DE3013909A1

DE3013909A1 - Verfahren und vorrichtung zur aenderung der fluegelumriss-geometrie von flugzeugen waehrend des fluges

Info

Publication number: DE3013909A1
Application number: DE19803013909
Authority: DE
Inventors: De Moura Mauricio Jose I Pinto
Original assignee: PINTO DE MOURA MAURICIO JOSE IMPELIZIERI
Current assignee: PINTO DE MOURA MAURICIO JOSE IMPELIZIERI
Priority date: 1979-04-17
Filing date: 1980-04-11
Publication date: 1980-10-30
Also published as: IT8021423A0; FR2454405A1; GB2050262B; GB2050262A; IT1142153B

Description

BLUMBACH . WESER · BERGEN . KRAMER ZWIRNER · HOFFMANN

PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN

Patentconsult RadeckestraSe 43 8000 München 60 Telefon (089) 883603/883604 Telex 05-212313 Telegramme Patentconsult Palentconsult Sonnenberger Straße 43 6200 Wiesbaden Telefon (06121) 562943/561998 Telex 04-186237 Telegramme Patentconsult

Mauricio Jose Impelizieri Pinto de Moura
Bairro Santo Antonio (Brasilien)

Verfahren und Vorrichtung zur Änderung der Flügelumriß-Geometrie von Flugzeugen während des Fluges.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Uta das Überziehen der Tragflächen bei hohen Anstellwinkeln zu vermeiden, ist es bereits bekannt, Schlitze an der vorderen Nase der Tragfläche in verschiedner Weise vorzusehen, was auch zu einem verbesserten Auftrieb und größerer Stabilität des Flugzeuges bei niedrigen Geschwindigkeiten führt. Diese Technik wird in weitem Maße für das Abheben und Landen in folgender Kombination benutzt, um das Tragflügelprofil zu verändern: Schlitz an der Vorderkante und Absenken von Klappen an der rückwärtigen Kante des Flügels.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System zu schaffen, welches die Anpassung der geraden oder gepfeilten

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MUnchen: R. Kramer Dipl.-Ing. · W. Weser Dipl.-Phys. Dr. rer. nat. ■ E. Hoffmann Dlpl.-Ing. Wiesbaden: P.G. Blumbach Dlpl.-Ing. · P. Bergen Prof.Dr. jur.Dipl.-Ing., Pat.-Ass., Pat.-Anw.bis 1979 · G. Zwirner Dipl.-Ing. Dlpl.-W.-Ing.

Hauptflügeln des Flugzeuges an geänderte Flugbedingungen ermöglicht, wobei die Flügelebene bzw. der Flügelumriß und das Tragflächenprofil geändert werden, ohne daß dies zu einer grundlegenden Änderung und Störung des Flügelrahmens führt. Das Flügelsystem soll bei niedrigen Geschwindigkeiten ein besseres Flugverhalten und größere Sicherheit ergeben, ohne die Flugeigenschaften bei hohen Geschwindigkeiten zu verschlechtern.

Die gestellte Aufgabe wird aufgrund der Maßnahmen des Hauptanspruchs gelöst.

Bei der Erfindung wird gleichzeitig eine Einstellung des Tragflügelprofils erhalten und der Flügelumriß (die Projektion auf die Ebene) wird so verändert, daß der Pfeilwinkel (nämlich der Winkel zwischen dem Rumpf und der Flügelnase) und die Tragflächensehne eingestellt v/erden, wobei sowohl eine wesentliche Flugstabilisierung bei hohen Anstellwinkeln (beim Abheben und Landen) als auch eine erhöhte Sicherheit bei verringerten Betriebsgeschvrindigkeiten erhalten werden. Im einzelnen ist ein Vorflügel bzw. eine Klappe an der Vorderkante vorgesehen, die schwenkbar an der Flügelnase angebracht ist und so betätigt werden kann, daß eine Winkelverstellung von der Flügelnase erhalten wird und gleichzeitig eine Absenkung zur Bildung eines einstellbaren Schlitzes gebildet wird. Die Betätigungseinrichtung kann so ausgelegt

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sein_r daß sie die optimalen Ergebnisse zusammen mit dem Antriebssystem der Flügelheckklappen ergibt. Die Einrichtung kann leicht automatisch-bei vorgewählten Geschwindigkeiten ausgefahren werden, um gleichzeitig oder wunschgemäß eine Änderung der Flügelwölbung, der Zunahme der Tragflächensehne (abnehmend zur Flügelwurzel) sowie einen Schlitz gegebener Form und Einstellung an der Flügelnase zu erhalten, wobei all dieses durch eine Drehbewegung anstelle von einer Verschiebebewegung erreicht wird. Eine derartige translatorische Bewegung macht einen ausgeglügelten Antrieb und Steuereinrichtungen erforderlich, und macht doch keine Winkeländerung zwischen der Flügelnase und dem Rumpf ,noch eine Einstellung der Pfeilung möglich.

