet wird, die sich hinter der Vorderkante des Tragflügels befindet. Das Gas strömt über die obere Oberfläche des Tragflü-

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gels, und zwar über jenen Teil, der sich hinter der Düse befindet, wobei die umgebende Luft in das Innere des Gasstromes eingeschlossen wird, der sich nach hinten über die obere Oberfläche des Tragflügels und anschließend abwärts bewegt. Dadurch wird die relative Geschwindigkeit des umgebenden Luft- Gasgemisches gesteigert, das über die obere Oberfläche des Tragflügels strömt, wobei mindestens ein Teil des umgebenden Luft- Gasgemisches über die obere Oberfläche der Klappe strömt, um anschließend sich abwärts über die Hinterkante der Klappe zu bewegen. Das Verfahren gemäß der Erfindung erhöht nicht nur den Auftrieb,der aufgrund der Tragflügelkonstruktion verfügbar ist₉ sondern man erreicht

j ■ .

,einen höheren Wirkungsgrad der Triebkraft als dies bei den bisher ι bekannten Hochgeschwindigkeits-Düsenstrahltriebwerken der Fall war. Ferner ist der Geräuschpegel, der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren auftritt, geringer als bei den bisher bekannten Konstruktionen. Endlich wird gemäß der Erfindung eine gute Stabilität und die erforderliche Kontrolle erreicht und die auftretenden Druck- und Stoßkräfte kommen erfindungsgemäß in günstiger Weise an geeigneten Stellen des Flugzeuges zur Auswirkung.

Abänderungen der vorliegenden Erfindung fallen, soweit, sie im Rahmen derselben bleiben, in den Schutzbereich des vorliegendes Patentes.

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Claims

ΓιΛ

Patentansprüche

ragflugekkonstruktxon, insbesondere für die Zwecke !eines Flugbetriebes mit niedrigeren Start- und Landegeschwindigkeiten, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale: ! a) Ein Haupttragflügel (10) umfaßt eine obere und

untere Tragflügelfläche, die in je eine Vorder- und Hinterkante übergehen.

b) Die obere Oberfläche umfaßt ein Vorderteil (12)

und ein Hinterteil (IU), von denen die Hinterkante (16) des Vor- : derteiles (12) sich in einem vertikalen Abstand oberhalb der Vorderkante (18) des Hinterteiles (IU) befindet, der etwa dem 0,03-bis 0,2fachen der Profilsehne des Tragflügels entspricht, wobei die Hinterkante (16) des Vorderteiles (12) sich hinter der Vorderkante (20) des Tragflügels (10) in einem Abstand befindet, der ungefähr das 0,2- bis 0,33fache der Profilsehne des Tragflügels ausmacht.

c) Der Abstand zwischen der Hinterkante (16) des Vorderteiles (12) einerseits und der Vorderkante (18) des Hinterteiles (IU) anderseits bildet eine Düse (22), die das Gas nach hinten über die obere Oberfläche des Tragflügels im wesentlichen über einen Bereich leitet, der sich hinter der Düse befindet, wobei diese Düse sich in der Hauptsache über die Spannweite des

(Tragflügels erstreckt.

d) Anordnung einer Hinterkantenklappe (30).

e) Einrichtungen zum Zuleiten von Druckgas zur

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JDüse (22).
2.) Tragflügel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hochflügel (36) zwischen der Hinterkante (40) des Vor-■derteiles (42) und der Vorderkante (44) der Klappe (46) angeibrdnet ist, und dessen vertikaler Abstand von der oberen Ober-

iifläche des Hinterteiles (50) mindestens etwa das 0,3fache.der

j! - ■

jprofilsehne des Tragflügels, jedoch nicht weniger als ungefähr

ij . .

das l,5fache des vertikalen Abstandes beträgt, und zwar zwischen

der Hinterkante (40) des Vorderteiles (42) einerseits und der i/orderkante (58) des Hinterteiles (50).
3.) Tragflügel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

j !daß eine Ablenkflosse (38) vorgesehen ist, um mindestens einen |Teil des Gases, das aus der Düse (5 2) austritt, über die obere

Oberfläche der Klappe (46) und anschließend abwärts über die

I Hinterkante zu leiten, wobei die Ablenkflosse (38) sich im Anschluß an die Vorderkante (44) der Klappe (46) und in einem vertikalen Abstand oberhalb der Klappe (46) befindet, der mindestens etwa das 0,2fache der Profilsehne der Klappe beträgt.
4.) Tragflügel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der HoehflÜgel (3 6) sich in der Hauptsache über die Spannweite des Tragflügels (34) erstreckt, womit seine Läge im wesentlichen mit -der Länge der Düse (52) übereinstimmt.
5.) Tragflügel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Tragflügelteile, insbesondere das Vorderteil (12), an einer sich über die Spannweite des Tragflügels erstreckenden Achse (26) schwenkbar zwischen zwei Grenzstellungen gelagert ist, von denen in der einen Stellung die Hinterkante (16) des Vorderteiles (12) sich in einem vertikalen Ab-

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-18-J stand oberhalb der Vorderkante (18) des Hinterteiles (IU) und in

'der anderen Grenzstellung die Hinterkante (16) mit der Vorderkante (18) in der Hauptsache eine stetig verlaufende, ununter-

brochene· Oberfläche des Tragflügels bildet, wobei außerdem verschiedene Zwischenstellungen vorgesehen sind.
6.) Tragflügel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (26) sich in der Nähe der Vorderkante (20) des !Tragflügels (10) befindet.
7.) Tragflügel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (2 2) entlang einer Linie verläuft, die sich hinter der Vorderkante (20) des Tragflügels (10) in 'einem Abstand befindet, der ungefähr das 0,2- bis O,3 3fache der Profilsehne des Flügels beträgt.
8.) Tragflügel nach einem der Ansprüche 1 bis T, dadurch gekennzeichnet, daß ein im Vorderteil (12) des .'Tragflügels ange- j ordneter Hohlraum (24) über Kanäle (9 6) an das Düsentriebwerk (90) anschließbar ist.
9.) Tragflügel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (24) durch Leitbleche (9 2) in parallel zum Flugzeugrumpf (9 8) verlaufende Räume unterteilbar ist.
10.) Verfahren zur Leistungssteigerung von Tragflügeln unter Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Einzelmerkmale :

a) Das vom Triebwerk kommende Gas wird nach hinten über einen Teil des Tragflügels aus einer sich über die Spannweite erstreckenden Düse geleitet, und zwar soweit es sich um jenen Flügelteil handelt, der sich hinter der Düse befindet.

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b) Die Luft wird innerhalb des Gasstromes eingei schlossen, der nach hinten aus der Düse austritt.

I c) Mindestens ein Teil dieses eingeschlossenen Luft-

' Gasgemisches wird über die obere Oberfläche der Hinterkanten- ;j klappe und anschließend abwärts über ihre Hinterkante geleitet. ^! 11.) Verfahren nach Anspruch 10,· gekennzeichnet durch

j die Kombination folgender Einzelmerkmale: I ■
:! a) Das Gas wird komprimiert.

l· -

i b) Das komprimierte Gas wird in das Innere des

Tragflügels geleitet.

j -

c) Das Gas tritt aus dem Innern des Tragflügels aus.

'der sich über die Spannweite des Flügels erstreckenden Düse aus

jj und strömt über denjenigen Teil des Tragflügels längs einer Li- ' niedie sich hinter der Vorderkante des Tragflügels befindet und bestreicht damit im wesentlichen die Gesamtbreite jenes Flügelteiles, der hinter der Düse liegt.

Patentanwälte Seilen Pfenning, Meinifl

509824/0157