DE396621C

DE396621C - Flugzeugtragwerk

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Publication number: DE396621C
Application number: DEJ21729D
Authority: DE
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Priority date: 1921-07-12
Filing date: 1921-07-12
Publication date: 1924-10-15

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 15. OKTOBER 1924

/REICHS PATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 77h GRUPPE 5 .

(J 2172g Xljjjh⁵)

. Hugo Junkers in Aachen-Frankenburg.

Flugzeugtragwerk. Patentiert im Deutschen Reiche vom 12. Juli 1921 ab.

Bei Flugzeugtragwerken ist die Zusammensetzung aus mehreren durch weitere oder engere Zwischenräume voneinander getrennten Einzelflächen bekannt, und zwar einerflächen, die nach Mehrdeckerart übereinan-■der- oder auch nach Tandemart hintereinarxdefHegen, wobei in der Regel eine ungünstige gegenseitige Beeinflussung der Trag-

5 seits in Gestalt mehrerer vollständiger Trag- ; wirkung der Einzelflächen stattfindet; ander- 10

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seits sind auch Tragflächen bekannt, die durch Spalte derart unterstellt sind, daß das von den einzelnen Teilen gemeinsam gebildete Tragflächenprofil enge Luftdurchlässe aufweist, die eine günstige Veränderung der Luftströmung an der Tragfläche ergeben.

Nach der Erfindung ist das Tragwerk durch einzelne voneinander unabhängig zu Tragflügel- oder ähnlichen stromlinienartig «o verlaufenden Profilen ausgestaltete Teile gebildet, die derart dicht hintereinanderliegen, daß die Hinterkante des vorausgehenden Teils in geringem Abstande über (lern folgenden Teile und um einen kleinen Bruchleil von dessen Flächentiefe hinter seiner Vorderkante liegt. Hierdurch ist erreicht, daß an jedem der einzelnen Tragwerkteile eine geordnete Luftströmung entsteht, und daß zugleich infolge der Düseuwirkung der Zwischenräume die Luftströmung an dem Tragwerk im ganzen derart beeinflußt wird, daß gegenüber der einfachen normalen Tragfläche eine wesentliche Auftriebsvergrößerung ohne übermäßige Erhöhung des schädliehen Widerstandes ermöglicht ist. Dies bedeutet, daß bei gegebener Flügelgröße zum Starten und Landen oder auch für besondere Fluganforderungen ein genügender Auftrieb schon mit geringer Flugzeuggeschwindigkeit erreicht werden kann bzw. daß man das Flugzeug von vornherein mit wesentlich kleinerer tragender Fläche ausstatten kann als bei Wahl der üblichen Tragflügelform, wodurch das Flugzeug im ganzen kleiner, leichter und billiger wird.

Eine weitere wichtige Ausgestaltung ergibt sich, wenn der oder die in Fahrtrichtung hinten liegenden Tragwerksteile (Hilfsflügel) um ein mit seiner Achse quer zur Flugrichtung liegendes Gelenk schwenkbar angeordnet werden. Bei Anordnung mehrerer Hilfstlügel können entweder alle Hilfsflügel gemeinsam als Ganzes in bezug auf den vorderen, nicht verstellbaren Tragwerksteil (Hauptflügel) verstellbar sein, oder jeder Hilfsflügel ist für sich verstellbar. Es können auch beide Verstellmöglichkeiten zugleich vorhanden sein. Es ist zwar an sich bekannt, an die Tragflügel noch besondere Hilfsteile (die sogenannten Querruder) schwenkbar anzuschließen. Diese Hilfsteile dienen aber nur der Steuerung, nicht der dauernden Erhöhung des Auftriebes.

Zweckmäßig ist es, bei Anordnung beweg-Hcher Hilfsflügel deren Drehpunkt so zu wählen, daß bei einer Verstellung im Sinne einer Auftriebsvergrößerung der Luftspalt sich verengt, ohne aber in der Grenzlage sich völlig zu schließen, weil dadurch die günstige Wirkung des Schlitzes aufgehoben würde.

Durch Anwendung des neuen Tragwerks ist es möglich, lediglich durch entsprechende Einstellung der Hilfsflügel den Auftrieb des Tragwerks im Moment des Abfluges so zu steigern, daß das Flugzeug sich abhebt, ohne daß eine Drehung des gesamten Flug- \ zeuges um eine Querachse nötig wäre, und entsprechendes gilt auch für das Landen. Der Flugzeugrumpf kann also stets eine angenähert wagerechte Lage beibehalten. Hierdurch werden Abflug und Landung vereinfacht und sicherer gestaltet; Rumpf und Fahrgestell können ohne die sonst erforderliche, oft sehr hinderliche Rücksichtnahme auf diese erwähnten Schwenkbewegungen ausgebildet werden, und endlich ist der Fortfall dieser Schwenkbewegungen wichtig, weil durch sie das Sicherheitsgefühl der Fahrgäste beeinträchtigt wird.

