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Die
vorliegende Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen zur Steuerung
des Luftstroms um eine Tragfläche,
welche eine vordere Kantenvorrichtung mit einer flexiblen Strömungsoberfläche aufweist.
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Moderne
Hochgeschwindigkeitsunterschallverkehrsflugzeuge weisen typischerweise
Tragflächen
mit einer Vielfalt von vorderen Kantenvorrichtungen und hinteren
Kantenvorrichtungen auf, um die Form der Tragfläche zu ändern, wenn sich die Flugbedingungen ändern. Derartige
Tragflächen
können flexible
Platten an der vorderen Kante der Tragfläche aufweisen, wie in den US-Patenten Nr. 3,994,451; 4,171,787;
4,351,502; 4,475,702 und 4,706,913 offenbart. Andere Tragflächen weisen
flexible Hinterkantenplatten auf, wie zum Beispiel diejenigen, welche
in US-Patenten Nr. 4,131,253 und 4,312,486 offenbart sind. Andere
bestehende Vorrichtungen weisen Vorderkantenklappen mit veränderlicher
Krümmung
vom Krügertyp
auf, wie zum Beispiel die in den US-Patenten Nr. 3,504,870; 3,556,439;
3,743,219; 3,910,530; 4,189,120; 4,189,122; 4,262,868; 4,427,168;
5,158,252 und 5,474,265 offenbarten.
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Ein
möglicher
Nachteil bei einigen der zuvor genannten Vorrichtungen ist, dass
es schwierig sein kann, die Vorrichtungen anzuordnen, um sie zu
hohen Ablenkungswinkeln zu bewegen und dennoch für einen Horizontalflug sauber
zu verstauen. Dementsprechend stellen viele der zuvor genannten
Vorrichtungen einen Kompromiss zwischen einem wünschenswert hohen Ablenkungswinkel
beim Landen und anderen Bedingungen bei geringer Geschwindigkeit
und einer sauberen Konfiguration, wenn die Vorrichtungen verstaut
sind, dar. Ein weiterer möglicher
Nachteil bei einigen der zuvor genannten Vorrichtungen ist, dass
es schwierig sein kann, sie in sehr dünne Tragflächen und/oder sehr dünne Abschnitte
von Tragflächen
einzubauen. Dementspre chend kann es schwierig sein, diese Vorrichtungen
in Hochgeschwindigkeitstragflächen
einzubauen, welche typischerweise ein geringes Dicke-zu-Flügeltiefe-Verhältnis aufweisen.
Weiterhin kann es schwierig sein, diese Vorrichtungen in die dünnen Außenabschnitte
von Niedriggeschwindigkeitstragflächen zu integrieren.
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Die
EP-A-0 103 038 offenbart einen Betätigungsmechanismus für eine Tragflächenkante
mit durchgängiger
Außenhaut
veränderlicher
Krümmung,
durch welchen eine vordere Tragflächenkante nur über einen
beschränkten
Winkel aufwärts
und abwärts
bewegt werden kann.
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Die
US-A-3,836,099 offenbart ein Tragflächenkrümmungsänderungssystem, welches eine
flexible durchgängige
obere Fläche
und untere Fläche, welche
mehrere verschiebbare überlappende
Segmente umfasst, und einen oder mehrere Betätigungsmechanismen auf. Dieser
Betätigungsmechanismus
kann die vordere Tragflächenkante
nur über einen
beschränkten
Winkel nach unten bewegen.
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Die
US 2002/0100842 offenbart einen veränderlichen Tragflächenabschnitt
mit einer einstellbaren Profilform, welche sich in der Spannweitenrichtung
erstreckt, welcher mehrere Torsionskästen aufweist. Diese vordere
Kantenklappe kann sich auch nur an einen beschränkten Krümmungsbetrag anpassen.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die verfügbaren Tragflächen zu
verbessern.
