DE2904956C2 - - Google Patents

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DE2904956C2
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    • B64C3/10Shape of wings
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  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
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  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein aerodynamisches Tragflügelprofil gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Tragflügelprofile mit konkav ausgebildeter Saug- und Druckseite, die beiderseits einer durch die Profilebene laufenden Bezugsachse unsymmetrisch sind, sind bspw. bekannt aus der DE-OS 24 01 684 und der US-PS 22 57 260.
Es ist bekannt, daß die Wahl und Anpassung eines Profiles sich durch einen Kompromiß mehrer aerodynamischer Parameter ergibt. So ist es z. B. für ein Leichtflugzeug für Reise- oder Trainingszwecke, das auch kunstflugtauglich sein soll, zweckmäßig, daß die Flügel so entworfen sind, daß sie sowohl im Normalflug wie auch im Rückenflug die erforderlichen aerodynamischen Kräfte entwickeln.
Darüber hinaus ist es stets von Vorteil, wenn der Widerstand in der Luft gering ist und daß insbesondere sein Anstieg mit dem Anstellwinkel in annehmbaren Grenzen bleibt.
Um dies zu erreichen, und zwar insbesondere bei einer speziell für den Kunstflug geschaffenen Flügelausbildung eines Leichtflugzeuges, ist es demnach zweckmäßig, einen erhöhten Auftrieb im Normalflug wie im Rückenflug zu erhalten, um nicht die Möglichkeiten des Rückenfluges einzuengen.
Darüber hinaus soll der Widerstand so gering wie möglich gehalten werden, und dies insbesondere bei erhöhten Anstellwinkeln, so daß bei der Durchführung von engen Flugmanövern so wenig wie möglich an Geschwindigkeit verlorengeht.
Es ist bekannt, daß das aerodynamische Auftriebsvermögen eines Tragflügels von dessen relativer Stellung zur Anströmung und der Gestaltung seiner oberen Tragfläche zur unteren Tragfläche sowie insbesondere vom Verlauf der für die obere Fläche gewählten Wölbung oder Krümmung abhängt.
Im Unterschallbereich und als allgemeine Regel gilt, daß eine zweckmäßig gewählte Wölbung der Flügeloberseite einen erhöhten Auftriebsbeiwert des Profiles zur Folge hat.
Es trifft jedoch auch zu, daß diese Erhöhung des Auftriebes begleitet ist von der Zunahme des Strömungswiderstandes. Demnach ist es also für die ins Auge gefaßten Flugbedingungen erforderlich, einen Kompromiß zwischen dem Auftriebsbeiwert und dem minimalen Widerstandsbeiwert des Profiles einzugehen.
Es sind aerodynamische Profile mit starker Wölbung bekannt, die sehr geeignet sind für den Normalflug eines Leichtflugzeuges, wobei ein höchstmöglicher Auftriebsbeiwert gegenüber einem minimalen Widerstandsbeiwert erzielt wird.
Dennoch weisen die Profile, deren Saugseite und Druckseite gegenüber einer gekrümmten Skelettlinie, die zur Saugseite konvex verläuft, symmetrisch liegen, zwischen dem maximalen Auftriebsbeiwert und dem minimalen Auftriebsbeiwert eine bedeutende Abweichung auf, wodurch der Rückenflug des Flugzeuges nicht begünstigt wird.
Um diesen Nachteil zu beseitigen, wird manchmal ein Profil verwendet, dessen Saug- und Druckseite symmetrisch beidseitig einer Profilsehne angeordnet sind. Bei einem derartigen bikonvexen und symmetrischen Profil ergibt sich zwar ein maximaler Auftriebsbeiwert, der für den normalen Flug und den Rückenflug im wesentlichen identisch ist und der jedoch im allgemeinen unter dem durch das vorgehend beschriebene bikonvexe und unsymmetrische Profil gegebenen maximalen Auftriebsbeiwert liegt. Es ist gewiß möglich, innerhalb eines bestimmten Dickenabmessungsbereiches die Dicke zum bikonvexen unsymmetrischen Profil heraufzusetzen und somit einen größeren Auftriebsbeiwert zu erhalten, dies jedoch stets zuungunsten des Widerstandes.
