DE644983C - Aircraft wing - Google Patents
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C3/00—Wings
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf Flugzeugtragfliigel. Im Bau von Fliigzeugtragflügeln ist schon einmal der Vorschlag gemacht worden, sowohl auf der Tragflügeloberseite als auch auf der Tragflügelunterseite zwei Gruppen von der Tragflügeloberfläche ihrer Form nach angepaßten Versteifungsteilen vorzusehen, die in ihrem Querschnitt höher als breit bemessen sind, einander schneiden, in ίο ihren Schnittpunkten starr zusammengeschlossen sind und untereinander ähnliche Zwischenräume ergeben.The invention relates to aircraft wings. In the construction of aircraft wings, the proposal has already been made two groups on both the top and bottom of the wing to provide stiffening parts adapted to their shape according to the shape of the wing surface, which are dimensioned higher than wide in their cross-section, intersect each other, rigidly joined together at their intersection points and result in similar spaces between them.
Zweck der Erfindung ist, Tragflügeln dieser Art große Stabilität und Verdrehte festigkeit zu geben.The purpose of the invention is to give wings of this type great stability and twist to give strength.
Erfindungsgemäß werden die in Richtung der Spannweite des Tragflügels sich erstreckenden, untereinander durch Stege oder andere unmittelbare Zwischenverbindungen zusammengeschlossenen oberen und unteren Holme kombiniert mit zwei Gruppen von sich untereinander schneidenden Versteifungsteilen, die, nach geodätischen Linien verlaufend, den Holm, mit welchem sie starr zusammengeschlossen werden, schräg durchschneiden und um ihre neutralen Achsen dermaßen verdreht oder verwunden sind, daß sie mit der Höhe ihres Querschnittes zum Profil des Tragflügels überall normal oder senkrecht stehen.According to the invention the extending in the direction of the wingspan of the wing, top and bottom joined together by webs or other direct interconnections Spars combined with two groups of mutually intersecting stiffening parts, which, running according to geodetic lines, cut diagonally through the spar with which they are rigidly connected and so twisted or twisted about their neutral axes that they are with the height of their cross-section to The profile of the wing should be normal or vertical everywhere.
Indem die Versteifungsteile so angeordnet werden, daß sie nach geodätischen Linien verlaufen und die Holme schräg schneiden, werden bei Verdrehbeanspruchung des Tragflügels die Versteifungsteile der einen Gruppe in ihrer Längsrichtung gedrückt und demgemäß das Bestreben zeigen, ihre Krümmung zu vergrößern, wohingegen die Versteifungsteile der anderen Gruppe in ihrer Längsrichtung gezogen werden und nun hierbei das Bestreben zeigen, ihre Krümmung zu verringern, mit dem Erfolg, daß bei starrem Zusammenschluß der Versteifungsteile in ihren Schnittpunkten die Verdrehkräfte sich gegenseitig aufheben müssen.By arranging the stiffening parts so that they follow geodetic lines run and cut the spars diagonally, if the wing is subjected to torsional stress the stiffening parts of one group pressed in their longitudinal direction and accordingly show the tendency to increase their curvature, whereas the stiffening parts the other group are pulled in their longitudinal direction and now this is the endeavor show that their curvature is reduced, with the result that in the case of a rigid connection of the stiffening parts in their intersection points the torsional forces against each other need to pick up.
Indem die Versteifungsteile in solch einer Weise verdreht oder verwunden werden, daß sie mit der Höhe ihres Querschnittes zur Oberfläche des Tragflügelprofils überall normal oder senkrecht stehen, und weiterhin diese Versteifungsteile in geodätischen Linien angeordnet werden, müssen die Kräfte sich genau in Übereinstimmung mit den Achsen der \Tersteifungsteile auswirken, so daß die Ver-By the stiffening parts are twisted or twisted in such a way that they are everywhere normal or perpendicular to the surface of the airfoil with the height of their cross-section, and further these stiffening parts are arranged in geodetic lines, the forces must be exactly in accordance with the axes of the \ T affect the reinforcement parts, so that the
steifungsteile jetzt selbst in der Lage sind die betreffenden Kräfte zu neutralisieren, dabei ein \rerbuckeln und λ erbiegen der Versteifungsteile aber nicht vorkommen wird und im übrigen die Versteifungsteile so ausgeführt werden können, daß ihr Eigengewicht ein Mindestmaß beträgt.steifungsteile now even able the forces in question are to neutralize, thereby erbuckeln a \ r and λ erbiegen the stiffeners will not occur and the stiffening parts can be made so, moreover, that its own weight is a minimum.
Ein praktisches Beispiel einer Tragflügelbauart gemäß der Erfindung soll im folgenden unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen 1x:schrieben werden.A practical example of a hydrofoil type according to the invention is given below with reference to the accompanying drawings 1x: be written.
Fig. ι zeigt von oben gesehen einen TeilFig. Ι shows a part seen from above
eines Tragflügels und veranschaulicht einen tier Holme sowie die Versteifungen und dieof a wing and illustrates a tier spars as well as the stiffeners and the
'5 Teile au Anström- und Abströmkante, jedoch nicht die Bespannung des Flügels.5 parts on the leading and trailing edge, however not the covering of the grand piano.
Fig. 2 bringt einen Schnitt nach Linie 2-2 der Fig. 1. Darstellung im vergrößerten Maßstabe. FIG. 2 shows a section along line 2-2 of FIG. 1. Representation on an enlarged scale.
ao Fig. 3 bringt einen Schnitt nach Linie 3-3 der Fig. 1. Darstellung ebenfalls im vergrößerten Maßstabe.ao Fig. 3 shows a section along line 3-3 1. Representation also on an enlarged scale.
Fig. 4 veranschaulicht in größerem Maßstabe die Ausführung der Verbindung zwia5 sehen den Versteifungsteilen und einer längs der Anströmkaute verlaufenden Schiene o. dgl. Fig. 5 bringt einen Schnitt nach Linie 5-5 der Fig. 4.Fig. 4 illustrates in larger scale the design of the connection Zvi a 5 see the stiffening parts and an o along the Anströmkaute extending rail. The like. Fig. 5 brings a section along line 5-5 of Fig. 4.
Fig. 0 und 7 veranschaulichen im Grundriß und Aufriß die Art der Festlegung der Versteifungen an den Holmen.FIGS. 0 and 7 illustrate in plan and elevation the manner in which the stiffeners are fixed on the spars.
l'ig. 8 und 9 veranschaulichen im Grundriß und Aufriß einen sogenannten Verbinder zum Verbinden der Versteifungsteile, da wo sie einander schneiden.l'ig. 8 and 9 illustrate in plan and elevation of a so-called connector for connecting the stiffening parts, there where they cut each other.
Gemäß Fig. 1 bis 3 sind der obere Holm a und der untere Holm b durch die von dem einen bis zu dem anderen linde der Holme in Zickzackform sich erstreckenden Uiagonalstreben c zusammengeschlossen und gegen senkrechte Scherkräfte abgesteift. Gegen Verdreh- und waagerecht wirkende Scherkräfte sind die Holme innerhalb des Flügels durch zwei Gruppen von kreuzweise angeordneten Versteifungsteilen abgesteift. Die mit d bezeichneten Versteifungsteile der einen Gruppe verlaufen in der einen Richtung, während die mit c bezeichneten Versteifungsteile der anderen Gruppe in der anderen Richtung verlaufen. Diese kreuzweise angeordneten Versteifungsteile schneiden sich gegenseitig und sind in Längenabschnitten geschaffen, die sich von einem Schnittpunkt bis zum nächsten Schnittpunkt erstrecken. Die Versteifungsteile bestehen aus U-Schienen. deren Stege if, t'1 zum Profil normal und einwärts gerichtet sind, während ihre Flansche d'2, dH und e2, ez in der Längsrichtung des Flügels sich erstrecken. Der Verbinder, mit dessen Hilfe die Versteifungsteile, da wo sie sich einander schneiden, starr zusammengeschlossen werden, besteht aus zwei Knotenblechen /, f1 und aus einem Zwischenstück /2, an welchen Teilen die Fortsätze c/6, e* der Stege d1, e1 und die Flansche d2, ds und e%, <?3 vermittels Nieten «5 befestigt sind.According to FIGS. 1 to 3, the upper spar a and the lower spar b are joined together by the Uiagonal braces c extending from one to the other linden of the spars in a zigzag shape and stiffened against vertical shear forces. Against twisting and horizontally acting shear forces, the spars are stiffened within the wing by two groups of cross-wise stiffening parts. The stiffening parts labeled d of one group run in one direction, while the stiffening parts labeled c of the other group run in the other direction. These cross-wise stiffening parts intersect one another and are created in length sections which extend from one point of intersection to the next point of intersection. The stiffening parts consist of U-rails. whose webs if, t ' 1 are directed normal and inward to the profile, while their flanges d' 2 , d H and e 2 , e z extend in the longitudinal direction of the wing. The connector, with the help of which the stiffening parts are rigidly connected where they intersect, consists of two gusset plates /, f 1 and an intermediate piece / 2 , on which parts the extensions c / 6 , e * of the webs d 1 , e 1 and the flanges d 2 , d s and e % , <? 3 by means of rivets «5 are attached.
Die den Holm schneidenden Versteifungsteile sind kürzer bemessen als die übrigen Versteifungsteile und in der Zeichnung mit d4, rf5 und e*, e5 bezeichnet. Mit dem einen Ende ist jeder dieser kurzlängigen Versteifungsteile gleich den anderen Versteifungsteilen in einem Verbinder/ festgelegt, während die anderen Enden paarweise zusammengeschlossen und, wie aus Fig. 6 und 7 ersichtlich, mit dem Holm fest verbunden sind durch sogenannte Verbinder, von denen ein jeder aus einem Steg g2 mit zwei Seitenplatten oder Flanschen g, g1 besteht. Der Stegg2 enthält ein elliptisches Loch, damit er über den Holm gestreift werden kann. Der Befestigung auf dem Holm dienen einander entgegengesetzte Nasen, von denen die eine, g3, sich in bezug auf diesen Verbinder auswärts und die andere, g4, einwärts erstreckt. Um die Seitenplatten oder Flansche g, g1 zu versteifen und ihnen die Möglichkeit zu gel>en, die Beanspruchungen von einem Versteifungsteil auf den sich daran anschließendai anderen Versteifungsteil zu übertragen, sind mit gr> und g* bezeich- 9« nete Rippen in diese Platten oder Flansche eingepreßt. Sowohl die Seitenplatten oder Flansche g, ^1 als auch die Nasen g", g* sind mit dem Holm vernietet, und andererseits sind sowohl die Seitenplatten oder Flansche g, g1 als auch der Stegg2 eines jeden solchen Verbinders mit den Flanschen und dem Steg der entsprechenden Versteifungsteile d*, ds vernietet. The stiffening parts that intersect the spar are shorter than the other stiffening parts and are denoted by d 4 , rf 5 and e *, e 5 in the drawing. At one end, each of these short-length stiffening parts is fixed in a connector / like the other stiffening parts, while the other ends are joined in pairs and, as can be seen from FIGS consists of a web g 2 with two side plates or flanges g, g 1 . The web 2 contains an elliptical hole so that it can be slipped over the spar. Opposing lugs are used for attachment to the spar, one of which, g 3 , extends outwardly with respect to this connector and the other, g 4 , inwardly. In order to stiffen the side plates or flanges g, g 1 and to give them the possibility of transferring the stresses from one stiffening part to the other stiffening part adjoining it, ribs marked with g r and g * are in these plates or flanges pressed in. Both the side plates or flanges g, ^ 1 and the lugs g ", g * are riveted to the spar, and on the other hand both the side plates or flanges g, g 1 and the web 2 of each such connector are with the flanges and the Web of the corresponding stiffening parts d *, d s riveted.
Bemerkt sei, daß diese entgegengesetzten »00 Gruppen der Versteifungsteile doppelt vorhanden sind, nämlich einmal auf der Oberseite und einmal auf der Unterseite des Tragflügels, und daß diese Versteifungsteile übereinander angeordnet sind. >"5It should be noted that these opposing groups of stiffening parts are duplicated are, namely once on the top and once on the underside of the wing, and that these stiffening parts are arranged one above the other. > "5
Mit Rücksicht auf die Ausführung der Bauart läßt man an den Vorder- und Hinterkanten (Anström- und Abströmkanten) die Versteifungsteile nicht bis zu ihren Schnittpunkten durchgehen; man läßt sie vielmehr, wie aus den Zeichnungen ersichtlich, in Nähe dieser Kanten zu Ende gehen. Die Enden der betreffenden Versteifungsteile werden an Holmen oder Schienen festgelegt, die für Anström- und Abströmkante oder für Vorder- und Hinterkante des Tragflügels baulich einander ähnlich sind, so daß es genügt, im folgenden, insbesondere unter Bezugnahme auf die Fig. 4 und 5, eine Beschreibung beispiels- , weise für den Fall der Befestigung der Ver- »*· steifungsteile am sogenannten Nasenholm zu geben. Die mit d und e bezeichneten Ver- With regard to the design of the design, the stiffening parts on the front and rear edges (leading and trailing edges) are not allowed to go through to their intersection points; rather, as can be seen from the drawings, it is allowed to come to an end near these edges. The ends of the stiffening parts in question are attached to spars or rails which are structurally similar to one another for the leading and trailing edges or for the leading and trailing edges of the wing, so that it is sufficient in the following, in particular with reference to FIGS. 4 and 5, a description beispiels-, as in the case of fixing the encryption "* · steifungsteile the so-called nose spar to give. The verifications marked with d and e
steifimgsteile der Tragflügeloberseite finden in einer längs des Tragflügels verlaufenden U-Schiene h Aufnahme, während die zur Tragflügelunterseite gehörigen Versteifungsteile d und e in einer gleichartigen (J-Schiene hx Aufnahme finden. Die Flansche dieser U-Schienen greifen über die Flanschenden der Versteifungsteile hinweg und sind mit denselben fest vernietet. Die senkrecht stehen den Stege der U-Schienen sind mit Stegfortsätzen der Versteifungsteile vernietet. Untereinander zusammengeschlossen sind die Stege der U-Schienen durch Diagonalstreben, die sich in Zickzackform von dem einen Ende bis zu dem andern Ende der U-Schienen erstrecken. Des weiteren sind die U-Schienen, da wo die Versteifungsteile gegengestoßen sind, je mit einer senkrechten Platte Ir versehen, an welcher dreieckförmige Kniestücke Λ3 befestigt sind, die sich in der Richtung eines jeden Paares übereinander gelegener Versteifungsteile erstrecken und in einigem Abstande von den senkrechten Platten K1 an den Stegen paarweise übereinander gelegener Versteifungsteile befestigt sind. Ein jedes Kniestück ist somit in Dreieckform an drei Punkten festgelegt. An der Vordero'ler Anströmkante ist eine hier mit Ii4 bezeichnete Verkleidung zweckentsprechender Form augebracht. Die Bauart an eier Hinterkante ist ähnlich der eben beschriebenen Ausführung der Vorder- oder Anströmkante. Der einzige Unterschied besteht darin, dal! der Hinter- oder Abströmkaute am äußeren linde des Tragflügels ein Querruder iis angelenkt ist. Der Raum zwischen dem Querruder und der Wurzel des Tragflügels ist durch eine hier mit he bezeichnete Verkleidung zweckentsprechender Ouerschnittsform ausgefüllt.Rigid parts of the upper side of the wing are accommodated in a U-rail running along the wing h , while the stiffening parts d and e belonging to the underside of the wing are accommodated in a similar (J-rail h x . The flanges of these U-rails extend over the flange ends of the stiffening parts The vertical bars of the U-rails are riveted to the web extensions of the stiffening parts In addition, the U-rails, where the stiffening parts butted against each other, are each provided with a vertical plate Ir , to which triangular elbows Λ 3 are attached, which extend in the direction of each pair of stiffening parts located one above the other and in some distance from the vertical plates K 1 to the web stiffening parts placed one on top of the other are fastened in pairs. Each knee is thus set in a triangular shape at three points. At the leading edge of the Vordero'ler there is a cladding, designated here as Ii 4 , of an appropriate shape. The design on the rear edge is similar to the design of the front or leading edge just described. The only difference is dal! the rear or outflow chute on the outer linden tree of the wing an aileron ii s is articulated. The space between the aileron and the root of the wing is filled by a cladding, designated here by h e , of an appropriate cross-sectional shape.
Bemerkt sei, daß infolge der Verjüngung des Tragflügels die Anordnung der Versteifungsteile an Vorder- und Hinterkante jeweils den Verhältnissen entsprechend angepaßt werden muß.It should be noted that as a result of the tapering of the wing, the arrangement of the stiffening parts at the front and rear edge must be adapted to the circumstances accordingly.
Auf den Versteifungsteilen "der so geschaffenen Bauart könnten sogenannte Stringer entweder in der Längsrichtung des Flügels oder quer zur Längsrichtung festgelegt werden. Das Ganze wird dann be-■spannt oder mit Stoff überzogen. Die Befestigung des Stoffes oder der Bespannung kann in irgendeiner zweckentsprechenden Art und Weise erfolgen.So-called stringers set either in the longitudinal direction of the wing or transversely to the longitudinal direction will. The whole thing is then stretched over or covered with fabric. The attachment the fabric or the covering can be done in any appropriate manner.
Die so erhaltene Bauart gibt, wie schon eingangs zum Ausdruck gebracht, einen Tragflügel, der als Tragflügel aufgelöster Bauart betrachtet werden kann. Die Versteifungsteile sind so gebogen oder so gekrümmt, daß sie dem Profil oder der Umrißform des Tragflügels entsprechen. Diese geodätischen Versteifungsteile dienen nicht nur zum Aufnehmen der Verdreh- und der waagerecht wirkenden Scherbeanspruchungen, sondern als sogenannte Formstücke auch zum Aufnehmen der äußeren Bespannung. Die sonst üblichen Querrippen und Feldverspannungen erübrigen sich bei dieser Ausführung voll und ganz. Das Material der geodätischen Versteifungsteile wird in der vorteilhaftesten Weise ausgenutzt. Die Bauart ergibt im ganzen genommen einen Tragflügel, der im Gewicht äußerst leicht ist und eine größte Stabilität und Festigkeit besitzt.The design obtained in this way gives, as already stated at the beginning, a hydrofoil, which can be viewed as a wing of resolved design. The stiffening parts are bent or curved so that they match the profile or contour of the wing correspond. These geodetic stiffeners are not only used for recording the torsional and the horizontally acting shear stresses, but also as so-called fittings to accommodate the outer covering. The otherwise usual transverse ribs and field tensions are completely superfluous with this design and quite. The material of the geodetic stiffening parts is used in the most advantageous Wise exploited. Taken as a whole, the design results in a wing that is extremely light in weight and one of the largest Has stability and strength.
Die oben beschriebene Bauart ergibt ein profiliertes Flügelgerippe, in welchem alle auf den Flügel sich auswirkenden Verdrehbeanspruchungen von geodätischen Versteifungsteilen gleich wie von einer Haut aufgenommen werden, jedoch ohne das Gewicht aufzuweisen, welches eine Haut notwendigerweise besitzen müßte, um allen Verdreh- oder Biegungsbeanspruchungen widerstehen zu können. Die erzielte Wirkung ist also der einer sehr starken oder dicken, in ihrem Gewicht jedoch nur ein Mindestmaß aufweisenden Haut, die nicht nur den Verdrehbeanspruchungen zu widerstehen vermag, sondern auch in, jeder anderen Hinsicht zur Festigkeit des Tragflügels wesentlich mit beiträgt. Jedenfalls ist so die Möglichkeit geschaffen, einen Tragflügel großer Stabilität und Festigkeit und mit nur ganz geringem Gewicht zu schaffen.The design described above results in a profiled wing frame, in which all on torsional stresses affecting the wing from geodetic stiffening parts the same as being absorbed by a skin, but without having the weight that a skin necessarily needs should have in order to be able to withstand all torsional or bending stresses. So the effect achieved is that a very strong or thick one, but only a minimum in weight Skin that is not only able to withstand the torsional stresses, but also in every other respect for strength of the wing contributes significantly. In any case, this creates the possibility a wing of great stability and strength and with only very little weight create.