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Die
vorliegende Erfindung stellt eine Tragfläche bereit, welche umfasst:
einen
ersten Abschnitt oder erste Tragflächenmittel mit einer ersten
Strömungsoberfläche und
einer zweiten Strömungsoberfläche, die
gegenüber
der ersten Strömungsoberfläche angeordnet
ist;
einen zweiten Abschnitt, welcher eine vordere Kante aufweist,
wobei zumindest ein Teil des zweiten Abschnitts vor dem ersten Abschnitt
angeordnet ist und einen vorderen Kantenkörper umfasst, wobei der zweite
Abschnitt relativ zu dem ersten Abschnitt zwischen einer ersten
Position und einer zweiten Position, welche versetzt zu der ersten
Position ist, beweglich ist, wobei der zweite Abschnitt eine flexible
Strömungsoberfläche aufweist,
wobei die flexible Strömungsoberfläche eine
erste Form aufweist, wenn der zweite Abschnitt in der ersten Position
ist, wobei der flexible Strömungsabschnitt
eine zweite Form anders als die erste Form aufweist, wenn der zweite
Abschnitt in der zweiten Position ist; und
eine Führungsstruktur,
welche zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt gekoppelt
ist, wobei die Führungsstruktur
umfasst:
eine Kurbel, welche drehbar an den ersten Abschnitt gekoppelt
ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsstruktur ferner umfasst:
einen
Schieber, welcher drehbar mit der Kurbel gekoppelt ist, und welcher
verschiebbar mit einer Schieberführung
des vorderen Kantenkörpers
in Eingriff ist;
eine Reihe von Verbindungsgliedern zum Führen des Schiebers,
wenn sich die Kurbel dreht, wobei die Kurbel und/oder die Verbindungsglieder
im Wesentlichen innerhalb der Flügelkontur bleiben,
wenn die zweite Position um einen Winkel von ungefähr 45 Grad
oder mehr von der ersten Position versetzt ist.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung kann der zweite Abschnitt eine dritte Strömungsoberfläche gegenüber der
flexiblen Strömungsoberfläche aufweisen.
Die Führungsstruktur kann
ein erstes Verbindungsglied, welches zwischen dem ersten Abschnitt
und einem Verbindungsgliedkörper
drehbar gekoppelt ist, ein zweites Verbindungsglied, welches zwischen
der Kurbel und der flexiblen Strömungsoberfläche drehbar
gekoppelt ist, ein drittes Verbindungsglied, welches zwischen der Kurbel
und der dritten Strömungsoberfläche drehbar gekoppelt
ist, ein viertes Verbindungsglied, welches zwischen dem Verbindungsgliedkörper und
dem vorderen Kantenkörper
drehbar gekoppelt ist, und ein fünftes
Verbindungsglied, welches zwischen dem Verbindungsgliedkörper und
dem vorderen Kantenkörper
drehbar gekoppelt ist, aufweisen.
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Eine
Tragfläche
gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung kann den zweiten Abschnitt aufweisen,
welcher eine innenliegende Innenführungsstruktur mit einer innenliegenden
mechanischen Anordnung aufweist. Ein dritter Abschnitt kann beweglich
mit dem ersten Abschnitt gekoppelt sein und kann eine außenliegende
Führungsstruktur
mit einer außenliegenden
mechanischen Anordnung anders als die innenliegende mechanische
Anordnung aufweisen.
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Die
vorliegende Erfindung stellt ferner ein Verfahren zum Betreiben
einer Flugzeugtragfläche bereit,
welche einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt, welcher
vor dem ersten Abschnitt angeordnet ist und beweglich mit dem ersten
Abschnitt gekoppelt ist, aufweist, wobei der zweite Abschnitt einen
vorderen Kantenkörper
umfasst, wobei das Verfahren umfasst:
Bewegen des zweiten Abschnitts
der Tragfläche
relativ zu dem ersten Abschnitt der Tragfläche von einer ersten Position
zu einer zweiten Position nach unten, Ändern einer Form einer flexiblen
Strömungsoberfläche des
zweiten Abschnitts von einer ersten Form zu einer zweiten Form,
welche anders als die erste Form ist, wenn der zweite Abschnitt
sich von der ersten Position zu der zweiten Position bewegt, wobei
die Tragfläche
umfasst:
eine Führungsstruktur,
welche zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt gekoppelt
ist, wobei die Führungsstruktur
umfasst:
eine Kurbel, welche drehbar mit dem ersten Abschnitt gekoppelt
ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsstruktur ferner umfasst:
einen
Schieber, welcher drehbar mit der Kurbel gekoppelt ist und verschiebbar
mit einer Schieberführung
des vorderen Kantenkörpers
in Eingriff ist;
eine Reihe von Verbindungsgliedern zum Führen des Schiebers,
wenn sich die Kurbel dreht, wobei die Kurbel und/oder Verbindungsglieder
im Wesentlichen innerhalb der Flügelkontur
bleiben, wenn die zweite Position um einen Winkel von ungefähr 45 Grad
oder mehr von der ersten Position versetzt ist, wobei das Verfahren
ein Drehen der Kurbel umfasst, um den zweiten Abschnitt von der
ersten zu der zweiten Position zu bewegen.