Darüber hinaus ergeben bestimmte moderne Profile mit großem Radius der Profilnase und gemäßigten Wölbungen der Saug- und Druckseite ein günstiges Verhältnis zwischen maximalem Auftrieb und minimalem Widerstand. Derartige Profile besitzen auch für kleine Anstellwinkel relativ große Auftriebsbeiwerte bei kleinem Widerstandsbeiwert, wodurch für eine gegebene Motorleistung eine Zunahme der Steiggeschwindigkeit erreicht wird. Jedoch weisen diese Profile einen erheblichen Unterschied zwischen dem maximalen und minimalen Auftriebsbeiwerten auf und erlauben keinen plötzlichen Strömungsabriß, wie dies oft im Kunstflug verlangt wird.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Tragflügelprofiles für ein Leichtflugzeug, das besonders für den Kunstflug geeignet ist.
Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalen im Anspruch 1.
Vorzugsweise Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Kurve des Auftriebsbeiwertes in Abhängigkeit vom Widerstandsbeiwert verläuft fast bis zum Strömungsabriß parabolisch, ist steil und für positive und negative Anstellwinkel ähnlich, jedoch mit einer in beiden Fällen begrenzten Amplitude.
Da quasi keine Hysteresis zwischen den Steig- und Sinkanstellwinkeln vorhanden ist, ermöglicht das Profil ohne Verzögerung die Wiederherstellung der Strömung, was bei der Durchführung der Manöver mit Strömungsabriß eine große Sicherheit darstellt.
Die mit dem Anstellwinkel langsam erfolgende Zunahme des Widerstandsbeiwertes und die höheren Werte des Auftriebsbeiwertes ergeben eine ausgezeichnete Leistung beim Steigflug und eine begrenzte Verschlechterung bei Turbulenz.
Darüber hinaus erlaubt die Linearität der Momentkurve zwischen dem Strömungsabriß bei positiven und negativen Anstellwinkeln eine Zentrierung mit minimalem statischen Unterschied.
Des weiteren liegt der Momentbeiwert bei Nullauftrieb sehr niedrig.
Aufgrund des Profiles nach der Erfindung, kann man somit Tragflügel oder -flächen erhalten, die einen Unterschied zwischen den Maximal- und Minimalwerten des Auftriebsbeiwertes aufweisen, der dem algebraischen Wert 3 entspricht. Hierfür ist es insbesondere wichtig, daß kein Bereich der unteren Fläche konkav ist, d. h. die untere Seite muß im zweiten Bereich stets konvex oder flach und niemals konkav ausgebildet sein.
Die Erfindung wird anhand der folgenden Beschreibung und unter Bezug auf die in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsform näher erläutert. Hierbei zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Profiles nach der Erfindung mitsamt seinen geometrischen Bestimmungsangaben;
Fig. 2 und 3 die aerodynamischen Vorteile, die sich aus dem erfindungsgemäßen Profil ergeben, und
Fig. 4 und 5 die auf experimentellem Wege gewonnenen Ergebnisse.
Das Tragflügelprofil nach der Erfindung gemäß Fig. 1 ist allgemein durch das Bezugszeichen 1 gekennzeichnet und kann nach einem orthogonalen Achsensystem OX und OY geometrisch definiert werden, wobei die Achsen OX und OY auch als Bezugsachsen für die sekundären Systeme O′X, O′Y′ und O′′X′′, O′′Y′′ dienen.