In der eingangs erwähnten Änderung ist die Bauweise genau dieselbe, nur mit dem LTnterschied, daß die zwischen den Holmen von dem einen bis zu dem andern Ende in Zickzackform sich erstreckenden Diagonalstreben c fortgelassen sind, um einen Tragflügel zu bekommen, dessen Inneres vollkommen frei und unversperrt ist. Bei dieser abgeänderten Ausführungsform, bei der das äußere Tragflügelende offen bleibt und der Tiefe nach nicht bis auf eine den Tragflügel schließende feine Außenkante verringert wird, könnte ein Innenflügel irgendeiner zweckentsprechenden Bauart in den Außenflügel ineinander verschiebbar eingesetzt und beispielsweise auf zweckentsprechenden 110· Rollen o. dgl. geführt werden. Dieser Innenflügel kann aus dem Außenflügel herausgeschoben werden, um beim Abfliegen oder Landen und wenn eine geringere Fluggeschwindigkeit unter geringerer Tragflächenbelastung erwünscht ist, das Ausmaß der Tragflügeloberfläche zu vergrößern. Es könnte je eine solche Verlängerung für einen jeden Tragflügel vorgesehen werden oder auch mehrere Verlängerungen, die zwecks gleichmäßiger Vergrößerung der Spannweite sich alle entweder gleichzeitig" oder nacheinanderIn the above-mentioned change of the construction is exactly the same, DIFFERENCE only with the L T, are omitted that of the c a up to the other end in a zigzag shape extending diagonal struts between the bars in order to get a wing whose interior completely free and is unlocked. In this modified embodiment, in which the outer wing end remains open and the depth is not reduced to a fine outer edge closing the wing, an inner wing of any suitable design could be inserted into the outer wing so that it can slide into one another and, for example, on appropriate rollers or the like . be guided. This inner wing can be pushed out of the outer wing in order to enlarge the area of the wing surface when taking off or landing and when a lower airspeed with less wing loading is desired. Such an extension could be provided for each wing or several extensions, all either simultaneously or one after the other, for the purpose of increasing the span evenly
herausschieben lassen. Bei solch einer Bauweise könnten Tragflächentiefe und Tragflächensehne des ganzen inneren Flügels gleichbleiben, während der nicht verstellbare, vielmehr am Flugzeugrumpf fest angebrachte äußere und größere Flügel von seiner Wurzel bis zum äußeren Ende verjüngt ausgeführt werden könnte.slide out. With such a construction, the wing depth and the wing tendon of the entire inner wing remain the same, while the non-adjustable, rather firmly attached to the fuselage outer and larger wings tapered from its root to the outer end could be.
Xoch zu bemerken wäre, daß der innere ίο Flügel aus Längsholmen (mit oder ohne gegenseitige Verspannung oder Vergitterung usw. dieser Holme) und sich untereinander schneidenden geodätischen Versteifungen ähnlich dem äußeren Flügel ausgeführt werden könnte.It should also be noted that the inner ίο wing consists of longitudinal spars (with or without mutual Bracing or grating etc. of these spars) and mutually intersecting geodetic stiffeners similar the outer wing could be run.
Zum Zwecke, die Auftriebskräfte aufzunehmen und den Verdrehbeanspruchungen zu widerstehen, ist die Erfindung vornehmlich zum Bau frei tragender Flügel verwendbar, jedoch auch zur Anfertigung solcher Flügel, die übereinandergesetzt und durch sogenannte Stiele, gleich ob mit oder ohne Zellenverspannung, gegenseitig auf Abstand gehalten werden sollen.For the purpose of absorbing the lifting forces and the torsional stresses resist, the invention is mainly used for building cantilever wings, but also for the production of such wings, which are placed on top of each other and by so-called Stems, whether with or without cell bracing, are kept at a distance from one another should.
Claims (9)
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1933
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