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Ein
Verfahren gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung weist ein Bewegen des zweiten Abschnitts der Tragfläche relativ
zu dem ersten Abschnitt durch Betätigen einer ersten Führungsstruktur
mit einer ersten mechanischen Anordnung und ein Bewegen eines dritten
Abschnitts außerhalb
des zweiten Abschnitts relativ zu dem ersten Abschnitt durch Betätigen einer
zweiten Führungsstruktur
mit einer zweiten mechanischen Anordnung, welche anders als die
erste mechanische Anordnung ist, auf.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine schematische Teilquerschnittsseitenansicht einer veranschaulichenden Tragfläche mit
einem beweglichen vorderen Kantenabschnitt mit einer flexiblen Strömungsoberfläche.
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2 ist
eine vergrößerte schematische Teildarstellung
eines vorderen Abschnitts der in 1 gezeigten
Tragfläche.
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3A–3C stellen
eine Tragfläche
mit einer beweglichen vorderen Kantenvorrichtung dar.
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4 ist
eine schematische Darstellung einer Tragfläche mit einer vorderen Kante
mit innenliegenden und außenliegenden
Abschnitten, welche gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung ausschlagen.
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5 ist
eine schematische Teilquerschnittsseitenansicht einer Tragfläche mit
einem beweglichen vorderen Kantenabschnitt, welcher gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung angeordnet ist.
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6 stellt
die in 5 gezeigte Tragfläche dar, welche in einer ausgeschlagenen
Position gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung ausgefahren ist.
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7 ist
eine isometrische Ansicht eines Flugzeugs, welches eine Tragfläche mit
gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung installierten vorderen Kantenvorrichtungen aufweist.
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Detaillierte
Beschreibung
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Die
vorliegende Offenbarung beschreibt Tragflächen, welche vordere Kantenvorrichtungen mit
flexiblen Strömungsoberflächen aufweisen,
und Verfahren zum Betrieb derartiger Tragflächen. Viele spezielle Details
von bestimmten Tragflächen
werden in der nachfolgenden Beschreibung und in 1–7 dargelegt,
um ein vollständiges
Verständnis
dieser Tragflächen
bereitzustellen.
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1 ist
eine schematische Teilquerschnittsseitenansicht einer veranschaulichenden Tragfläche 100 mit
einem ersten ortsfesten Abschnitt 101 und einem zweiten
beweglichen Abschnitt 102, welcher sich relativ zu dem
ersten Abschnitt 101 bewegt. Der erste Abschnitt 101 kann
einen Tragflächenkörper 110 mit
einer vorderen Kante 112 aufweisen. Der zweite Abschnitt 102 kann
einen vorderen Kantenkörper 120 aufweisen,
welcher mit dem Tragflächenkörper 110 gekoppelt
ist und sich nach vorne von dem Tragflächenkörper 110 erstreckt.
Der zweite Abschnitt 102 kann sich relativ zu dem ersten
Abschnitt 101 von einer (in 1 gezeigten)
Neutralposition zu einer Vielzahl von ausgefahrenen Positionen bewegen,
wie nachfolgend unter Bezugnahme auf 2–3C detaillierter
beschrieben.