Das Profil weist eine konvexe Oberseite 2 (Saugseite) und eine konvexe Unterseite 3 (Druckseite) auf, die beiderseits der Achse OX, die gleichzeitig eine Sehne 4 ist, unsymmetrisch angeordnet sind. Die Länge l der Sehne 4 wird durch die Vorderkante oder Nase im Punkt O und nach hinten durch die Hinterkante 5 begrenzt.
Die Saugseite 2 und die Druckseite 3 besitzen einerseits einen ersten konvexen Bereich mit variabler Wölbung, der durch das Bezugszeichen 6 bzw. 7 gekennzeichnet ist und zwischen der Vorderkante O und den entsprechenden maximalen Dicken Y₁ bzw. Y₂ der Saug- und der Druckseite liegen, und andererseits einen zweiten Bereich 8, 10 bzw. 9, 11, der zwischen den maximalen Dicken Y₁ und Y₂ und der Hinterkante 5 liegt.
Die maximalen Dicken der Saugseite Y₁ und Druckseite Y₂ trennen somit die vorderen Bereiche von den hinteren Bereichen des Profils und sind auf der Sehne durch die Abszissen X₁ und X₂ festgelegt. Die Koordinaten X₁, Y₁ und X₂, Y₂ bestimmen den äußersten Punkt A der Saugseite 2 bzw. den äußersten Punkt F der Druckseite 3.
Die Abszissen X₁ und X₂ entsprechen höchstens 20% bzw. 18% der Länge l der Sehne 4. Diese sehr nahe an der Vorderkante O liegende Stellung der maximalen Dicken Y₁ und Y₂ der Saug- bzw. Druckseite ist dennoch derart, daß die Abszisse X₁ zumindest 12% und höchstens 20% der Länge l der Sehne 4 entspricht, während die Abszisse X₂ zumindest 3,75% und höchstens 18% der Sehnenlänge entspricht. Demgemäß übersteigt die Differenz der Abszissen X₁ und X₂ nicht 16,25% der Länge l der Sehne, wobei die Abszissen vorzugsweise so liegen, daß X₁ < X₂, obgleich man X₁ = X₂ oder auch X₁ < X₂ haben könnte. Die ersten Bereiche 6 und 7 mit variabler Wölbung stellen im wesentlichen sowohl bei positiven als auch negativen Anstellwinkeln des Profils im Anströmungsverlauf die Beschleunigung und die Druckabsenkung auf der Oberfläche dieser Bereiche sicher. Nach dieser Beschleunigung und der Erzeugung eines Unterdrucks, durch die eine Auftriebskraft entsteht, erfährt das Strömungsmittel eine Abbremsung und eine schnelle Druckwiederherstellung in den unmittelbar vom Hauptmoment stromab gelegenen Zonen. Die ersten Zonen, die das Bezugszeichen 8 für die Saugseite 2 und 9 für die Druckseite 3 tragen, verlaufen längs der Profilsehne auf einer Länge l bzw. l₂ mit zumindest 40% und höchstens 150% der Länge X₁ des Bereichs mit variabler Wölbung 6 für die Zone 8 bzw. mit zumindest 6% und höchstens 140% der Länge X₂ des Bereichs mit variabler Wölbung 7 für die Zone 9.
Um stromab von diesen ersten Zonen 8 und 9 die Verzögerung und Druckwiederherstellung des Strömungsmittels mit einem Druckgradienten schwächer weiterzuführen, der in Strömungsrichtung abnimmt, setzt sich das Profil durch zweite Zonen 10 bzw. 11 fort, deren Wölbung Null ist oder nahe bei Null liegt.
Diese zweiten Zonen verlaufen bis zur Hinterkante 5 und umfassen Zwischenzonen der Länge l₃ bzw. l₄, die eine Wölbung von uneingeschränkt Null haben, wobei die Längen l₃ bzw. l₄ zumindest 50 und höchstens 96% der Länge l der Sehne 4 entsprechen.
