DE639598C - Flugzeugfluegel - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Flugzeugflügel, der aus einem Hauptkastenträger mit tragender Außenhaut besteht, der seitlich vom Flugzeugrumpf mit einem Zweiholmmittelstück verbunden ist.

Die größte Zahl der Flugzeugflügel wurde bisher aus einem Gerippe und einer nicht tragenden Außenhaut hergestellt. Das Gerippe selbst bestand dabei im allgemeinen aus zwei

ίο Längsholmen, die sich über die ganze Länge des Flügels erstreckten und durch die üblichen Flügelrippen versteift waren. Es wurde auch vorgeschlagen, solche Flügel durch-annähernd untereinander und zu den Längsholmen parallel verlaufende Versteifungsstäbe zu verstärken. Solche Versteifungsstäbe waren auf den Rippen befestigt und standen in keiner unmittelbaren Verbindung mit den Längsholmen, ebenso nicht mit der Außenhaut, die dabei durch die üblichen Mittel befestigt war und nicht zur Versteifung des Flügelgerippes beitrug.

Es sind ebenfalls Flügel bekannt, die mit einer tragenden Außenhaut versehen sind, die einen Bestandteil des Hauptkastenträgers bildet, welch letzterer dabei ebenfalls aus zwei Längsholmen besteht, die sich über die ganze Länge des Flügels erstrecken und durch Querstücke miteinander verbunden sind. Bei einigen dieser Flügel sind auf der Innenseite der Außenhaut parallel zueinander und zu den Längsholmen verlaufende Versteifungsstäbe sowie quer liegende Versteifungsstäbe befestigt, wodurch eine Art Gitter entsteht, das der Außenhaut die erforderliche Steifigkeit verleihen soll.

Schließlich sind Flügel bekannt, die einfach aus einer großen Anzahl Längsholme und de.n * üblichen Querrippen bestehen, auf denen .eine tragende Außenhaut befestigt ist.

Wie oben bereits erwähnt, bezieht sich die Erfindung nur auf Flügel mit einem Hauptkastenträger und tragender Außenhaut in Verbindung mit einem Zweiholmmittelstück, wobei die Außenhaut einen Bestandteil des Hauptgerippes bildet und zum Ausgleich der Biegungsbeanspruchungen beiträgt.

Die Erfindung besteht hauptsächlich darin, daß die Enden der Zweigurtholme (Längsholme) des Kastens an den Enden der Holme des Mittelstückes befestigt sind und daß die Außenhaut über die Rippe an den Enden der Zweigurtholme hinaus verlängert ist und an einem Querstab befestigt ist, der eine Brücke zwischen den Holmen des Mittelstückes bildet.

•Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Zweigurtholme des Kastenträgers mit über die Stützpunkte hin-

aus sich streckend:n, schräg verlaufenden Verlängerungen versehen sind, die in einem Punkte des genannten Ouerstückes zusammenlaufen können, wobei also jeder der ZweHi gurtholme an der Befestigungsstelle auf diai\ Holmen des Mittelstückes einen stumpisniy Winkel bildet. Man erzielt dadurch eine Be*-··' festigung in drei Punkten des eigentlichen Flügels.

ίο Ferner können die Versteifungsstäbe die Zweigurtholme des Hauptkastenträgers mit den Verlängerungen dieser Holme verbinden, die in einem Punkt zusammenlaufen. Man kann auf diese Weise zwei Gruppen von Versteifungsstäben bilden, von denen jede mit einem der Zweigurtholme zusammenarbeitet. Schließlich können erfindungsgemäß die Versteifungsstäbe einer jeden Gruppe jeweils parallel zueinander verlaufen. Es ergibt sich aus den vorgenannten Verbesserungen, daß die von den Längsholmen des Kastenträgers erzeugten Spannungen in entsprechender Weise über die ganze Fläche der Außenhaut verteilt werden, was bei den bisher bekannten Flügelarten nicht der Fall ist.

Bei denjenigen, wo die Außenhaut nicht

• durch ein aus Versteifungsstäben bestehendes System mit dem Hauptgerippe verbunden ist, eignet sich die Außenhaut nicht für die Versteifung dieses Gerippes. Das gleiche trifft zu bei Flügeln mit Versteifungsstäben, die parallel zu den Holmen des Kastenträgers verlaufen.

Zusammengefaßt sind also Flügelbauarten mit auf Biegung beanspruchter Außenhaut bekannt, bei denen die Beanspruchung der Außenhaut hauptsächlich von den Holmen übernommen wird, die in mehr oder weniger großer Anzahl vorhanden sind und mit dieser Außenhaut verbunden sind. Solche Bauarten haben den Nachteil, daß sie kostspielig sind und ein großes Gewicht haben, falls man eine große Anzahl paralleler oder schwach zusammenlaufender Holme vorsieht; wird dabei die Anzahl dieser Holme verkleinert,, so wird die Verteilung der Kräfte auf die Außenhaut nicht in passender Weise gesichert. Außerdem ist es bei bekannten Flügelbauarten ziemlich schwierig, von dem eigentlichen Flügelkörper auf das Zweiholmmittelstück an der Stelle des Flugzeugkörpers einen geeigneten Übergang zu schaffen, was häufig dann notwendig ist, wenn man, wie üblich, verschiedene Vorrichtungen, wie Landungsgeräte, Behälter, Bomben usw., im Innern des Flügelprofils unterbringen will.

