DE2361210C2 - Tragflügelkonstruktion - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine TrafOügelkonstruktion nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Aus dem Stand der Technik sind eine Vielzahl von Tragflügelkonstruktionen bekannt. Die DE-PS 12 92 006 beschreibt ein Tragflächenflugzeug mit Strahlantrieb und Strahlsteuerung, dessen Tragflächen an ihrer Oberseite Ausblasschlitze aufweisen. Der Ausblasschlitz wird durch Herabschwenken der Profilnase um eine Schwenkachse geöffnet und durch Hochklappen der Nase wieder geschlossen. Von einer Mischkammer strömt die Mischluft durch die hohl ausgebildeten Tragflächen zu den an deren Profilnase vorgesehenen Ausblasschlitzen. Beim Ausblasen der Mischluft durch die Ausblasschlitze wird die Grenzschicht über den Tragflächen des Flugzeugs beeinflußt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Tragflügelkonstruktion entsprechend dem Stand der Technik dahingehend zu verbessern, daß die Triebkraft erhöht und der Geräuschpegel gesenkt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs gelöst.

Durch Vorsehen eines Hochflügels auf der Tragflügelkonstruktion vergrößert sich der wirksame Querschnittsbereich des Düsenstrahles, wobei durch Einschließen der umgebenden Luft in die von der Düse abgegebenen Gasströmung sich die Geschwindigkeit des Gases verringert. Durch diese Verringerung der Geschwindigkeit wird der Geräuschpegel herabgesetzt und der Wirkungsgrad der gesamten Triebkraft gesteigert.

Die Erfindung wird anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Querschnitt durch einen Tragflügel,
Fig.2 einen Querschnitt durch einen Tragflügel in abgeänderter Ausführungsform, bei welchem ein Hochflügel und eine Ablenkflosse vorgesehen sind,
F i g. 3 einen der F i g. 2 ähnlichen Querschnitt durch einen Tragflügel, bei welchem am Hinterteil ein schwenkbares Deckblech vorgesehen ist, und
F i g. 4 einen Grundriß auf ein Flugzeug.
In F i g. 1 ist ein Tragflügel 10 dargestellt, <?«r aus einem Vorderteil 12 und einem Hinterteil 14 besteht Das Vorderteil 12 hat eine Hinterkante 16, die sich vertikal oberhalb der Vorderkante 18 des Hinterteiles 14 in einem Abstand befindet, der das 0,03- bis 0,2fache der Profilsehne des Tragflügels 10 beträgt Die Hinterkante 16 des Vorderteiles 12 ist hinter der Vorderkante 20 des Tragflügels 10 in einem Abstand angeordnet, der ungefähr dem 0,2- bis 033fachen 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 vertikalen Abstands zwischen der Hinterkante 16 und der Vorderkante 18 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 10 eintritt, um nach hinten im wesentlichen über jenen Teil der oberen Oberfläche des Tragflügels 10 zu strömen, der hinter dieser Düse 22 angeordnet ist Der Hohlraum 24 erstreckt sich ebenfalls über die Spannweite des Tragflügels 10 und ist in geeigneter Weise an eine Gasdruckquelle angeschlossen, insbesondere an den Auspuff eines Düsentriebwerkes 90 (Fig.4). Auch kann dieser Hohlraum 24 an ein geeignetes Gebläse angeschlossen sein, das das Druckmittel in den Hohlraum 24 durch geeignete Kanäle 96 fördert. Das nach dem Umlenkprinzip konstruierte Düsentriebwerk 90 fördert kalte komprimierte Nebenluft durch eine gtgabelte Leitung % in jeden der beiden Tragflügel 10. Die kalte Luft tritt durch die Düse 22 aus und strömt über die Tragflächen 10. Anderseits tritt das Auspuffgas des Triebwerkes durch die gegabelte Leitung 94 ebenfalls auf jede der beiden Seiten am Flugzeug aus und strömt aus den Düsen 22 auf die Tragflächen 10. Die Leitbleche 92 leiten die kalte austretende Luft in eine Richtung, die parallel zum Flugzeugrumpf 98 verläuft Die Leitbleche 92 sind im Innern des Hohlraumes 24 derart angeordnet, daß sie

so eine Verteilung des kalten Austrittsmediums jeweils über 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 ist 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 98 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 in bestimmte Teile der Düse 22 eingeleitet werden, also nicht über die gesamte Länge der Düse. Als Alternative 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 24