Somit kann durch die gekoppelten Wirkungen der ersten und zweiten Bereiche eine große Strömungsstabilisierung nahe der Profiloberfläche erzielt werden, und dies bis zum Anstellwinkel, bei dem sich Auftriebverlust einstellt.
Hieraus ergeben sich im wesentlichen für die Tragflügel mit dem erfindungsgemäßen Profil erhöhte maximale und minimale Auftriebsbeiwerte, die nahe beieinander liegen können.
Diese Ergebnisse gehen zum Teil auf die Stellung der Saugseite gegenüber der Druckseite und insbesondere auf das als Absolutwert angegebene Verhältnis zwischen der minimalen Ordinate Y₂ und der maximalen Ordinate Y₁ des Hauptmoments, das zumindest bei 0,25 liegt und höchstens gleich 1 ist, sowie auf die Tatsache zurück, daß die Druckseite an keiner Stelle konkav ausgebildet ist.
Die Fig. 2 zeigt für einen nach dem erfindungsgemäßen Profil ausgebildeten Tragflügel die Entwicklung des Auftriebsbeiwerts C Z als Funktion des Anstellwinkels i des Tragflügels im Strömungsverlauf. Die Figur zeigt die relative Abweichung Δ C Z, die zwischen dem maximalen Beiwert C Z max und dem Absolutwert des minimalen Beiwerts C Z min besteht. Diese Abweichung Δ C Z 1, die durch die gestrichelt dargestellte Kurve wiedergegeben ist, und die aus Vereinfachungszwecken das symmetrische Abbild gegenüber der Abszissenachse seitens der negativen Anstellwinkel der Kurve 12 darstellt, kann sehr gering sein. Darüber hinaus kann die Abweichung Δ C Z 2 zwischen C Z max und dem C Z min die algebraisch durch die Beziehung C Z 2 = C Z max - C Z min bestimmt ist, einen nahe bei 3,5 liegenden Wert erreichen.
Die Fig. 2 zeigt nach dem Punkt, an dem der Auftriebsbeiwert maximal oder minimal ist, einen plötzlichen Auftriebsabfall, wie dies in den Abschnitten der Kurve 12₂ und 12₃ dargestellt ist. Dennoch weist dieser Abfall eine begrenzte Amplitude auf, wie dies der Kurvenverlauf 12₄ und 12₅ wiedergibt, und es ist aufgrund einer fast nicht vorhandenen Hysteresis zwischen den zunehmenden und abnehmenden Anstellwinkeln des Profils einem Piloten eines mit den erfindungsgemäßen Tragflügeln ausgerüsteten Flugzeuges möglich, unverzüglich eine Strömungswiederaufnahme um das Profil herbeizuführen. Dieses Merkmal ist deshalb von großer Bedeutung, weil dadurch bei der Durchführung der Manöver eine große Sicherheit gewährleistet ist. Hierbei verhält sich das Flugzeug vorübergehend wie ein zum Kunstfliegen bestimmtes Flugzeug, indem es einen Flug mit steilem Anstellwinkel ausführt. Beim Flug mit steilem Anstellwinkel können durch die langsame Entwicklung des Widerstandsbeiwerts mit dem Anstellwinkel und den hohen Werten des Auftriebsbeiwerts im steilen Steigflug ausgezeichnete Flugleistungen erzielt werden, da große Feinheit der Manövrierfähigkeit, d. h. ein sehr günstiges Verhältnis von Auftriebsbeiwert zu Widerstandsbeiwert für ein und denselben Anstellwinkel erzielt wird.
Die Fig. 3 läßt für ein Profil a nach der Erfindung und für zwei bekannte Profile b und c, deren Hauptmoment den gleichen Wert haben, einen Vergleich der Polare erkennen, aus dem bestimmte Vorteile eines Profils nach der Erfindung hervorgehen, wobei die Polare die Entwicklung des Auftriebsbeiwerts C Z als Funktion des Widerstandsbeiwerts C X übersetzen.