Die Hilfsflügel können auch als Ruder ausgebildet sein, und zwar als Höhenruder oder als Querruder; dabei sind auch Anordnungen möglich, bei welchen ein und derselbe Hilfsflügelteil sowohl als Höhenruder wie als Querruder benutzt wird. Beispielsweise kann der Hilfsflügel eines über die ganze Breite des Flugzeuges sich erstreckenden Tragwerks in drei Teile unterteilt sein, wobei der mittlere Teil als Höhenruder dient, während die beiden äußeren, unabhängig von dem mittleren bewegbaren Teile als Querruder verwendet werden, oder der Hilfsflügel ist nur in zwei Teile unterteilt, die dann wechselweise je nach Bedarf als Querruder entgegengesetzte Verstellungen erfahren oder als Höhenruder im gleichen Sinne verstellt werden.

Eine wichtige Einzelausgestaltung ist noch gegeben, indem unter Beibehaltung des üblichen Gesamtaufbaues eines Flugzeuges die • beweglichen Hilfsflügel durch eine zwangläufige Kupplung mit einer Höhensteuervorrichtung üblicher Art derart verbunden sind, daß die Steuerwirkungen beider Teile sich gegenseitig unterstützen, wodurch sich eine wesentliche Verstärkung der Ruderwirkung ergibt. Dieser Vorteil ist von Bedeutung für die Anwendung des neuen Tragwerks bei im übrigen normal ausgebildeten Flugzeugen.

Die Abbildungen zeigen schematisch verschiedene Ausführungs- und Anwendungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes.

Nach Abb. 1 ist ein Haupttragflügel mit etwa normalem Tragflächenprofil vorgesehen, und dahinter ist ein Hilfsflügel 2 mit einem an Ober- und Unterseite angenähert gleichförmig ausgebildeten Profil fest angebracht. Zwischen beiden Flügeln ist dadurch, daß die Hinterkante 4 des Hauptflügels 1 und die Vorderkante 5 des Hilfsflügels 2 sich überdecken, ein von der Unterseite des Hauptflügels ι nach hinten zur Oberseite des Hilfs-

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flügels 2 durchtretender Schlitz 3 gebildet. Die tragflächenähnlichen Profile beider Flügel ergeben für die Wandung des Schlitzes an allen Stellen einen ganz allmählichen Übergang in die übrigen Begrenzungsflächen der Flügel, und dadurch wird der Luftstrom dem düsenartigen Schlitz wirbelungsfrei zugeleitet und wirbelungsfrei an die obere Seite des Hilfsflügels abgegeben. Der Hilfsflügel 2 braucht erfahrungsgemäß nur die gleichmäßige Form mjt gerader Mittellinie zu erhalten; er kann aber auch selbst tragflächenartig mit nach oben durchgebogener Querschnittsmittellinie ausgebildet sein.

15' Nach Abb. 2 ist der Hauptflügel 1 ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform ausgebildet, während der Hilfsflügel 2' in einem Gelenk 6 an flossenartigen Tragarmen 7 des Hauptflügels 1 schwenkbar gelagert ist. Die Lage des Gelenkes 6 zum Hilfsflügel 2' ist so bestimmt, daß dieser nahe seiner Auftriebsmittellinie unterstützt ist und demgemäß zum Verstellen nur geringen Kraftaufwand erfordert. Gegenüber dem Hauptflügel 1 anderseits ist das Gelenk 6 so angeordnet, daß bei den verschiedenen Schwenklagen des Hilfsflügels 2' stets noch ein genügender Schlitzquerschnitt bei 3 vorhanden ist.

Nach Abb. 3 ist der Hauptflügel 1 wiederum in ähnlicher Weise wie vorhin ausgebildet. An ihn ist durch unten angebrachte Tragarme 7 zunächst ein Hilfsflügel 2' in einem Gelenk 6 gelagert, das hier innerhalb des Hilfsflügelquerschnitts liegt. An dem Hilfsflügel 2' ist ein weiterer Hilfsflügel 2" gelagert, und zwar mittels eines an dem ersten Hilfsflügel 2' sitzenden Tragarmes 7' und entsprechenden Gelenkes 6'.