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2 ist
eine vergrößerte Ansicht
des vorderen Abschnitts der Tragfläche 100, welche zuvor
unter Bezugnahme auf 1 beschrieben wurde. Wie in 2 gezeigt,
kann der erste Abschnitt 101 eine erste oder obere Strömungsoberfläche 114 und
eine zweite oder untere Strömungsoberfläche 115,
welche gegenüber
der ersten Strömungsoberfläche 114 angeordnet
ist, auf weisen. Der zweite Abschnitt 102 der Tragfläche 100 kann
eine obere Oberfläche 103 und eine
untere Oberfläche 130,
welche gegenüber
der oberen Oberfläche 103 angeordnet
ist, aufweisen. Wenn der zweite Abschnitt 102 in Neutralposition (wie
in 2 gezeigt) ist, kann der zweite Abschnitt 102 zumindest
teilweise mit dem ersten Abschnitt 101 abgedichtet sein,
wobei die obere Oberfläche 103 und
die erste Strömungsoberfläche 114 eine
im Allgemeinen durchgängige
obere Kontur ausbilden, und wobei die untere Oberfläche 130 und
die zweite Strömungsoberfläche 115 eine
im Allgemeinen durchgängige
untere Kontur ausbilden.
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Der
zweite Abschnitt 102 kann mit einer Führungsstruktur 150 an
dem ersten Abschnitt 101 gekoppelt werden. In einem weiteren
Aspekt kann die Führungsstruktur 150 eine
Reihe von Kurbeln und Verbindungsgliedern aufweisen, welche ein
Mehrfachstabverbindung ausbilden. Die Führungsstruktur 150 kann
weitere Anordnungen aufweisen, wie zum Beispiel eine Schieberanordnung
(welche nachfolgend unter Bezugnahme auf 5 und 6 detaillierter
beschrieben wird). In jeder dieser Ausführungsformen kann die Führungsstruktur 150 die
Bewegung des zweiten Abschnitts 102 führen, wenn er sich relativ
zu dem ersten Abschnitt 101 bewegt.
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Der
erste Abschnitt 101 kann einen Träger 151 aufweisen,
welcher sich nach vorne in Richtung des zweiten Abschnitts 102 erstreckt.
Die Führungsstruktur 150 kann
eine Kurbel 152 aufweisen, welche drehbar mit dem Träger 151 gekoppelt
ist, und welche mit einer Betätigungsvorrichtung 160 zum
Drehen relativ zu dem Tragflächenkörper 110,
wie durch Pfeil P angezeigt, gekoppelt ist. Wenn sich die Kurbel 152 im
Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn dreht, führt sie
den vorderen Kantenkörper 120 durch eine
Reihe von Verbindungsgliedern nach oben bzw. nach unten. Dementsprechend
kann die Kurbel 152 drehbar mit einer Verbindungsgliederplatte 153 gekoppelt
werden. Die Verbindungsgliederplatte 153 kann mit einem
ersten Verbindungsglied 154 drehbar mit dem Träger 151 gekoppelt
werden. Ein zweites Verbindungsglied 155 kann die Kurbel 152 drehbar mit
der oberen Oberfläche 103 koppeln.
Ein drittes Verbindungsglied 156 kann drehbar zwischen
der Verbindungsgliedplatte 153 und einem dritten Verbindungsglied-Träger 157,
welcher an der unteren Oberfläche 130 angebracht
ist, gekoppelt werden. Ein viertes Verbindungsglied 158 und
ein fünftes
Verbindungsglied 159 können
die Verbindungsgliedplatte 153 drehbar mit dem vordern
Kantenkörper 120 koppeln.
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Die
obere Oberfläche 103 kann
eine flexible Strömungsoberfläche 140 aufweisen,
welche sich von einem hinteren Befestigungspunkt 142 an
dem Tragflächenkörper 110 zu
einem vorderen Befestigungspunkt 143 an dem vorderen Kantenkörper 120 erstreckt.
Dementsprechend kann die flexible Strömungsoberfläche 140 eine Form ändern, wenn
sich der zweite Abschnitt 102 relativ zu dem ersten Abschnitt 101 nach
oben oder nach unten dreht. Die flexible Strömungsoberfläche 140 kann ein Metallblech, wie
zum Beispiel ein Aluminiumblech oder ein Titanblech, aufweisen.