Beispielshalber zeigt die Kurve 13, die sich auf ein bikonvexes symmetrisches Profil c bezieht, eine symmetrische Entwicklung der Auftriebsbeiwerte für ein und denselben Widerstandsbeiwert; sie zeigt aber auch an, daß der maximale Auftriebsbeiwert C Z 2 eindeutig unter dem maximalen Auftriebsbeiwert C Z max der Kurve 14 liegt, welche ein Profil a nach der Erfindung betrifft. Die Kurve 15 für ein nicht symmetrisches Profil b, beispielshalber nach NACA 23000, zeigt, daß der maximale Auftriebswert C Z 1 über dem maximalen Beiwert C Z 2 des bikonvexen symmetrischen Profils liegt, jedoch dennoch unter den noch günstigen Auftriebsbeiwert des Profils a fällt.
Darüber hinaus besteht zwischen dem maximalen und minimalen Auftrieb des Profils b ein Abstand, der von großer Bedeutung sein kann, da das Verhältnis von größtem zu kleinstem Wert die Größe 1,8 erreichen kann.
Die Polare des Profils a besitzt in jedem beiderseits ihres Schnittpunkts mit der Achse der Widerstandsbeiwerte C X eine Beziehung C Z/CX, die einen sehr hohen Wert hat, wodurch eine Verbesserung bestimmter Leistungen möglich ist. Diese bemerkenswerten Ergebnisse, die durch zahlreiche Untersuchungen in Windkanälen gewonnen und bestätigt wurden, haben die Bedeutung bestimmter geometrischer Beziehungen sowie die Rolle des Hauptmoments erkennen lassen, das eine sehr vorgeschobene Stellung einnimmt; sie haben aber auch zur Bestimmung der Form eines Profils geführt, bei dem der Wert Y₀ des Hauptmoments sich von 8% bis 22% der Länge l der Sehne entwickeln kann.
Die ersten Bereiche 6 und 7 mit variabler Wölbung sowie die ersten Zonen 8 und 9 mit mäßig variabler Wölbung können in der Tat annähernd durch die analytischen Beziehungen definiert werden, wobei man ausgehend von den Fußpunkten O′ und O′′ der maximalen Saug- und Druckseitendicke auf der Sehne 4 die Ordinaten Y des Profils als Funktion der in Betracht kommenden Abszisse X im orthogonalen Achsensystem O′X′, O′Y′ und O′′X′′, O′′Y′′ erhält und O′X′ und O′′X′′ OX überlagert sind und O′Y′ und O′′Y′′ parallel zu OY liegen.
Die vereinfachten Beziehungen sind pseudoelliptisch und geben die Formen in Hinblick auf die gesuchten Ergebnisse mit einer Annäherung wieder, die den herkömmlichen Fertigungstoleranzen vergleichbar ist.
Somit wird für eine Sehne der Länge l ein einerseits längs der Sehne durch die Abszissen X₁ und X₂ und andererseits durch die maximale und minimale Ordinate Y₁ bzw. Y₂ begrenztes Hauptmoment die Form des ersten Bereichs 6 mit variabler Wölbung der Stauseite 2 (durch den Bogen CA (Fig. 1) dargestellt vorteilhaft in dem System O′X, O′Y′ durch folgende Beziehung bestimmen:
wobei |X | den Absolutbetrag der Variablen X darstellt mit
1,8 m 2,1 (2)
und
0,12 × l X₁ 0,2 × l (3)
Gleichermaßen wird die Form der ersten Bereiche 7 mit variabler Wölbung der Druckseite 3, die durch den Bogen OF dargestellt ist, günstig bestimmt im System O′′X′′, O′′Y′′ durch die Beziehung:
wobei |X | den Absolutbetrag der Variablen X darstellt, mit
1,8 < n < 2 (5)
und
0,0375 × l X₂ 0,18 × l (6)
In den Gleichungen (1) und (4) werden die Werte der Parameter Y₁ und Y₂ ausgehend von folgender Beziehung ermittelt:
Y₁ + |Y₂| = Y₀ (Höhe des Hauptmoments) (7)
Hierbei stellt |Y₂| den Absolutbetrag der maximalen Ordinate Y₂ dar, und mit
0,25 |Y₂| /Y₁ 1 (8)
und
0,08 × l Y₀ 0,22 × l (9)
Die erste Zone mit mäßig variabler Wölbung 8 der Saugseite 2 (Fig. 1), die auf den ersten Bereich 6 auf einer Länge der Sehne l₁ von zumindest 40% bei höchstens 150% der den ersten Saugseitenbereich begrenzenden Länge der Sehne X₁ folgt und die durch den Bogen AB wiedergegeben ist, wird im System X′X′, O′Y′ durch folgende Gleichung vorteilhaft definiert:
mit
1,4 < p < 1,5 (11)
wobei die Parameter X₁ und Y₁ durch die Gleichungen (3), (7), (8) und (9) bestimmt sind.
Desgleichen wird die erste Zone mit mäßig variabler Wölbung 9 der Druckseite 3, die dem ersten Bereich 7 auf einer zumindest 6% und höchstens 140% der den ersten Druckseitenbereich begrenzenden und durch den Bogen FE dargestellten Sehnenlänge X₂ entsprechenden Sehnenlänge l₂ folgt, im System O′′X′′, O′′Y′′ vorteilhaft durch folgende Gleichung bestimmt:
wobei die Parameter n, X₂ und Y₂ durch die Gleichungen (5), (6), (7), (8) und (9) festgelegt sind.
Die zweiten Zonen der zweiten Bereiche des Profils, die das Bezugszeichen 10 für die Saugseite 2 und 11 für die Druckseite 3 (Fig. 1) tragen und miteinander an den Punkten B und E mit jeder vorhergehenden ersten Zone verbunden sind, erstrecken sich bis zu den Punkten C und D der Hinterkante.
Die Zone 10, die durch die Punkte B und C begrenzt ist, :nd die durch die Punkte E und D begrenzte Zone 11 weisen zumindest in ihren Zwischenabschnitten eine Wölbung Null auf einer Länge l₃ bzw. l₄ auf, die zumindest 50% und höchstens 96% der Länge l der Sehne ausmacht.
Dennoch können die Zonen 10 und 11 eine sehr leichte konvexe Gesamtwölbung aufweisen, ohne daß sich dabei die von der Erfindung angezielten Ergebnisse wesentlich verändern würden.
Die Profilhinterkante 5 weist einen durch die Punkte C und D begrenzten Sockel auf und ist vorzugsweise symmetrisch beiderseits der Sehne 4 angeordnet. Die Dicke d des Sockels entspricht zumindest 0,2% und höchstens 1% der Profilsehnenlänge l.
Die Fig. 4 und 5 zeigen die mit einem das erfindungsgemäße Profil aufweisenden Tragflügel erzielten Ergebnisse für eine identische Luftströmungsgeschwindigkeit.
Die Fig. 4 stellt den Verlauf des Auftriebsbeiwerts C Z bei positiven und negativen Anstellwinkeln i des Profils dar und läßt für eine Testgeschwindigkeit von 55 m/s den großen Auftriebsbereich des Profils erkennen. Nach Fig. 4 verläuft die Neigung der Kurve C Z steil und sehr stetig, was somit ein ausgezeichnetes Verhalten der Grenzschicht anzeigt. Darüber hinaus erreicht C Z max den Wert 1,94 und der jeweilige Auftriebsabfall verläuft schroff, jedoch mit begrenzter Amplitude. Dieses letztere Merkmal ist übrigens beispielshalber je nach der Form der Flügelfläche, deren Turbulenzbildung oder von der für das Leitwerk angenommenen Stellung veränderlich.