einzuleiten. Die Düse 22 ist so angeordnet, daß das Gas Ober jenen Teil der Flögeloberfläche geleitet werden kann, der hinter der Düse 22 liegt Eine Ausführungsform besteht darin, daß die Länge der Düse 22 so groß wie möglich gemacht wird. Allerdings kann die Länge der Düse 22 auch kleiner als die Spannweite des Tragflügels 10 sein. Der Vorderteil 12 des Tragflügeis 10 ist schwenkbar um eine Achse 26 gelagert, die sich über die Spannweite des Flügels 10 in der Nähe der Vorderkante 20 erstreckt Das Vorderteil 12 des Flügels 10 kann zwei Stellungen einnehmea In einer Stellung befindet sich das Vorderteil 12 in einer Lage, bei welcher das Teil 12 in einem bestimmten Abstand oberhalb der Vorderkante 18 des Hinterteiles 14 liegt, während in einer weiteren Stellung, die in Fig. 1 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 12 in Abhängigkeit von der Fluggeschwindigkeit zu steuern. So wird die Höhe der Öffnung der Düse 22 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 10 befestigt ist

Bei niedrigen Fluggeschwindigkeiten befindet sich der vordere Teil 12 in der in F i g. 1 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 12 erfolgt

Nach der anderen Ausführungsform der F i g. 2 soll eine Leistungssteigerung der Tragflügelkonstruktion 32 erfolgen. Diese Tragflügelkonstruktion 32 weist einen Haupttragflügel 34 auf, der ähnlich demjenigen Tragflügel 10 der F i g. 1 konstruiert ist Der Haupttragflügel 34 hat einen Hochflügel 36 und eine Ablenkflosse 38. Der Hochflügel 36 ist zwischen der Hinterkante 40 des Vorderteiles 42 und der Vorderkante 44 der Klappe 46 an Trägern 48 befestigt. Der Hochflügel 36 ist in einem Abstand oberhalb der oberen Oberfläche des hinteren Teiles 50 des Haupttragflügels 34 angeordnet, der ungefähr das 03fache der Profilsehne des Hochflügsls 36 beträgt, jedoch nicht geringer sein darf als ungefähr das I^fache der Höhe der Düse 52. Der Hochflügel 36 erstreckt sich in der Hauptsache über die Spannweite des Haupttragrlügels 34 in einem Ausmaß, das der Länge der Düse 52 entspricht

Der Hochflügel 36 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 Haupttragflügel 34 den wirksamen Querschnitt des Düsenstrahies vergrößert. Dadurch wird erreicht, daß die Geschwindigkeit der Gasströmung über die Tragfläche verringert wird, so daß der Wirkungsgrad der gesamten Triebkraft gesteigert wird gegenüber demjenigen Wirkungsgrad, der dann erreicht wird, wenn lediglich der Tragflügel 34 ohne den Hochflügel 36 zur Anwendung kommt.

Die Ablenkflosse 38 der Tragflügelkonstruktion 32 hat den Zweck, den Gasstrahl über die obere Oberfläche der KIaDDe 46 und anschließend abwärts über die Hinterkante 54 dieser Klappe 46 zu leiten. Die Ablenkflosse 38 ist mittels einer Anzahl von Trägern 56 im Bereich der Vorderkante 44 der Klappe 46 an ihr in einem Abstand oberhalb der Klappe 46 befestigt der mindestens etwa das 0,2fache der Profilsehne der Klappe 46 beträgt Die Lenkung des umgebenden Luft- Gasgemisches im Bereich der Ablenkflosse 38 hat ferner den Zweck, die Strömungsablösung der Luft von der oberen Oberfläche der Klappe 46 zu verhindern.

ίο Die Stärke des Schalles, der vom Düsentriebwerk ausgeht, ist zum Teil davon abhängig, wie hoch die Geschwindigkeit des Gases des Düsentriebwerkes ist und wie groß die öffnungen sind, durch welche der Düsenstrahl strömt Die Verwendung eines Hochflügels 36 vergrößert wirksam den Querschnittbereich des Düsenstrahles. Das »Einfangen« bzw. das Einschließen der umgebenden Luft innerhalb des aus der Düse 52 austretenden Gases verringert die eigentliche Geschwindigkeit des Gases. Das Vermischen der umgebenden Luft mit dem aus der Düse 52 austretenden Gas erfolgt oberhalb der oberen Oberfläche des H;\;,pttragflügels 34, wobei das Gemisch, ausgehend von der vorderen Kante 58 des hinteren Teiles 50 weiter über die vordere Kante 44 der Klappe 46 strömt, so daß der Geräuschpegel, der durch den Haupttragflügel 34 in Kombination mit dem Hochfliigel 36 erzeugt wird, geringer ist als bei einem Tragflügel 34, der keinen Hochflügel 36 hat

