DE2720141C3 - Flugzeug mit einem im unteren Teil bootsartigen Rumpf und mit doppelt geknickten Tragflügeln - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Flugzeug mit einem im unteren Teil bootsartigen Rumpf und mit doppelt geknickten Tragflügeln gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Bei einem derartigen bekannten Flugzeug sind die Tragflügel im bootsnahen Bereich in der Art von Flossenstummeln ausgebildet und werden den hydrodynamischen Anforderungen gerecht. Nach einem ersten Knick erstrecken sie sich im mittleren Spannweitenbereich nach oben. Nach einem weiteren Knick schließen sich daran die im wesentlichen waagerecht verlaufenden Außenflügel an. Es handelt sich also um eine Weiterentwicklung von Flugbooten bzw. Amphibienflugzeugen mit Bootsrumpf.

Die Weiterentwicklung von Flugbooten ist in den vergangenen Jahrzehnten gegenüber der Entwicklung der Landflugzeuge stark zurückgeblieben. Dies ist zum Teil der Tatsache zuzuschreiben, daß das konventionelle Flugboot nicht durch eine wesentlich vorteilhaftere Bauart abgelöst wurde und immer noch in der üblichen Bauweise mit auf dem Boot aufgelegtem Tragflügel und mit Stabilisierung durch Seitenschwimmer ausgeführt wurde. Die Nachteile dieser konventionellen Flugbootbauart liegen vor allem in der relativ geringen Seetüchtigkeit und in der Gefahr, daß im Seegang die Seitenschwimmer beschädigt werden oder verlorengehen könnea

Die genannten Nachteile werden bei einer anderen bekannten Flugbootbauart vermieden, bei der zur Stabilisierung am Bootsrumpf angesetzte Flossenstummel dienen. Das Boot selbst ist dabei breit ausgebildet und weist eine ausgezeichnete Seetüchtigkeit und gute Starteigenschaften auf. Der Tragflügel und die Motoren mit Luftschrauben sind über dem Boot

ίο angeordnet und gegenüber Rumpf und/bzw. oder Stummel abgestrebt Trotz des sich dadurch ergebenden weniger günstigen aerodynamischen Aufbaus und trotz hoher Lage des Triebwerksschwerpunktes sind Flugboote dieser Bauart den konventionellen Flugbooten überall dort überlegen, wo es auf Hochseefähigkeit ankommt

In der DE-OS 15 31 388 ist auch schon ein Flugboot vorgeschlagen worden, dem nicht nur die Vorteile der letztgenannten Bauart, insbesondere die Hochseefähig keil eigen sind, sondern das auch die angeführten Nachteile beider Flugbootarten, insbesondere die durch die Triebwerksanordnung bedingten Nachteile nicht aufweist Sei diesem Flugboot sind die Tragflügel als doppelt geknickte Flügel ausgebildet und tief am bootsartigen Rumpf angesetzt Im bootsnahen Bereich ist der Tragflügel in der Art eines Flossenstummels wirksam und wird den hydrodynamischen Anforderungen gerecht. Er dient in diesem Bereich als Stabilitätsorgan auf dem Wasser. In einem mittleren Spannweiten- bereich ist der Flügel nach oben abgeknickt, um den erforderlichen Wasserabstand für die Außenflügel zu erreichen, welche sich an den Mittelbereich nach einem weiteren Knick anschließen. Die Triebwerksanlage ist bei diesem Flugzeug auf den Rumpf aufgesetzt.

Diese Bauart mit Knickflügel vermeidet jeden Interferenzwiderstand, der bei den bisher bekannten Flugbootbauarten vorhanden war. Die Ausbildung des Knickflügels nach Art eines Flossenstummels im bootsnahen Bereich erlaubt ein außerordentlich günsti ges Ein- und Aussteigen bzw. Beladen des Flugzeuges über den Flossenstummel auch bei Seegang. Dadurch, daß über dem Stummel kein Flügelteil vorhanden ist, ergibt sich auch bei kleineren, nach dieser Art gebauten Flugbooten eine für das Ein- und Aussteigen sowie Arbeiten außerordentlich günstige freie Stehhöhe über dem Stummel.