Für den C Z max von 1,94 liegt das C Z min bei -1,60, was eine Gesamtamplitude für den Auftriebsbereich von: 1,94 - (-1,60) = 3,54 ergibt. Zum Vergleich ergibt ein klassisches Profil des Typs 23012 unter den gleichen Testbedingungen eine Amplitude der Größenordnung 2,46.
Die Fig. 4 zeigt darüber hinaus die Symmetrie des Auftriebsabfalls mit positiven bzw. negativen Anstellwinkeln sowie den praktischen Wegfall der Hysteresis zwischen den zunehmenden und abnehmenden Testanstellwinkel, was sich in eine Fähigkeit der Druckwiederherstellung ohne Strömungsverzögerung um das Profil umsetzt. Dieses Merkmal ist für alle Anwendungen des Profils von großer Bedeutung, denn dadurch ist insbesondere eine sehr günstige Kontrolle im Flug möglich.
Die Fig. 5 zeigt die Schwankungen des Auftriebsbeiwerts C Z in Abhängigkeit vom Kippmomentbeiwert Cm für eine Geschwindigkeit von 55 m/s. Sie zeigt, daß die Linearität des Kippmomentbeiwerts zwischen den Auftriebsabfällen eine Zentrierung mit minimalem statischen Toleranzbereich ermöglicht. Der Momentenbeiwert Cm mit Auftrieb Null ist übrigens sehr gering, und die für eine Testgeschwindigkeit von 55 m/s erzielten Ergebnisse bestätigen die Symmetrie und Stabilität des Auftriebsabfalls sowie das fast völlige Ausbleiben der Hysteresis bei der Rückkehr in den Normalflugbereich.

Claims (9)

1. Aerodynamisches Tragflügelprofil mit einer bezüglich der Sehne (4) unsymmetrisch und nicht konkav ausgebildeten Saug- und Druckseite, wobei deren jeweilige Dicke ausgehend von der Sehne gemessen wird, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß die Saug- (2) und die Druckseite (3) jeweils einen ersten konvexen Bereich (6, 7) variabler Wölbung aufweist, der sich zwischen der Vorderkante (O) und dem Punkt ihrer maximalen Dicke (A, F) erstreckt
  • - und einem zweiten Bereich (8, 10, 9, 11), der sich zwischen dem Punkt der maximalen Dicke (A, F) und der Hinterkante (C, D) erstreckt und unterteilt ist, in
    eine erste mit mäßig variabler Wölbung konvex ausgebildete Zone (8, 9), die unmittelbar hinter dem Punkt der maximalen Dicke liegt und in
    eine zweite Zone (10, 11), die auf die erste folgt und sich bis zur Hinterkante (C, D) erstreckt, wobei diese Zone die Wölbung Null, oder im wesentlichen bei Null liegend, hat und sich über mindestens 50% bis höchstens 96% der Sehnenlänge (l) erstreckt, und
  • - daß die maximale Dicke (Y₁, Y₂) ausgehend von der Vorderkante (O) jeweils in einem Abstand (X₁, X₂) liegt, der höchstens 22% der Sehnenlänge entspricht, und
  • - daß das Verhältnis zwischen der maximalen Dicke der Druckseite (Y₁) und der maximalen Dicke der Saugseite (Y₂) zumindest bei 0,25 oder höchstens bei 1 liegt.
2. Aerodynamisches Tragflügelprofil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der Sehne (4) gemessene Entfernung der maximalen Dicke der Saugseite (x₁) von der Vorderkante (O) größer ist als die Entfernung der maximalen Dicke der Druckseite (x₂).
3. Aerodynamisches Tragflächenprofil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die max. Dicke (Y₁) der Saugseite von der Vorderkante (O) aus in einer Entfernung (X₁) liegt, die zumindest 12% und höchstens 20% der Sehnenlänge (l) entspricht.