Die flexible Strömungsoberfläche 140 kann
ein Verbundmaterial, wie zum Beispiel ein Karbonfasermaterial, aufweisen.
In noch weiteren Ausführungsformen
kann die flexible Strömungsoberfläche andere
biegbare Materialien aufweisen, welche die aerodynamischen Belastungen,
welche während
eines Flugs auftreten, aushalten.
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Die
untere Oberfläche 130 (gegenüber der flexiblen
Strömungsoberfläche 140)
kann auch die Form ändern,
wenn sich der zweite Abschnitt 102 relativ zu dem ersten
Abschnitt 101 dreht. Die untere Oberfläche 130 kann ein vorderes
Segment 131, ein dazwischenliegendes Segment 132 hinter
dem vorderen Segment 131 und ein hinteres Segment 133, welches
mit der zweiten Strömungsoberfläche 115 des
ersten Abschnitts 101 verbunden ist, aufweisen. Das vordere
Segment 131 kann drehbar mit dem vorderen Kantenkörper 120 gekoppelt
sein und das dazwischenliegende Segment 132 kann drehbar
mit dem hinteren Segment 133 gekoppelt sein. Das vordere
Segment 131 und das dazwischenliegende Segment 132 können relativ
zueinander gleiten, wenn der zweite Abschnitt 102 nach
unten ausschlägt,
wie nachfolgend unter Bezugnahme auf 3A–3B genauer
beschrieben ist. Die untere Oberfläche 130 kann weitere
Anordnungen aufweisen, welche eine Form ändern, um die Bewegung des
zweiten Abschnitts 102 anzupassen.
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3A ist
eine schematische Teilquerschnittsseitenansicht der Tragfläche 100,
wobei der zweite Abschnitt 102 um einen Winkel A von näherungsweise
45 Grad relativ zu der in 1 und 2 gezeigten
Neutralposition nach unten ausgeschlagen ist. Wie in 3A gezeigt,
wird der zweite Abschnitt 102 nach unten durch Drehen der
Kurbel 152 nach unten ausgelenkt. Wenn sich die Kurbel 152 dreht, erhöhen das
zweite Verbindungsglied 155 und der vordere Kantenkörper 120 die
Krümmung
der flexiblen Strömungsoberfläche 140.
Die Verbindungsgliedplatte 153 steuert zusammen mit dem
vierten Verbindungsglied 158 und dem fünften Verbindungsglied 159 die
Bewegung des vorderen Kantenkörpers 120, wenn
sich die Kurbel 152 dreht. Das dritte Verbindungsglied 156 steuert
die Bewegung des dazwischenliegenden Segments 132, wenn
sich die Kurbel 152 dreht. Wenn sich der vordere Kantenkörper 120 nach
unten dreht, schiebt sich das vordere Segment 131 der unteren
Oberfläche 130 über das
dazwischenliegende Segment 132, um die gesamte Länge der
unteren Oberfläche 130 zu
verkürzen.
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Der
zweite Abschnitt 102 kann weiter zu zusätzlich nach unten ausgeschlagenen
Positionen ausgefahren werden. Wie zum Beispiel in 3B gezeigt,
kann der zweite Abschnitt 102 um einen Winkel A, welcher
mindestens 90 Grad oder größer ist,
zu einer Position nach unten ausgefahren werden. Sogar wenn der
zweite Abschnitt 102 um derartig große Winkel ausschlägt, bleibt
die obere Oberfläche 103 des
zweiten Abschnitts 102 durchgängig, da die flexible Strömungsoberfläche 140 eine
Form ändert. Die
untere Oberfläche 130 kann
auch als Ergebnis des Verschiebevorgangs des vorderen Segments 131 relativ
zu dem dazwischenliegenden Segment 132 durchgängig bleiben.
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In
einer Ausführungsform
kann der zweite Abschnitt 102 auch von der Neutralposition
nach oben ausgefahren werden, wie in 3C gezeigt.
In einem Aspekt dieser Ausführungsform
kann der zweite Abschnitt zwischen näherungsweise 5 Grad und näherungsweise
10 Grad oder mehr relativ zu dem ersten Abschnitt 101 nach
oben ausgelenkt werden. In anderen Ausführungsformen kann der zweite Abschnitt 102 um
andere Beträge
nach oben ausgelenkt werden.
