DE549173C - Flugzeugtragfluegel mit einem System von ueber die Tragfluegeloberseite hervorstehenden, in Flugrichtung verlaufenden Leitkoerpern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Flugzeugtragflügel mit einem System von über die Tragflügeloberseite hervorstehenden, in Flugrichtung verlaufenden Leitkörpern. Leitflächen oder Leitkörper an einem Flügel zum Zwecke der Verbesserung der Richtungsstabilität anzubringen, bedeutet nichts Neues. Indes will die Erfindung nicht allein nur die Richtungsstabilität, sondern daneben auch noch die aerodynamischen Verhältnisse des Flügels verbessern sowie durch Vergrößerung der Oberfläche und Verstärkung der Saugwirkung auf der Tragflügeloberseite den Auftrieb günstiger gestalten.

Hiernach liegt das Neue der Erfindung zunächst darin, daß die Leitkörper auf der Tragflügeloberseite tropfenförmig gestaltet und so angeordnet sind, daß ihr abgerundeter Kopf an der Flügelvorderkante liegt, während nach der Hinterkante zu die Leitkörper sich allmählich verjüngen und zwischen ihnen ein System von sich erst verengenden und dann wieder allmählich erweiternden Luftkanälen gebildet wird, und des weiteren darin, daß insbesondere für die Unterseite des Flügels ein System von tropfenförmig gestalteten, nach unten über die Flügel Unterseite hinausstehenden, in Flügrichtung verlaufenden Leitkörper geschaffen ist, derart, daß ihr abgerundeter Kopf an der Flügelhinterkante liegt, während die allmähliche Verjüngung nach vorn, d. h. zur Vorderkante des Flügels verläuft und zwischen den Leitkörpern sich allmählich verengende und dann wieder erweiternde Luftkanäle gebildet werden.

Erreicht wird durch eine solche Gestaltung und Anordnung der Leitkörper im Gegensatz zu den bekannten, nur die Richtungsstabilität verbessernden Leitflächen oder Leitkörper, die auf Ober- und/oder Unterseite von Tragflügeln und mit Bezug auf die Flugrichtung sowohl in gerader als auch in geneigter und gekrümmter Anordnung verwendet werden, eine Verbesserung der aerodynamischen Verhältnisse am Flügel.

Im Hinblick auf die besonderen Wirkungen einer Ausführung gemäß der Erfindung sei lediglich erwähnt, daß durch die besondere Form der Leitkörper und der dazwischen gebildeten Luftkanäle relativ erhöhte Strömungsgeschwindigkeiten geschaffen und über der Hinterkante stehende stagnierende Luftmassen durch den mit der erhöhten Strömungsgeschwindigkeit geschaffenen Zug der von der Hinterkante auf der Unterseite des Flügels abströmenden Luft mitgezogen wer-

den, so daß die schädlichen Wirbel über der Hinterkante gar nicht erst entstehen können und ein Unterdruck (Sog), so wie gewünscht, auf der ganzen Oberseite des Flügels erhalten wird.

Im Zusammenhang hiermit muß zur Abgrenzung gegenüber dem Stande der Technik noch erwähnt werden, daß es insbesondere für Luftschrauben schon vorgeschlagen wurde, to an der Hinterkante des Profiles einen Druckausgleich zu schaffen und hierzu in das Profil von der Unterseite zur Oberseite durchgehende Kanäle einzuarbeiten. Der Gedanke, den Auftrieb zu verbessern und die schädlichen Wirbel über der Hinterkante zu vermeiden, dadurch, daß der an der Hinterkante von der Profilunterseite abströmenden Luft eine erhöhte Geschwindigkeit gegeben wird so, daß etwa über der Hinterkante stehende stagnierende Luftmassen mitgerissen werden und demzufolge keine schädlichen Wirbel bilden können, hat jedoch mit jenem älteren Vorschlag'zum Ausgleich der Drücke auf Ober- und Unterseite nichts gemein. Im folgenden soll die Erfindung an einem besonderen Beispiel näher beschrieben werden.

Es stellen dar: Abb. 1 von der Seite gesehen einen Teil eines Flugzeuges mit im Sinne der Erfindung konstruierten Tragflügeln, Abb. 2 ein Bruchstück eines Tragflügels von unten gesehen, Abb. 3 in vergrößertem Maßstabe einen Schnitt nach Linie 3-3 der Abb. 2, Abb. 4 ein Bruchstück eines Tragflügels in schaubildlicher Ansicht und Abb. 5 von oben gesehen einen Teil eines Tragflügels anderer Ausführung.

Mit Bezug auf Abb. 1 bezeichnet 10 den Rumpf eines Flugzeuges und 19 die Tragflügel im allgemeinen. Jeder Tragflügel enthält, wie üblich, einen I-förmigen Hauptholm 22, einen in seinen Abmessungen kleiner gehaltenen hinteren Holm 23 und eine größere Anzahl Rippen 24, 25. Zu unterscheiden ist zwischen Rippen 24 geringer Bauhöhe und Rippen 25 größerer Bauhöhe; sie werden vorteilhaft aus Leichtmetall gestanzt und zur Aufnahme der Holme 22, 23 mit entsprechenden Ausschnitten versehen.