Die Erfindung geht von einem Flugzeug der letztgenannten Bauart aus. Bei einem derartigen Flugzeug hat sich gezeigt, daß eine einfache Knickbil dung am Ende des Stummelbereichs der Tragflügel für das Abheben des Flugzeugs vom Wasser nicht optimal ist. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das Abheben vom Wasser zu erleichtern. Diese Aufgabe wird bei einem Flugzeug der oben genannten Art mit

5^r> doppelt geknickten Tragflügeln, die im bootsnahen Bereich in der Art von Flossenstummeln den hydrodynamischen Anforderungen gerecht werden, im mittleren Spannweitenbereich in einem ersten Knick nach oben abgeknickt sind, woran sich in einem weiteren Knick die Außenflügel anschließen, wobei der Tragflügel im Mittelbereich ein dünneres Profil als im Stummelbereich aufweist, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an der ersten Knickstelle die aneinandergrenzenden Profile auf ihrer Unterseite eine in Flugzeuglängsrichtung verlaufe fende Stufe bilden, deren Höhe von vorn nach hinten /unimmt. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Ein derart ausgebildetes Flugzeug hat nicht nur verbesserte

Eigenschaften hinsichtlich des Abhebens vom Wasser, sondern auch hinsichtlich des gesamten Startverhaltens und der Seetüchtigkeit, indem auch Längsstabilität und Seitenstabilität verbessert sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung sei nachstehend anhand der Zeichnung erläutert Es zeigt

F i g. 1 schematisch die Seitenansicht eines Flugzeugs, F i g. 2 eine Draufsicht auf F i g. 1,

F i g. 3 eine Vorderansicht zu F i g. 1,

F i g. 4 eine vergrößerte Darstellung der Knickstellen in Seitenansicht,

F i g. 5 eine Vorderansicht zu F i g. 4 und

F i g. 6 eine Rückansicht zu F i g. 4.

Zunächst sei der Aufbau des Flugzeugs anhand der Fig. 1—3 insgesamt erläutert Der Flugzeugrumpf 1 ist an seinem unteren Teil 2 bootsförmig ausgebildet Der Bootsteil 2 ist etwa in Flugzeugmitte mit einer bei Flugbooten üblichen Stufe 2a ausgerüstet Die Wasserlinie ist mit W angedeutet Nahe dem Ruapfheck kann ein Bootsruder 6 zur Steuerung der Bewegungen auf dem Wasser angeordnet sein. Das Leitwerk 3 im Heck ist hochgesetzt, um die nötige Freiheit vom Wasser zu haben. Das Leitwerk kann mit doppeltem Seitenleitwerk, als T-Leitwerk oder in beliebigen anderen bekannten Bauarten ausgebildet sein. Die Triebwerksanlage 5 befindet sich auf der Rumpfoberseite. Die Art des Triebwerks ist für die Erfindung nicht wesentlich. So kann es sich z. B. um ein einzelnes Triebwerk oder ebensogut um eine Zwillingsanordnung handeln. Ferner ist die Verwendung von Strahltriebwerken oder Fan-Triebwerken bzw. einer ummantelten Luftschraube möglich. Die so angeordneten Triebwerke sind durch Rumpf und Tragwerk vor Spritzwasser geschützt.

Das Tragwerk 4 ist durch zwei Knickstellen K 1 und K 2 in drei Bereiche aufgeteilt. Direkt am Bootskörper 2 befindet sich der Stummelbereich 4a. Der Stummelbereich ist sehr tief am Bootskörper angesetzt und liegt auf dem Wasser auf. Am äußeren Ende dieses Stummelbereiches 4a ist die Knickstelle K1 angeordnet. Dort beginnt der Mittelbereich 4b der Tragflügel. An diesen Bereich schließen sich in einem weiteren Knick K 2 die Außenflügel 4c an. An den Außenflügeln sind Landeklappen 7 und Querruder 8 schematisch angedeutet. Gegebenenfalls können noch Endscheiben oder Außentanks 9 an der Flügelspitze angeordnet sein. Für amphibischen Einsatz ist die Möglichkeit der Anordnung eines Landegestell oder Fahrwerkes nur angedeutet.

Einzelheiten der ersten Knickstelle K 1 ergeben sich aus den F i g. 4 bis 6. Der innerste Teil des Tragflügels, d. h. der Stummelbereich 4a ist fest mit dem Bootsteil 2 des Rumpfes verbunden. Er weist ein verhältnismäßig dickes Profil auf, das an seinem hinteren EndR nicht, wie bei Flügeln üblich, spitz ausläuft, sondern senkrecht abgeschnitten ist und somit am hinteren Ende einen Spiegel 14 bildet. Wegen der hydrodynamischen Erfordernisse ist diesem Stummelbereich ein großer Einstellwinkel δ 1 gegenüber der Flugzeuglängsachse gegeben. Die Unterseite 11 des Flügelprofils im Stummelbereich 4a liegt in seinen rückwärtigen Bereichen im Wasser. An der Knickstelle K 1 beginnt, wie erwähnt, der Mittelbereich 4b mit einem dünneren Profil und mit spitz auslaufender Hinlerkante. Die Oberseiten !Oder Profile irti Stummelbereich 4a und im Mittelbereich 4b decken sich und gehen an der Knickstelle ineinander über. Die Unterseite t2 des Profils im Mittelstück 4b büJet an der Knickstelle K 1 wegen der unterschiedlichen Profildicken gegenüber der Unterseite 11 des Stummelbereichs eine Stufe 13, die von vorn nach hinten verläuft und dabei an Höhe zunimmt Die Unterseite 12 des F'ügelmittelteils 4b kommt somit aus dem Wasser, was das Abheben beim Startvorgang ganz wesentlich erleichtert Die am äußeren Ende des Stummelbereichs 4a gebildete Längsstufe 13 bewirkt dabei ein Abreißen der nach außen gehenden Wasserströmung. Die Längsstufe 13 kann mit senkrechter Wand ausgebildet sein oder auch,

ίο wie in Fig.5 und 6 dargestellt ist, eine Neigung aufweisen. Eine im unteren Teil vorspringende Längsstufe verbessert den oben angegebenen Effekt

In Fig.4 ist strichpunktiert die Profilsehne am Flügelmittelstück 4b an der Knickstelle K1 angedeutet Diese Sehne hat dem Einstellwinkel des Stummelbereiches 4a entsprechend einen großen Einstellwinkel δ 1. Für die aerodynamischen Verhältnisse im Flug ist aber ein solcher Einstellwinkel nicht optimal. Daher erhalten die Außenflügel 4c einen kleineren Einstellwinkel δ 2 und es wird über die Länge des Mittelbereichs 4b eine starke Schränkung des Profils von Einstellwinkel ό 1 nach 6 2 durchgeführt Die Schränkung ist aus Fig.4 leicht zu erkennen. Ebenso ist sie aus dem Verlauf der Flügelhinterkante im Mittelbereich 4b aus der Fig.6 ersichtlich. Die Außenflügel können dann rein nach aerodynamischen Gesichtspunkten ausgelegt sein und dabei V-Stellung, Pfeilung usw. und gegebenenfalls sogar nochmals eine gewisse Schränkung aufweisen.

Die Hinterkanten der Tragflügelbereiche 4a, 4b und 4c können, wie in der Zeichnung dargestellt, miteinander abschließen, es ist aber auch möglich, daß die Hinterkanten gegenseitig abgesetzt sind, derart, daß z. B. die Hinterkante des Mittelbereiches über die Hinterkante des Stummelbereiches übersteht. Ferner ist es nicht unbedingt erforderlich, daß das Profil im gesamten Mittelbereich 4b hinten spitz zulaufend ausgebildet ist, vielmehr kann der oben angedeutete überstehende Teil in der Nähe der Knickstelle K1 in der Art wie der Stummel 4a senkrecht abgeschnitten sein und dort einen niederen Spiegel 15 aufweisen, wie aus Fig.6 zu ersehen ist. Im weiteren Verlauf in Richtung zur Knickstelle K 2 wird dann das Flügelprofil nach hinten spitz zulaufen.

Die konstruktive Ausbildung des Tragwerkes 4 kann außerhalb des Stummelbereichs 4a, also am Ende des Stummels oder noch weiter außen liegend eine Trennstelle Γ aufweisen. Vorteilhafterweise ist die Trennstelle am Ende des Stummelbereichs 4a in der Knickstelle K 1 angeordnet. Sie ist in der Fig.5 durch eine strichpunktierte Linie angedeutet. An dieser Trennstelle T können dann Mittelbereich 4b und Außenflügel 4c vom festen Stummelbereich 4a abgenommen werden.
Für viele Fälle ist aber ein vollständiges Abnehmen der Flügel nicht erforderlich, sondern es ist lediglich wünschenswert, die Flügel an den Rumpf beizuklappen und dabei aber die Schwimmstabilität des Flugzeuges zu erhalten und außerdem immer noch einen guten Zugang zur Kabine zu haben, sowie den Stumrnelbereich des Tragflügels als Arbeitsplattform zu verwenden. Zu diesem Zweck können die außenliegenden Tragflügelteile an der Trennstelle über Schwenklager beiklappbar befestigt werden.

In den Zeichnungen ist eine Möglichkeit des

t>5 Beiklappens schematisch dargestellt. So ist in F i g. 6 am Ende des Stummelbereichs 4a ein Schwenklager 16 mit im wesentlichen horizontaler Drehachse angedeutet. Um dieses Lager können Flügelmittelstück und

Außenflügel nach oben beigeklappt werden. Die beigeklappte Lage ergibt sich klar von selbst und ist daher hier in F i g. 6 nicht gesondert eingezeichnet. Sie ist gestrichelt in F i g. 3 angedeutet und mit 4" bezeichnet

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Flugzeug mit einem im unteren Teil bootsartigen Rumpf und mit doppelt geknickten Tragflügeln, die im bootsnahen Bereich in der Art von Flossenstummeln den hydrodynamischen Anforderungen gerecht werden, im mittleren Spannweitenbereich in einem ersten Knick nach oben abgeknickt sind, woran sich in einem weiteren Knick die Außenflügel anschließen, wobei der Tragflügel im Mittelbereich ein dünneres Profil als im Stummelbereich aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß an der ersten Knickstelle (K I) die aneinander grenzenden Profile auf ihrer Unterseite (11,12) eine in Flugzeuglängsrichtung verlaufende Stufe (13) bilden, deren Höhe von vorn nach hinten zunimmt

2. Flugzeug nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine vertikal verlaufende Wand der Stufe (13).

3. Flugzeug nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine geneigt verlaufende und im unteren Teil vorspringende Wand der Stufe (13).

4. Flugzeug nach einem der Anspräche 1—3, dadurch gekennzeichnet, daß im Stummelbereich (Aa) das Profil mit einem Spiegel (14) endet und im anschließenden Mittelbereich (Ab) das Profil im wesentlichen spitz ausläuft.

5. Flugzeug nach einem der Ansprüche 1 —4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hinterkanten der Tragflügel im Stummelbereich (Aa) und Mittelbereich (4tymiteinander abschließen.

6. Flugzeug nach einem der Ansprüche 1—5, dadurch gekennzeichnet, daß das Profil im Mittelbereich (Ab) an seiner Hinterkante einen niedrigen, von der ersten (KY) zur zweiten Knickstelle (K 2) hin abnehmenden Spiegel (15) aufweist.

7. Flugzeug nach einem der Ansprüche 1 —6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Knickstelle (K 1) als Trennstelle ("^ausgebildet ist.