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Ein
Merkmal der Tragfläche 100,
welche unter Bezugnahme auf 1–3C beschrieben wurde,
ist, dass der vordere Kantenkörper 120 über verhältnismäßig große Winkel
ausschlagen kann, während
eine gleichmäßige Kontur
entlang einer oberen Oberfläche
(welche durch Oberflächenabschnitte 103 und 114 definiert
wird) und entlang der unteren Oberfläche (welche durch Oberflächenabschnitte 130 und 115 definiert
wird) beibehalten wird. Dementsprechend kann die Tragfläche 100 bei
großen
Anstellwinkeln betrieben werden ohne große Blasen durch eine abgetrennte
Strömung
nahe der vorderen Kante zu erzeugen.
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Ein
weiteres Merkmal der Tragfläche 100, welche
zuvor unter Bezugnahme auf 1–3C beschrieben
wurde, ist, dass die Führungsstruktur 150 zum
Bewegen des zweiten Abschnitts 102 relativ zu dem ersten
Abschnitt 101 kompakt sein kann. Dementsprechend kann die
Führungsstruktur 150 in eine
Tragfläche 100 mit
einem dünnen
Profil passen. Ein Vorteil der beiden vorgenannten Merkmale ist, dass
eine Anordnung der Tragfläche 100 insbesondere
für Hochgeschwindigkeitsflugzeuge
geeignet sein kann. Derartige Flugzeuge weisen typischerweise dünne Tragflächen (zum
Beispiel Tragflächen
mit geringen Dicke-zu-Flügeltiefe-
oder t/c-Verhältnissen)
für eine
effiziente Hochgeschwindigkeitsflugreise auf und fliegen typischerweise
mit hohen Anstellwinkeln während
eines Betriebs mit niedriger Geschwindigkeit. Diese Anordnungen
sind zum Beispiel insbesondere für
hohe Unterschall- oder schallnahe Konfigurationen geeignet, wie
nachfolgend unter Bezugnahme auf 7 detaillierter
beschrieben. In anderen Ausführungsformen
können
diese Anordnungen auf andere Hochgeschwindigkeitsflugzeuge wie zum
Beispiel Überschallflugzeuge
angewendet werden. In einer speziellen Ausführungsform kann die gesamte
Tragfläche 100 ein
t/c-Verhältnis
von näherungsweise
0,1 aufweisen und der zweite Abschnitt 102 kann ein Dicke-zu-Länge-Verhältnis (wobei
eine Länge
von der vorderen Tragflächenkante
zu dem hinteren Befestigungspunkt 142 gemessen wird) von näherungsweise
0,25 aufweisen. In anderen Ausführungsformen
können
diese Verhältnisse
andere Werte aufweisen.
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4 ist
eine schematische isometrische Teilansicht einer Tragfläche 100 mit
einem ortsfesten ersten Abschnitt 101 und einem beweglichen
zweiten Abschnitt 102, welcher in einer Neutralposition
(in gestrichelten Linien) und einer ausgefahrenen Position (in durchgezogenen
Linien) gezeigt ist. Der zweite Abschnitt 102 weist einen
Innenabschnitt 405, einen Außenabschnitt 406 und
eine vordere Kante 407, welche sich zwischen dem Innenabschnitt 405 und dem
Außenabschnitt 406 erstreckt,
auf. Wie in 7 gezeigt, kann die Außendicke
t der Tragfläche 100 erheblich
geringer als die Innendicke T der gleichen Tragfläche 100 sein.
In einer Ausführungsform
kann die Tragfläche 100 mehrere
benachbarte vordere Kantenkörper (drei
von diesen sind in 4 als vordere Kantenkörper 420a, 420b und 420c gezeigt) aufweisen,
welche sich in einer Spannweitenrichtung von dem Innenabschnitt 405 zu
dem Außenabschnitt 406 erstrecken.