Gemäß der Erfindung ist auf der Tragflügeloberseite ein System von tropfenförmigen Leitkörpern 32 geschaffen, die über die Tragflügeloberseite hervorstehen, in der Flugrichtung verlaufen, je mit einem gerundeten, im wesentlichen bis an die Tragflügelvorderkante 27 reichenden Kopf 33 versehen und mit dem nach hinten sich verjüngenden Ende bis zur Tragflügelhinterkante gezogen sind. Diese Leitkörper sind so dicht zusammengerückt, daß zwischen ihnen ein System von sich erst verengenden und dann wieder erweiternden Luftkanälen 36 gebildet wird. Jeder sich allmählich verengende und sich dann wieder erweiternde Luftkanal stellt eine Art Luftdüse dar und ist immer bestrebt, einem Luftstrom von der engsten Stelle 38 aus eine gewisse Geschwindigkeit nach hinten zu geben.

Die Leitkörper 32 sind ebenfalls tropfenförmig gestaltet.

Die höchsten Punkte 35 der Leitkörper sollen ungefähr über dem Hauptholm 22, also im großen und ganzen da liegen, wo Tragflügel und Leitkörper den größten Querschnitt besitzen. Der Leitkörperabstand, gemessen von Mittellinie zu Mittellinie, und die Größen der Leitkörper sowie der dazwischenliegenden Luftkanäle werden nach dem äußeren Tragflügelende hin allmählich immer kleiner (Abb. 2).

Die niedrigen Rippen 24 kommen in die Mittelebene der Kanäle 36 und die hohen Rippen 25 in die Mittelebene der tropfenförmigen Leitkörper 32 zu liegen. Die Tragflügeloberseite wird so gestaltet, daß die Luft- 8g kanäle 36 zwischen den tropfenförmigen Leitkörper 32 bis unter das normale oder mittlere Tragflügelprofil zu liegen kommen und andererseits die Leitkörper 32 selbst über dieses normale Profil (Grundprofil) hinausstehen. Die Tropfenform der Leitkörper 32 und die zwischen den Leitkörper 32 gebildeten, sich erst verengenden und dann wieder allmählich erweiternden Luftkanäle bewirken, daß dem Luftstrom höhere Geschwindigkeiten gegeben werden, der Flugwiderstand reduziert und der Auftrieb bzw. die Saugwirkung auf der Tragflügeloberseite vergrößert wird. Die Leitkörper 32 tragen auch dazu bei, die Richtungsstabilität zu verbessern. Die Flügel- ioo Spannweite kann bis auf ein Mindestmaß beschränkt werden bzw. kann ein mit Tragflügeln gemäß der Erfindung versehener Eindecker eine gegebene Höchstbelastung tragen, die zu tragen unter gewöhnlichen Umständen einen Doppeldecker erforderlich macht.

Die Tragflügelober- oder Saugseite wird durch eine Anordnung der Leitkörper 32 so, wie beschrieben, ganz erheblich vergrößert. Der rückwärts gerichtete Luftstrom wird be- no kanntlich an der Vorderkante nach oben abgelenkt, geht über die Tragflügeloberseite hinweg und übt dabei auf letztere eine Saugwirkung aus. Unter gewöhnlichen Umständen löst sich der Luftstrom im hinteren Teile der Flügeloberseite leicht ab, wodurch der Auftrieb verhindert und über der Hinterkante des Tragflügels Wirbel erzeugt werden. Bei einer Gestaltung der Tragflügeloberseite nach der Erfindung werden die an der Vorderkante nach oben abgelenkten Luftströme mit größerer Geschwindigkeit nach hinten ab-

geführt, so daß die soeben angeführten Mangel vermieden werden und eine bessere Saugwirkung auf der Oberseite bzw. ein größerer Auftrieb erzielt wird.

Die tropfenförmigen Leitkörper 32 und ihre an der Vorderkante gelegenen gerundeten Köpfe lassen die Strömung aus den Kanälen 36 seitwärts über die Rippen und nach oben über das Profil hinwegstreichen. Die anströmende Luft teilt sich an den Köpfen fler Leitkörper 32, verdichtet sich in den Verengungen der Kanäle 36 zunächst, expandiert dann wieder und strömt mit großer Geschwindigkeit über die Hinterkante ab.

Auf Grund ihres sich nach hinten allmählich verringernden Querschnittes und Volumens begünstigen und verlängern die Leitkörper 32 die Saugwirkung auf der Tragflügeloberseite und gleichzeitig sichern sie der die Fläche noch berührenden oder in Nähe der Fläche vorhandenen verdünnten Luft einen natürlichen glatten Abgang.

Zahl und Abstand der Leitkörper können entsprechend der gewünschten Wirkung innerhalb weiter Grenzen geändert werden. Indes soll der Abstand, gemessen zwischen den Mittellinien der Leitkörper, auf jeder Seite zwischen 3 und 9 °/₀ der Tragflügelspannweite betragen. Praktisch bewegt sich die Zahl der auf jedem Flügel vorzusehenden Leitkörper 32 zwischen zehn und fünfundzwanzig. Die Luftkanäle 36 erhalten eine dem Abstand der Leitkörper entsprechende Tiefe, die nicht weniger als 15 °/₀ der an der betreffenden Stelle gemessenen Gesamttiefe des Tragflügels betragen soll.