4. Aerodynamisches Tragflächenprofil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke (Y₂) der Druckseite von der Vorderkante (O) ausgehend in einer Entfernung (X₂) liegt, die zumindest 3,75% und höchstens 18% der Sehnenlänge (l) entspricht.
5. Aerodynamisches Tragflächenprofil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Form des ersten Bereiches mit variabler Wölbung (6, 7) für eine Sehne der Länge l und in einem orthogonalen Achsensystem bestimmt wird, dessen Nullpunkt mit dem jeweiligen Fußpunkt (O′, O′′) der maximalen Dicke auf der Sehne zusammenfällt und dessen Abszissenachse mit der Sehne des Profiles zusammenfällt, und zwar einerseits für die Saugseite durch die Beziehung: und andererseits für die Druckseite durch die Beziehung: wobei |X | den Absolutbetrag der Abszisse mit1,8 m 2,1
1,8 < n < 2darstellt und X₁ und X₂ die jeweiligen Abstände von der Vorderkante zu den Nullpunkten des orthogonalen Achsensystems sind und den Bedingungen0,12 × l X₁ 0,2 × l
0,0375 × l X₂ 0,18 × lunterworfen sind, während die maximalen Dicken Y₁ bzw. |Y₂| der Saug- bzw. Druckseite, deren Summe durch den Wert Y₀ dargestellt ist, bestimmt werden durch die Beziehungen0,25 |Y₂|/Y₁ 1
0,08 × l Y₀ 0,22 × lwobei |Y₂| der Absolutbetrag der Minimalordinate der Druckseite ist.
6. Aerodynamisches Tragflächenprofil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Form der ersten Zone mit mäßig variabler Wölbung (8, 9), die unmittelbar hinter der maximalen Dicke der Saug- oder Druckseite liegt, für eine Sehne der Länge l und in einem orthogonalen Achsensystem bestimmt wird, dessen Nullpunkt mit dem jeweiligen Fußpunkt der maximalen Dicke auf der Sehne zusammenfällt und dessen Abszissenachse mit der Sehne des Profils zusammenfällt, und zwar einerseits für die Saugseite durch die Beziehung: und andererseits für die Druckseite durch die Beziehung: mit1,4 < p < 1,5
1,8 < n < 2wobei X₁ und X₂ die jeweiligen Abstände von der Vorderkante zu den Nullpunkten der orthogonalen Achsensysteme sind und den Bedingungen0,12 × l X₁ 0,2 × l
0,0375 × l X₂ 0,18 × lunterworfen sind, während die maximalen Dicken Y₁ bzw. |Y₂| der Saug- bzw. Druckseite, deren Summe durch den Wert Y₀ dargestellt ist, bestimmt werden durch die Beziehungen:0,25 < Y₂/Y₁ 1
0,08 × l Y₀ 0,22 × lwobei |Y₂| der Absolutbetrag der Minimalordinate der Druckseite ist.
7. Aerodynamisches Tragflächenprofil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Zone mäßig variabler Wölbung (8) der Saugseite eine Ausdehnung (l₁) - auf der Sehne (4) gemessen - von mindestens 40% und maximal 150% der Ausdehnung (X₁) des ersten Bereiches hat.
8. Aerodynamisches Tragflächenprofil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Zone mit mäßig variabler Wölbung (9) der Druckseite eine Ausdehnung (l₂) - auf der Sehne (4) gemessen - von mindestens 6% und höchstens 140% der Ausdehnung (X₂) des ersten Bereiches hat.
9. Aerodynamisches Tragflächenprofil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hinterkante des Profiles eine Dicke (d) aufweist, die zumindest 0,2% und höchstens 1% der Sehnenlänge entspricht.
DE19792904956 1978-02-02 1979-02-02 Aerodynamisches hochleistungsprofil fuer luftfahrzeugtragfluegel Granted DE2904956A1 (de)

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