In einem Aspekt kann jeder vordere Kantenkörper 420a–420c eine
(in 4 nicht sichtbare) Führungsstruktur 150 aufweisen,
welche im Allgemeinen ähnlich
in einer Ausführung
zu der zuvor beschriebenen Führungsstruktur 150 ist,
und welche mechanisch ähnlich
zu der Führungsstruktur
des benachbarten Segments ist. Da die Führungsstruktur 150,
welche zuvor unter Bezugnahme auf die 2–3C beschrieben
wurde, verhältnismäßig kompakt
ist, kann die gleiche Art von Führungsstruktur 150 mit
jedem der führenden
Kantenkörper 420a–420c gekoppelt
werden. In einem weiteren Aspekt kann die Führungsstruktur 150,
welche mit dem äußersten
vorderen Kantenkörper 420c gekoppelt ist,
mechanisch ähnlich
zu der Führungsstruktur 150, welche
mit dem am meisten innenliegenden vorderen Kantenkörper 420a gekoppelt
ist, sein, aber zu dieser maßstäblich verkleinert
sein.
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Die
Außenabschnitte
der Tragfläche 100 können vordere
Außenkantenkörper aufweisen,
welche mit Führungsstrukturen
gekoppelt sind, welche anders sind als die, welche mit den vorderen
Innenkantenkörpern
gekoppelt sind. Wie zum Beispiel in 5 gezeigt,
kann ein Außenabschnitt 506 der Tragfläche 100 einen
ersten Abschnitt 501 und einen zweiten Abschnitt 502,
welcher relativ zu dem ersten Abschnitt 501 beweglich ist,
aufweisen. Der zweite Abschnitt 502 kann ein Dicke-zu-Länge-Verhältnis von
näherungsweise
0,16 aufweisen und dieses Verhältnis
kann in anderen Ausführungsformen
andere Werte aufweisen. Der zweite Abschnitt 502 kann einen
vorderen Kantenkörper 520,
welcher mit dem ersten Abschnitt 501 gekoppelt ist, aufweisen,
wobei eine Führungsstruktur 550 eine
Anordnung gemäß einer
anderen Ausführungsform
der Erfindung aufweist. Der erste Abschnitt 501 kann einen
Träger 551 aufweisen
und die Führungsstruktur 550 kann
eine Kurbel 552 aufweisen, welche drehbar mit dem Träger 551 gekoppelt
ist. Ein Betätigungsmittel 560 kann die
Kurbel 552 im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn
drehen, wie durch Pfeil P1 dargestellt. Die Kurbel 552 kann
mit einem Schieber 553 gekoppelt sein, welcher in einer
Schieberführung 558 des
vorderen Kantenkörpers 520 aufgenommen
ist. Die Führungsstruktur 550 kann
ferner ein erstes Verbindungsglied 554, welches zwischen
dem Schieber 553 und dem Träger 551 gekoppelt
ist, ein zweites Verbindungsglied 555, welches drehbar
zwischen einer flexiblen Strömungsoberfläche 540 und
der Kurbel 552 gekoppelt ist, und ein drittes Verbindungsglied 556,
welches zwischen der Kurbel 552 und einer unteren Oberfläche 530 des
zweiten Abschnitts 502 gekoppelt ist, aufweisen.
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Wie
in 6 gezeigt, kann der zweite Abschnitt 502 um
einen Winkel A1 durch Drehen der Kurbel 552 im Uhrzeigersinn
nach unten ausgeschwenkt werden. Wenn sich die Kurbel 552 dreht, wird
der Schieber 553 gleitfähig
in der Schieberführung 558 aufgenommen,
was der flexiblen Strömungsoberfläche 540 ermöglicht,
sich wie in 6 gezeigt zu krümmen. Die
untere Oberfläche 530 kann sich
in einer im Allgemeinen ähnlichen
Art und Weise zu der, welche zuvor unter Bezugnahme auf 3A beschrieben
wurde, verkürzen,
und kann dementsprechend ein vorderes Segment 531, welches
relativ zu einem dazwischenliegenden Segment 532 gleitet,
aufweisen, welches drehbar mit einem hinteren Segment 533 gekoppelt
ist. Dementsprechend kann der zweite Abschnitt 502 über Winkel
A1 von 90 Grad oder mehr ausgelenkt werden, während gleichmäßige Luftströmungskonturen
in der nicht ausgefahrenen Position, der vollständig ausgefahrenen Position und
dazwischenliegenden Positionen beibehalten werden.