Die Tragflügelvorderkante 27⁰ könnte gegebenenfalls, so wie es in Abb. 5 dargestellt ist, gewellt bzw. vor den Luftkanälen mit Nuten 2j^b versehen werden. Bei geringen oder kritischen Geschwindigkeiten und bei steilem Anstieg wird dann ein Teil der sonst unter den Tragflügel strömenden Luft durch die Nuten z'f' hindurchströmen und auf der Tragflügeloberseite zur Wirkung gelangen. Die Rundung der Leitkörperköpfe sowie auch die Rundung zwischen diesen Köpfen wird in diesem Falle nach unten bis zu einem gewissen Maße um die Leitkante herumgezogen.

Die Anordnung der Leitkörper 42 auf der Unterseite ist freier Wahl überlassen. Die Leitkörper 42 auf der Unterseite können sowohl zusammen mit den Leitkörpern 32 der Oberseite als auch ohne diese verwendet werden. Sie werden ähnlich den oberen Leitkörpern ausgeführt, sollen im übrigen jedoch anderen Zwecken dienen. Ihre in der Flugrichtung nach vorn liegenden Enden 43 sollen ihren Anfang hinter der Tragflügeloberkante nehmen. Im übrigen sollen sie sich im wesentlichen bis zur Hinterkante erstrecken. Jeder Leitkörper 42 vergrößert sich ganz allmählich bis auf seine größte Breite und größte Höhe 45, um sich dann ziemlich schnell wieder bis zum Ende 44 zu verjüngen.

Zwischen diesen unteren Leitkörpern sind Luftkanäle 46 gebildet, von denen sich ein jeder von vorn nach hinten bei 47 allmählich bis zu der engsten Stelle 48 verjüngt und sich dann bei 49 wieder erweitert. Es ist somit ein System von Luftkanälen 46 geschaffen, durch welches der nach hinten durch die Kanäle gehenden Luftströmung eine vergrößerte Endgeschwindigkeit verliehen wird.

Es empfiehlt sich, die Tragflügel auf Oberseite und Unterseite mit Leitkörpern der beschriebenen Art zu versehen, da sich alsdann die oberen und unteren Leitkörper in ihrer Wirkung in bezug auf den Abzug der Luft von der hinteren Tragflügelkante gegenseitig ergänzen.

Die Leitkörper werden des weiteren sowie in Abb. 2, d. h. mit Bezug aufeinander so angeordnet, daß die Leitkörper der Unterseite zwischen die Leitkörper der Oberseite bzw. unter deren Kanäle 36 zu liegen kommen; denn diese Anordnung kann in bezug auf die gewünschte bzw. beabsichtigte Beeinflussung der Strömungen und auch für die Festigkeit der Tragflügelkonstruktion als besonders go günstig gelten. Statt die Konstruktionsrippen 24 und 25 in der Bauhöhe verschieden hoch auszuführen, könnten sie in ihrer Bauhöhe auch alle gleich gestaltet werden. In einem derartigen Falle wären die betreffenden Rippen in der Flügelkonstruktion auf den Holmen entsprechend den tropfenförmigen Leitkörpern und den dazwischen gebildeten Luftkanälen abwechselnd hoch und tief einzubauen.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Flugzeugtragflügel mit einem System von über die Tragflügeloberseite hervorstehenden, in Flugrichtung verlaufenden Leitkörpern, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitkörper tropfenförmig gestaltet sind, derart, daß ihr abgerundeter Kopf an der Flügelvorderkante liegt, während sie sich zur Hinterkante des Tragflügels allmählich verjüngen und in Abständen so angeordnet sind, daß zwischen ihnen ein System von sich erst verengenden und dann wieder allmählich erweiternden Luftkanälen gebildet wird.

2. Flugzeugtragflügel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die höchste Wölbung des Tragflügels und der Leitkörper annähernd an derselben Stelle nahe der Flügelvorderkante zusammenfallen.

3. Flugzeugtragflügel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die

Flügelvorderkante zwischen den vorderen Enden der einzelnen Leitkörper mit Nuten versehen ist.

4. Flugzeugtragflügel nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügelunterseite mit einem System von tropfenförmig gestalteten, nach unten über die Flügelunterseite hinausstehenden, in Flugrichtung verlaufenden Leitkörpern versehen ist, derart, daß ihr abgerundeter Kopf an der Flügelhinterkante liegt, während sie sich zur Vorderkante des Tragflügels allmählich verjüngen und in Abständen so angeordnet sind, daß zwischen ihnen ein System von sich erst allmählich verengenden und dann wieder erweiternden Luftkanälen gebildet wird. ·

5_. Flugzeugtragflügel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitkörper auf der Unterseite unterhalb der zwischen den Rippen auf der Oberseite geschaffenen Kanälen liegen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen