DE700625C - Vorrichtung zum Verhindern der Ausbreitung von Stroemungsstoerungen an Flugzeugfluegeln - Google Patents

Description

• Es sind bisher die verschiedensten Mittel· zur Verhinderung der Strömungsablösung bei größeren Flügelanstellwinkeln bekanntgeworden, wie Schlitzklappen, Vorflügel, Absauge-S einrichtungen u.dgl.; gerade die Absaugung ist in letzter Zeit mehr und mehr in den Vordergrund gerückt. ■ ■ ·■-

Es ist bekannt, zwecks Äuftriebserhöhung und Widerstand verminderung die Grenzschicht an geeigneten Stellen an Flächen von Flugzeugen abzusaugen. -Man ordnet hierzu Absaugeschlitze entweder über die ganze Spannweite oder nur an den am meisten gefährdeten Teilen an, letzteres mit Rücksicht auf die großen Leitungsquerschnitte und ' gegebenenfalls Gebläseleistungen, die zum Absaugen der ganzen Flügelfläche erforderlich wären. Aber auch bei Beschränkung der Absaugung auf diejenigen-Flächenteile, wo die Gefahr der Strömungsablösung am größten ist, werden noch erhebliche Leistungen benötigt, weil dann die Absaugung immer noch annähernd über die Hälfte der Spannweite durchgeführt werden muß. Wenn man zur Absaugung nur den Druckunterschied zwisehen zwei verschiedenen Punkten des Flügels benützt, so sind die erforderlichen Leitungen mit großem Querschnitt immer nocB ein unangenehmes Hindernis für die Anwendung; außerdem hätte diese Maßnahme bei den großen abzusaugenden Luftmengen meist auch noch andere große Nachteile, wie merkliche Druckpunktverschiebungen u.dgl., zur Folge. Man hat auch schon vorgeschlagen, an Ober- und Unterseite des Flügels angeordnete Öffnungen von in Spannweitenrichtung geringer Ausdehnung- zu verbinden und die durchströmende Luft zum

Antrieb eines Absaugegebläses zu verwenden, wobei s'ch die Absaugeschl'tze ebenfalls über die ganze Fläche erstrecken. Die zur Antriebsturbine für das Gebläse gehörigen Schlitze haben selbst keine merkliche Wirkung auf die Grenzschicht, da die durch sie strömende Luftmenge ihre Energie an die Turbine abgibt und der Rest ihrer Energie zur Beeinflussung der Grenzschicht ίο nicht ausreicht.

Es hat sich nun gezeigt, daß das Abreißen der Grenzschichtströmung bei den heute üblichen Flügel- und Profilgestaltungen bei großen Anstellwinkeln in vielen Fällen an der Flügelwurzel beginnt und die Neigung besitzt, sich in Spannweitenrichtung nach außen hin fortzusetzen. Durch dieses Wandern des Abreißvorgangs wird das Abreißen der Strömung an den äußeren Flügeiao teilen schon bei Anstellwinkeln eingeleitet, die an sich ein Abreißen der Strömung noch nicht bedingen.

Die vorliegende Erfindung vermeidet die geschilderten Nachteile in vollem Umfange. Erfindungsgemäß werden etwa im mittleren Bereich der Halbspannweite der Flächen an sich bekannte, die Grenzschicht beeinflußende Vorrichtungen angebracht, die das Übergreifen von Abreißerscheinungen auf Gebiete mit gesunder Strömung verhindern. Diese Strömungsbeeinflußende Vorrichtung kann z. B. aus Absaugeöffnungen, -schlitzen o. dgl. bestehen, die etwa im mittleren Bereich der Halbspannweite, vorzugsweise am hinteren Profilteil, angeordnet sind und in Spannweitenrichtung im Verhältnis zur Spannweite j eine geringe Ausdehnung besitzen.

In weiterer Ausbildung der Erfindung können die Absaugeschlitze im mittleren Bereich der Halbspannweite mit Schlitzen an der Vorderkante des Flügelaußenteils derart in leitender Verbindung stehen, daß zwischen den genannten Absaugeschlitzen ein Druckavisgleich, d. h. ein Absaugen an den Schlitzen im mittleren Bereich der Halbspannweite erfolgt.

Bei einer anderen Ausführung der Erfindung können außerdem in an sich bekannter Weise an den Flügelaußenteilen der beiden Flügelhälften am vorderen Prof.lteil Schlitze angebracht sein, die untereinander in leitender Verbindung stehen. Die erfindungsgemäßen Absaugeschlitze, die sich etwa im mittleren Bereich der Halbspannweite befinden, können mit der Verbindungsleitung dieser besonders an den Flügelaußenteilen angebrachten Schlitze in Verbindung stehen.

Bei einer anderen erfindungsgemäßen Ausführung können an der Flügeloberseite, etwa fio im mittleren Bereich der Halbspannweite, eine oder mehrere Klappen angeordnet sein, die um in oder annähernd in Flugrichtung liegende Achsen schwenkbar sind und deren Klappentiefe nur einen Bruchteil der an dieser Stelle vorhandenen Profil dicke beträgt. ,

Die beschriebenen, die Grenzschicht beeinflußenden Vorrichtungen können in Abhängigkeit vom Anstellwinkel bzw. vom Staudruck geregelt werden.

Auf der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.

Auf der Flügeloberseite der Tragfläche 1 in Abb. ι sind Absaugeschlitze 2 ungefähr in der Mitte der Halbspannweite angeordnet. Sie haben in Spannweitenrichtung eine verhältnismäßig geringe Ausdehnung. Die Schlitze 2 stehen entweder durch die Leitungen 3 mit einem Absaugegebläse oder durch die Leitungen 4 mit einem Schlitz 5 in Verbindung; der Schlitz 5 muß an einer Stelle liegen, an der ein größerer Unterdruck als an der Stelle der Schlitze 2 herrscht, damit eine Ausgleichsströmung in Pfeilrichtung 6 erfolgen kann.

Durch die Absaugung der Grenzschicht an den Schlitzen 2 wird bei großen Anstellwinkeln die Aufrechterhaltung einer gesunden Strömung in dem schraffierten Bereich 7 erzielt. Beginnt nun der Abreißvorgang an der Flügelwurzel, so wird die Ausbreitung derselben über die Spannweite durch den Streifen 7, in dem eine anliegende Strömung, aufrechterhalten wird, verhindert. An dem Flügelaußenteil wird der Abreißvorgang erst dann eintreten, wenn ein genügend hoher Anstellwinkel erreicht ist.

Ein früheres Abreißen durch Beeinflussung vom Flügelinnenteil her ist damit ausgeschlossen.

Da bereits ein relativ schmaler abgesaugter 10 Flügelabschnitt das Übergreifen des Abreißvorgangs auf die äußeren Flügelteile mit gesunder Strömung verhindert, kommt man bei der erfindungsgemäßen Anordnung mit sehr geringen Absaugeluftmengen aus und kann ein Abkippen des Flugzeuges, wenn es sich in der Nähe des überzogenen Flugzustandes befindet, wirksam verhindern.

Es ist andererseits bereits vorgeschlagen worden, Absaugeschlitze an den Flügelauiienteilen eines jeden Flügels anzubringen und diese miteinander in leitende Verbindung zu bringen. Man will hierbei ein Abkippen dadurch verhindern bzw. rückgängig machen, daß zwischen dem Flügelende, an dem die Strömung bereits abgerissen ist, und dem anderen, das noch eine gesunde Flügelumströmung aufweist, ein Druckausgleich hergestellt wird.

Die Absaugeschlitze 8 und 8' des Ausfüh- iao rungsbeispieles nach Abb. 2 sind zu diesem Zweck durch die Leitung 9 in an sich be-

kannter Weise miteinander verbunden. Um nun auch in diesem Falle bei Beginn der Abreißerscheinung an der Flügelwurzel ein Ausbreiten dieser nach der Flügelspitze zu vermeiden, sind gemäß der Erfindung, ähnlich wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. i, ungefähr in der Mitte der Halbspannweite ein oder mehrere Absaugeschlitze 2' angeordnet, die in Spannweitenrichtung eine verhältnismäßig geringe Ausdehnung besitzen. Die Absaugeschlitze 2" können hierbei mit der Leitung 9 in Verbindung stehen, wodurch sich unter Umständen ein besonderes Absaugegebläse erübrigt.

is In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist auf der Oberseite des Flügels ι gemäß Abb. 3 ungefähr in der Mitte der halben Spannweite eine Klappe 10 angeordnet, die um eine parallel oder annähernd parallel zur Flugrichtung liegende Achse schwenkbar angeordnet ist. Die Klappentiefe 11 beträgt nur einen Bruchteil der an dieser Stelle vorhandenen Flügeldicke 12, wie Abb. 4 zeigt. Die Klappe 10, die vornehmlich bej großen Flügelanstellwinkeln ausgeschlagen wird, verhindert ein Abströmen der sich an der Flügelwurzel ablösenden Grenzschichtströmung nach außen.

Die Regelung der auf der Zeichnung dargestellten Mittel zum Verhindern der Strömungsablösung kann in an sich bekannter ■ Weise in Abhängigkeit von dem Anstellwinkel bzw. dem Staudruck erfolgen. Außerdem können die beschriebenen Ausführungsformen auch in Kombination miteinander oder mit anderen, an sich bekannten, dem gleichen Ziel dienenden Vorrichtungen verwendet werden.

Claims (7)

1. Patentansprüche:

   i. Vorrichtung zum Verhindern der Ausbreitung von Strömungsstörungen an Flächen von Flugzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß im mittleren Bereich der Halbspannweite eine Zone, deren Breite 30O/0 der Halbspannweite nicht überschreitet und zweckmäßig höchstens 20 0/0 der Halbspannweite beträgt, mit an sich bekannten, die Grenzschicht be- 5< > einflussenden Vorrichtungen, wie ζ. Β. AbsaugeschlLzen, versehen jit.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an einer Stelle der Flügeloberseite, etwa im mittleren Bereich der Haibspannweite, eine oder mehrere Absaugeöffnungen o. dgl. angeordnet sind, die sich in Spannweitenrichtung über höchstens 200/0 der Halbspannweite erstrecken.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Absaugeschlitze (2) mit Schützen (5), die an der Vorderkante des Flügelaußenieils angeordnet sind, in an sich bekannter Weise in leitender Verbindung stehen, derart, daß zwischen den Absaugeschlitzen (2 und s) ein Druckausgleich, d.h. eine Strömung in Pfeilrichtung (6) erfolgt.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und folgende, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise an den Flügelaußenteilen der beiden Flügelhälfteri am vorderen ProfiLeil Schlitze (8) angebracht sind, die untereinander in leitender Verbindung stehen.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Absaugeschlitze (2') mit der Verbindungsleitung (9) der Schlitze (8) in Verbindung stehen.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Flügeloberseite, etwa im mittleren Bereich der Halbspannweite, eine oder mehrere Klappen (10) um in oder annähernd in Flugrichtung liegende Achsen schwenkbar angeordnet sind, wobei die Klappentiefe (Ίΐ) nur einen Bruchteil der an dieser Stelle vorhandenen Profildicke (12) beträgt.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 1 und folgende, dadurch gekennzeichnet, daß die die Grenzschichtströmung beeinflussenden Vorrichtungen in Abhängigkeit vom Anstellwinkel bzw. vom Staudruck regelbar sind.

   Hierzu t Blatt Zeichnungen