Mehrere Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind auf der Zeichnung dargestellt.

Fig. ι zeigt schematisch und schaubildlich das Gerippe eines Flügels, wobei die tragende Außenhaut und deren Versteifungsstäbe fortgelassen sind.

*.·,·,Fig. 2 ist ein Grundriß, aus dem die An- * -Ordnung der. Versteifungsstäbe ersichtlich ist. 'i·;-Fig. 3 ist ein rechtwinkliger Querschnitt

einen Flügel gemäß der Linie III-III der Fig. 2.

Die Fig. 4 und 5 sind jeweils zwei Querschnitte durch zwei Versteifungsstäbe der Außenhaut.

Fig. 6 ist eine Gesamtansicht von oben eines Flugzeuges.

Die Fig. 7 und 8 zeigen schaubildlich zwei praktische Ausführungen eines Flügels.

Fig. 9 zeigt einen Querschnitt durch einen vollständigen Hauptkastenträger, in Höhe einer Rippe, mit seiner Außenhaut und deren Versteifungsstäben.

Das Gerippe des Flügels gemäß den Fig. 1 bis 3, der strichpunktiert angedeutet ist, besteht aus einem durch Doppelstriche dargestellten Hauptkastenträger C und einem durch dreifache Striche veranschaulichtes Zweiholmmittelstück L. Diese Darstellungsart hat natürlich nur den Zweck, die einzelnen Teile des Flügels deutlich voneinander zu unterscheiden.

Von oben gesehen hat der Hauptkastenträger C die Gestalt eines Fünfecks, dessen Seite M durch Abschlagen der entsprechenden Ecke eines ursprünglichen Vierecks entstanden ist. Die große Diagonale A₉ dieses ursprünglichen Vierecks verläuft in der Längsrichtung des Flügels. Die Längsseiten dieses Hauptkastenträgers sind durch die beiden stumpfwinkligen Zweigurtholme A₁, A₂ gebildet, die sich bei α im Scheitel des innenliegenden Winkels b ab vereinigen, wo der Hauptkastenträger seine größte Höhe hat.

Die Außenhaut V trägt auf der Innenseite Versteifungsstäbe R₁, R₂, welche ihr die erforderliche Steifigkeit verleihen.

Die Versteifungsstäbe sind in bezug auf die Zweigurtholme A₁, A₂ schräg angeordnet, und die mit einem gleichen Holm verbundenen Stäbe verlaufen zweckmäßig parallel zueinander.

Die Versteifungsstäbe R₁, R₂ sind in zwei no Gruppen geteilt, und die Stäbe einer jeden Gruppe verbinden die beiden Schenkel der stumpfwinkligen Zweigurtholme miteinander. Die Fig. 4 und 5 zeigen Querschnitte solcher Versteifungsstäbe R und R'.

Die Außenhaut V besteht zweckmäßig aus parallel zu den Versteifungsstäben verlaufenden Streifen, denen verschiedene Wandstärken gegeben werden können.

Das den Kastenträger tragende Zweiholmmittelstück L besteht einerseits aus zwei Holmen L₁, L₂, die sich jeweils in der Ver-

längerung der äußeren Schenkel der Zweigurtholme A₁ oder A₂ befinden, und anderseits aus einer im Scheitel α liegenden Flügelrippe E.

Die Verbindung des Kastenträgers mit diesem Zweiholmmittelstück findet in drei Punkten statt, nämlich dem Scheitel a des Winkels b ab und den beiden Scheiteln b der stumpfwinkligen Zweigurtholme,
ίο Diese nur für die Holme des Mittelstückes L₁, L₂ und die Zweigurtholme A₁, A₂ des Kastenträgers in Betracht kommenden Verbindungen können in der Praxis durch Scharniere, Schrauben und Winkeleisen oder durch Bolzen und Bügel erfolgen.

Die an den Verbindungsstellen übertragenen Kräfte verlaufen in Richtung der Verbindungslinien aa, b b, b b derart, daß diese gleichwertig mit Verbindungspunkten sind. Längs den Verbindungsnähten der Zweigurtholme A₁, A₂ des Kastenträgers mit der Außenhaut erzeugen die Schubbeanspruchungen in den ersten Spannungen in der letzten, die mit Bezug auf die Zweigurtholme schräg gerichtet sind; dies ergibt sich aus der Gestalt des Kastenträgers und der Lage der Versteifungsstäbe.

Die Zweigurtholme A₁, A₂ und die Stärke der* Streifen der Außenhaut mit ihren Versteifungsstäben sind derart gewählt, daß die durch die zu den Zweigurtholmen schräg verlaufenden Spannungen erzeugten Kräftekomponenten sich von einem Holm zum anderen in Höhe eines gleichen Querschnitts des Flügels ausgleichen.

Die Kräftekomponenten m r und η t (Fig. 2) haben das Bestreben, beim Zusammendrücken oder Spannen der Außenhaut die Holme A₁, A₂ voneinander zu entfernen oder einander zu nähern. Beim dargestellten Beispiel übt die Außenhaut in dem Punkt m einen Zug m k aus, welcher die Schubkraft m j des Holmes ausgleicht, und die an zwei einander entsprechenden Punkten m und η der beiden Holme angreifenden Kräftekomponenten m r oder η t haben das Bestreben, die beiden ' Holme einander zu nähern.

Diese Kräfte werden durch die üblichen Rippen N ausgeglichen.

5Q Die Kräfte haben somit einen günstigen Einfluß auf den Halt der auf Druck beanspruchten Außenhaut, weil letztere quer zur Richtung der Druckkräfte gespannt wird.

Bei einem Flügel von geringer Höhe kann zwecks Ausnutzung der mittleren, infolge der Seite M keinen unmittelbaren Einfluß für die Zweigurtholme habenden Zone außer den beiden Holmen A₁, A₂ ein mittlerer, sich der größten Dicke des Kastenträgers anpassender, punktiert angedeuteter Holm A₃ vorgesehen werden.

Dieser dritte Holm A_s kann im übrigen mit einer Teilungsebene des Kastenträgers zusammenfallen, der Kastenträger kann dann aus zwei Teilen bestehen, die gemäß diesem HoIm^₃ zusammengebaut werden; das Zusammenstellen und die Ausbesserung werden dadurch wesentlich erleichtert.

Fig. 6 zeigt ein zweimotoriges Flugzeug rnit Flügeln der oben beschriebenen Art. Beiderseits des Flugzeugrumpfes befindet sich ein Motorrumpf F an der Verbindungsstelle des Kastenträgers C mit dem Zweiholmmittelstück L.

In Fig. 7 bezeichnen L die Holme des Mittelstückes und A die Zweigurtholme des Kastenträgers. Die Außenhaut besteht aus Streifen B, deren Kanten parallel zu den Versteifungsstäben R₁, R₂ verlaufen, auf denen sie befestigt sind.

N₁ bezeichnet eine Verbindungsrippe, die zur Verbindung des Kastenträgers mit dem Zweiholmmittelstück dient.

Die Verbindung ist an der Spitze a des Kastens durch Scharniere 1 hergestellt und an den Ecken b durch einen Zapfen 2.

Im weggebrochenen Teil des Kastens ist eine Innenrippe sichtbar, die aus zwei Hälften 3°, 3⁶ besteht, wobei an den Enden für die Verbindung eine Überlappung 3^C vorgesehen ist.

Bei der Ausführung gemäß Fig. 8 ist die Verbindung zwischen dem Zweiholmmittelstück (von dem L' einen Holm bezeichnet) der Verbindungsrippe N₁ und den Zweigurthöhnend' des Kastenträgers durch Scharniere ι bei α und durch ein Scharnier 4 an den Ecken b hergestellt.

Fig. 9 zeigt eine weitere Ausführung einer Rippe, die aus zwei Hälften 5°, 5⁶ besteht, die in der Mittelebene des Flügels, z. B. durch Scharniere 6, miteinander verbunden sind.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Flugzeugflügel, bestehend aus einem Hauptkastenträger mit tragender Außenhaut, der seitlich vom Flugzeugrumpf mit einem Zweiholmmittelstück verbunden ist, no dadurch gekennzeichnet, daß die Enden (b b) der Zweigurtholme (A₁, A₂) des Kastens an den Enden der Holme (L₁, L₂) des Mittelstücks befestigt sind und daß die Außenhaut über die Rippe (b b) hinaus verlängert ist und an einem Querstab (E) befestigt ist, der eine Brücke zwischen den Holmen (L₁, L₂) bildet.

2. Flugzeugflügel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zweigurtholme (A₁, A₂) mit über die Stützpunkte (b b) hinaus sich erstreckenden Verlange-

rungen (b ä) versehen sind, die in einem Punkte (α) des Ouerstückes (E) zusammenlaufen.

3. Flugzeugflügel nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch schräg verlaufende Versteifungsstäbe (R₁, R₂), welche die Zweigurtholme (A₁, A₂) mit den Verlängerungen (b a) verbinden.

4. Flugzeugflügel nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Versteifungsstäbe einer jeden Gruppe jeweils parallel zueinander verlaufen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

BERLIN. GEPRUCItT IN BliR TJ-ICHS