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In
einer Ausführungsform
kann eine einzelne Tragfläche 100 (wie
zum Beispiel die in 4 gezeigte) eine erste Führungsstruktur
(wie zum Beispiel die Führungsstruktur 150),
welche eine erste mechanischen Anordnung aufweist und an dem Innenabschnitt 405 angeordnet
ist, und eine zweite Führungsstruktur
(wie zum Beispiel die Führungsstruktur 550),
welche eine zweite mechanische Anordnung anders als die erste mechanische
Anordnung aufweist und an dem Außenabschnitt 406 angeordnet ist,
aufweisen. Zum Beispiel kann die kompaktere Führungsstruktur in dem Außenabschnitt 406 angeordnet
werden und die weniger kompakte Struktur kann in dem Innenabschnitt 405 angeordnet
werden. In einer weiteren Ausführungsform
können
mehrere Führungsstrukturen
einer einzelnen Ausführung
mit den mehreren vorderen Kantenkörpern der Tragfläche 100 gekoppelt
sein. Wenn zum Beispiel die Tragfläche 100 verhältnismäßig dick
ist, können
mehrere Führungsstrukturen 150 der
zuvor unter Bezugnahme auf 2–3C beschriebenen
Art über
die Spannweite der Tragfläche 100 vorgesehen
werden. Wenn die gesamte Tragfläche 100 verhältnismäßig dünn ist,
können
mehrere Führungsstrukturen 550 der
zuvor unter Bezugnahme auf 5 und 6 beschriebenen
Art über
der Spannweite der Tragfläche 100 eingesetzt
werden. In anderen Ausführungsformen
kann die Tragfläche 100 Führungsstrukturen mit
anderen als den unter Bezugnahme auf 1–6 beschriebenen
Anordnungen aufweisen.
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7 ist
eine schematische isometrische Teildarstellung eines Flugzeugs 770,
welches einen Rumpf 772 und eine Tragfläche 700 mit vorderen Kantenvorrichtungen
gemäß einer
Ausführungsform der
Erfindung aufweist. In einem Aspekt dieser Ausführungsform kann die Tragfläche 700 eine
vordere Kante 707 und mehrere vordere Kantenkörper 720 (welche
in 7 als vordere Kantenkörper 702a–720f gezeigt
sind) aufweisen. Jeder vordere Kantenkörper 720 kann mit
einem Tragflächenkörperab schnitt 710 der
Tragfläche 700 mit
einer Führungsstruktur,
welche im Wesentlichen ähnlich
zu einer der zuvor unter Bezugnahme auf 1–6 beschrieben
ist, gekoppelt werden. Zum Beispiel können in einem Aspekt dieser
Ausführungsform
die vorderen Innenkantenkörper
(zum Beispiel vordere Kantenkörper 720a–720d)
eine Führungsstruktur 150 aufweisen,
welche im Wesentlichen gleich zu der zuvor unter Bezugnahme auf 2–3C beschriebenen
ist. Der vordere Außenkantenkörper (wie
zum Beispiel vordere Kantenkörper 720e–720f) kann
eine Führungsstruktur 550,
wie zum Beispiel die zuvor unter Bezugnahme auf 5 und 6 beschriebene,
aufweisen. In anderen Ausführungsformen
kann die Tragfläche 700 andere
Führungsstrukturen
und/oder andere Kombinationen von Führungsstrukturen aufweisen.
In jeder dieser Ausführungsformen
kann die Tragfläche 700 für einen
Unterschall-, schallnahen oder Überschallflug
konfiguriert werden.
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Aus
dem Vorhergehenden wird verständlich, dass
spezielle Ausführungsformen
der Erfindung hierin zum Zwecke der Darstellung beschrieben wurden,
aber dass verschiedene Veränderungen
durchgeführt
werden können,
ohne von dem Umfang der Erfindung abzuweichen. Dementsprechend ist
die Erfindung außer
durch die beigefügten
Ansprüche nicht
beschränkt.