Nach der Ausführungsform der F i g. 3, die eine andere Gestaltung zeigt besteht die Tragflügelkonstruktion 62 ebenfalls aus einem Hauptflügel 64, einem Hochflügel 66 und einer Ablenkflosse 68. Der Hochflügel 66 und die Ablenkflosse 68 sind jeweils an mehreren Trägern 70, 72 befestigt Der Hauptflügel 64 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 Haupttragflügel 64 in einen vorderen Teil 76 und einen hinteren Teil 78 aufgeteilt Der vordere Teil 76 hat eine Hinterkante 80, die sich vertikal oberhalb der Vorderkante 82 des Hinterteiles 78 in einem Abstand befindet, der ungefähr dem 0,03- bis O^fachen Betrag der Profilsehne des Hajpttragflügels 64 entspricht. Die Hinterkante 80 des Vorderteiles 76 befindet sich hinter der Vorderkante des Tragflügels 64 in einem Abstand von ungefähr dem 0,2-bis 033fachen der Profilsehne des Tragflügels 64. Die Hinterkante 80 des Vorderteiles 76 ist nach hinten von der Vorderkante des Haupttragflügels 64 in einem Abstand angeordnet, der ungefähr dem 0,2- bis 0,33iachen 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 76 und der Vorderkante 82 des Hinterteiles 78. Durch die Düse 84 ist das Gas nach hinten über jenen Teil der oberen Oberfläche des Haupttragflügels 64 gerichtet, der hinter der Düse 84 angeordnet ist. Die Düse 84 erstreckt x^:ch in Richtung der Spunnweitt des Haupttragflügels 64. Das Druckgas wird durch ein ge eignetes Mittel in einen Hohlraum 86 geleitet, der sich im Haupttragflügel 64 befindet. Ein flacher oberer, nach Art eines Deckblcches geformter Teil des Hinterteiles 78 des Haupttragflügels 64 ist schwingbar um eine Achse 88 gelagert, die sich über die Spannweite erstreckt, wobei dieses Deckblech aus einer tiefsten Stellung, in welcher die Hinterkante 80 des Vorderteiles 76 sich in vertikalem Abstand oberhalb der Vorderkante 82 des Hinterteiles 78 befindet, ir. eine oberste Stellung verschwenkt wird, die in gestrichelten Linien in der Zeichnung dargestellt ist, und in welcher die Hinterkante 80

mit der Vorderkante 82 im wesentlichen eine stetig verlaufende obere Fläche des Haupttragllügels 64 bildet. Der hintere Teil 78 kann in einer der verschiedenen Zwischenstellungen zwischen den beiden Grenzstellungen liegen. Jede der Konstruktionen, die in den verschie- denen 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. ι ο

Die Tragflügelkonstruktion kann eine gute Anwendung bei niedrigen Fluggeschwindigkeiten zwischen 28 und 130 Kilometer in der Stunde finden und ist insbesondere für sogenannte »Stolflugzeuge« (Kurzsireckenstart- und -landungs-Flugzeuge).

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Tragflügelkonstniktion, insbesondere für die Zwecke eines Flugbetriebes mit niedrigeren Start- und Landegeschwindigkeiten mit einem Haupttragflügel mit einer in eine Vorder- und eine Hinterkante übergehenden oberen und unteren Tragflügelfläche, wobei die obere Tragflügelfläche ein jeweils eine Vorderkante und einer Hinterkante aufweisendes Vorderteil und Hinterteil umfaßt, wobei die Hinterkante des Vorderteils und die Vorderkante des Hinterteils eine Düse bilden, die Gas nach hinten über die gesamte sich hinter der Düse befindenden oberen Fläche des Tragflügels leitet und die sich ungefähr über die gesamte Spannweite des Tragflügels erstreckt, und wobei die untere Tragflügelfläche zwischen Vorder- und Hinterkante aus einem durchgehenden metallischen Teil besteht, und mit einer an der Hinterkante des Haupttragflügels befestigten Klappe, dp durch gekennzeichnet, daß oberhalb des Haupttragfiügeis (34,64) zwischen der Hinterkante (40,80) des Vorderteils (42, 76) und der Klappe (46,74) ein Hochflügel (36,66) zur Zuleitung von Umgebungsluft in die von der Düse (52, 84) abgegebenen Strömung vorgesehen ist, und daß der vertikale Abstand des Hochflügds (36,66) vom Hinterteil (50,78) wenigstens das 03fache der Profilsehne, jedoch nicht weniger als das 1,5fache der vertikalen Düsenhöhe beträgt