Nach Abb. 4 besitzt der Hauptflügel 1 einen klappenartig um ein Gelenk 8 schwenkbaren Hinterrandteil 9, am Hauptflügel ist mittels Tragarmes 7 und Gelenkes 6 der Hilfsflügel 2' befestigt. Der klappbare Hinterrandteil 9 ermöglicht hierbei, in verschiedenen Lagen des Hilfsflügels 2' jeweils die günstigste Bneite des Schlitzes 3 einzustellen; dies kann durch ein Gestänge erreicht sein, das die Schwenkung der beiden Teile 2' und 9 in zwangläufigen Zusammenhang bringt. An die Stelle des schwenkbaren Hinterrandes 9 des Hauptflügels 1 kann auch ein biegsamer Hinterrand treten.

In Abb. 5 ist veranschaulicht, wie ein mit einem Tragwerk der neuen Art ausgerüstetes Flugzeug im Gegensatz zu den üblichen Flugzeugen auf weit auseinanderstehenden Vorderrädern 11 und Hinterrädern 12, also längs stabil gelagert ist, und wie ferner der Schwanzteil 13 des verhältnismäßig tiefliegenden Rumpfes 10 dicht über dem Boden angeordnet ist. Dies ist durch die verstellbaren Hilfsflügel 2' ermöglicht, da durch entsprechende Einstellung derselben der Gesamtauftrieb des Tragwerks 1, 2' in einer zum Abheben des Flugzeuges vom Boden genügenden Weise erhöht werden kann, ohne daß eine Anstellwinkelvergrößerung durch Abwärtsschwenken des Schwanzteiles erforderlich ist.

In Abb. 6 ist in einem Grundriß gezeigt, wie an einem Haupttragflügel 1 kleinere Hilfsflügel einzeln schwenkbar vorgesehen sind, und zwar jederseits ein seitlicher Hilfsflügel 2^a und in der Mitte ein weiterer Hilfsflügel 2*. Die seitlichen Hilfsflügel 2^a sind durch ein Steuerwerk so zu gegenläufiger Bewegung gekuppelt, daß sie als Querruder benutzbar sind; die Wirkung dieser Querruder ist im Sinne der Erfindung besonders energisch und für die Steuerung günstig, da diese Querruder vermöge des an ihrem Vorderrande befindlichen Luftdurchtrittsschlitzes wesentliche Auftriebsveränderungen ohne übermäßige Fahrtwiderstandsveränderungen ermöglichen. Der mittlere Hilfsflügel 2* ist als Höhenruder an die Steuervorrichtung angeschlossen. Ein gemeinsamer Steuerknüppel oder eine der bekannten gleichwertigen Einrichtungen kann zur gemeinsamen Handhabung der Hilfsflügel 2^ö und 2^b als Querruder und als Höhenruder dienen. Die Einrichtung kann auch so getroffen sein, daß die äußeren Hilfsflügelteile 2^a sowohl als Querruder wie auch als Höhenruder benutzt werden können, so daß sie bei der reinen Höhen-Steuerung die Wirkung des Hilfsflügelteils 2⁶ verstärken.

Nach Abb. 7 sind am Haupttragflügel 1 nur zwei je bis zur Mittelebene des Flugzeuges reichende Hilfsflügel 2^a vorgesehen. Diese sind mit doppeltem· Antrieb versehen, so daß sie einerseits als Querruder gegenläufig und anderseits als Höhenruder gleichläufig verstellt werden können. Auch hier können getrennte Steuereinrichtungen oder ein einziger Steuerknüppel für beide Steuerungsvorgänge vorgesehen sein.

In Abb. 8 und 9 ist in Seiten- und Oberansicht dargestellt, wie Hilfsflügel 2^a, beispielsweise nach Abb. 6 oder 7 angeordnet, durch Stellhebel 14 und Stangen 15 an A¥inkelhebeln 16 angelenkt sind, die an einer in der Längsachse des Flugzeuges sich erstreckenden Steuerungswelle 17 gelagert und durch die Stangen 18 mit dem Steuerhebel 19 verbunden sind. Erreicht ist hierdurch, daß der Steuerungshebel 19 in üblicher Weise in der Längsebene um die Drehachse 20 geschwenkt werden kann, wodurch beide Klappen gleichförmig im Sinne einer Höhensteuerung verstellt werden, während eine Schwenkung des Steuerhebels in der Ouerebene um

die Drehachse 17 eine Verdrehung der beiden ; Klappen 2^a gegeneinander im Sinne einer Ouerruderbewegung oder Verwindung ergibt.

In Abb. 10 und 11 ist in einer Seiten- und Stirnansicht gezeigt, wie der Tragarm 7, der die Hilfsflügel 2" mittels der Gelenke 6 mit dem Hauptflügel 1 verbindet, mit einem Ver- , längerungsarm 21 zum Tragen der Steuerung ausgerüstet ist. Die Steuerung besteht hier in einem am Verlängerungsarm 21 mittels Gelenkes 22 gelagerten Schwinghebel 23, der unten ein Handrad 24 trägt, dessen Drehbewegung durch Kettenrad 25 und Kette 26 auf ein Kettenrad 27 übertragen werden kann. Das Kettenrad 27 trägt zwei einander diametral gegenüberliegende Kugelgelenkzapfen 28, von denen Schubstangen 29 zu zwei weiteren Kugelgelenken 30 führen, die je an einem der beiden Hilfsflügel i^a angebracht sind. Durch Schwingen des Schwing- ' hebeis 23 um das Gelenk 22 werden die bei- j den Hilfsflügel 2^a gleichlaufend im Sinne einer Höhensteuerung verstellt, während durch Drehen des Handrades 24 aus seiner .Mittelstellung die beiden Kugelgelenke 28 in verschiedene Höhenlagen gebracht und die Hilfsflügel 2^a gegenläufig im Sinne einer Quersteuerung verstellt werden.

In Abb. 12 ist veranschaulicht, wie ein Hilfsflügel 2', der auch nach Art der Flügel 2" (Abb. 6 und 7) als Höhen- und Ouersteuer oder nach Art des Flügels 2* (Abb. 6) als bloßes Höhensteuer ausgebildet sein kann, durch einen Hebel 31 und eine Verbindungsstange 32 mit dem Stellhebel 33 eines hinten liegenden Höhenruders 34 verbunden ist. j Durch das dargestellte Gestänge wird demgemäß bei einer Steilerstellung des Hilfsflügels 2' zugleich das Höhenruder 34 flach gestellt und die Höhensteuerwirkung verstärkt. Auch die vom Tragwerk getrennt angeordneten Leitwerke können ihrerseits wieder als Flächenkombination nach Art des neuen Tragwerks ausgebildet sein, um verstärkte Ruderwirkung zu ermöglichen. Dabei tritt l die Dämpfungsfläche an die Stelle des Hauptflügels ι und das Ruder an die Stelle der Hilfsflügel 2'. Dies kommt insbesondere in Frage für wesentlich positiv belastete Höhen-Steuer, beispielsweise für die vorn liegenden Höhensteuerungen von Flugzeugen des Ententyps, sowie für Seitensteuer, die symmetrisch zur Mittelebene des Flugzeuges in weitem Abstand von dieser angeordnet sind und nur nach je einer Seite eine Ruderwirkung auszuüben haben.

Claims

P ate nt-Ansprüche:

1. Flugzeugtragwerk aus mehreren durch Spalträume voneinander getrennten Tragflächen, dadurch gekennzeichnet, daß die düsenförmigen Spalträume in der Weise von Tragflächen gebildet werden, deren Profile in ihrer Ausgestaltung voneinander unabhängig sind, daß die Hinterkante des vorausgehenden Tragwerksteils in geringem Abstande über dem nächstfolgenden Teil und um einen kleinen Bruchteil von dessen Flächentiefe hinter dessen Vorderkante liegt.

2. Flugzeugtragwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die hinten liegenden Tragwerksteile in an sich bekannter Weise um Ouergelenke schwenkbar angeordnet sind.

3. Flugzeugtragwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehpunkt des beweglichen Tragwerksteils so gewählt ist, daß beim Verstellen dieses Teils im Sinne einer Auftriebsvergrößerung der Luftspalt sich verengt, ohne sich in der Grenzlage völlig zu schließen.

4. Flugzeugtragwerk nach Anspruch 1,

2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Hilfsflügel nach Art an sich bekannter, an den Haupttragflächen vorgesehener Steuerklappen als Höhen- oder Ouersteuer ausgebildet sind, indem sie längs ihrer Breitenerstreckung in zwei go oder mehr Teile zerlegt und mit den entsprechenden Steuerzügen ausgerüstet sind.

5. Flugzeugtragwerk nach Anspruch 2,

3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine zwangläufige Kupplung der verstellbaren und gegebenenfalls als Höhenruder dienenden Hilfsflügel mit einem Höhenleitwerk üblicher Art so vorgesehen ist, daß beide Teile sich in ihrer Steuerwirkung unterstützen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.