Was die fföglichkeit der Änderung der Pfeilung betrifft, wird der große Vorteil für Piloten und Flugzeugbauer im Vergleich zu bekannten Systemen der Veränderung der Flügelgeometrie insofern ersichtlich, daß eben nicht der ganze Flügelrahmen geschwenkt werden braucht, was zu einer schweren Konstruktion der Flügelaufhängung führen würde.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnung im einzelnen beschrieben. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen geraden Flügel (Haupttragfläche) eines Flugzeuges bei Reisefluggeschwindigkeit,

Fig. 2 die gleiche Ansicht, jedoch bei geänderter Flügelgeometrie bei hohen Anstellwinkeln,

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Fig. 3 und 4 Querschnitte entlang der Linie A-A in Fig. 1 bzw. Fig. 2 mit dem Vorflügel in der geschlossenen bzw. offenen Lage,

Fig. 5 einen Querschnitt entlang der Linie B-B nach Fig. beim Vorwärtsgleiten des Vorflügels,

Fig. 6 zeigt die Gleitbewegung des Vorflügels nach vorwärts und unten, wobei gegebenenfalls der Winkel b mit der Tragflächensehne gebildet wird,

Fig. 7, 8 und 9 Konstruktionseinzelheiten einer Führungsschiene des Vorflügels, und zwar Fig. 9 ein Querschnitt entlang der.Linie M-M nach Fig. 5,6,7 und 8,

Fig. 10 einen Querschnitt entlang der Linie C-C in Fig. 1 und 2 sowie eine vergrößerte perspektivische Ansicht der Verschiebungseinrichtung des Vorflügels,

Fig. 11 eine perspektivische, schematisierte Ansicht eines gradflügligen Flugzeugs,

Fig. 12 die Anordnung der übertragungs- und Verschiebungseinrichtung in dem Hauptflügel,

Fig. 15, 14 und 15 schematische Darstellungen der erhaltenen Änderungen der Tragflächensehne an der Flügelspitze, der Flügelwölbung und des Winkels a zwischen der Flügelnase und dem Rumpf des Flugzeugs bei Teilflügeln, und

Fig. 16 und 17 eine alternative Ausführungsform der Erfindung mit zwei teilweise übereinander angeordneten.Vorflügeln zum Erhalt einer Doppelstützanordnung und einer Vergrößerung der -Einstellung der Tragflächensehne.

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Aus Fig. 1 bis 4 ist ersichtlich, daß ein Vorflügel 1 an einem geraden Flügel 4 angebracht ist, und zwar schwenkbar um einen Zapfen 2, der in der Nähe der Flügelnase 4¹ angeordnet ist. Eine Betätigungseinrichtung 3 ist in der Nähe des ausseren Flügelendes untergebracht. Der Vorflügel 1 und die Tragflügelnase 4¹ ergänzen sich zu einem Gesamtprofil (Fig. 3) bzw. ergeben einen Spalt 5 (Fig. 4), wenn der Vorflügel 1 um den Winkelbetrag ^* (Fig. 2) durch die Betätigungseinrichtung 3 verschwenkt worden ist. Wegen des großen Abstandes zu dem Schwenkzapfen 2 kann man es erreichen, daß der Vorflügel 1 mit seiner Nase gleichzeitig nach unten um den Winkel b verschwenkt wird, um die Flügelwölbung zu ändern, wie in Fig. 6 dargestellt.

Einzelheiten der Betätigungseinrichtung 3 werden anhand der Fig. 5 bis 12 beschrieben. Innerhalb des Flügels 4 ist eine Antriebswelle 7 (Fig. 12) angeordnet und wird durch Lager 8 an einer Längsrippe 6 gehalten. Ein Elektromotor 14 treibt die Welle 7 über ein Zahnradpaar 9 an. Ein Kegelzahnradpaar 9' dient zum Antrieb einer weiteren Antriebswelle 7' quer zur ersten Welle 7. Es ist wiederum ein Lager 8' an einer Querrippe 6' vorgesehen. Eine Schraubspindel 11 ist über ein Kardangelenk 10 mit der Welle 7' verbunden und treibt eine Mutter 12 an, die gelenkig (Fig. 9) mit einem Gabelstück 15 verbunden ist. Das eine Gabelende ist am Vorflügel 1 befestigt, während das andere Gabelende 15' in einer Führungs-

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schiene 13 geführt ist. Die Führungsschiene 13 ist am Flügelrahmen an der Rippe 6» in der Nähe des äußeren Flügelendes angebracht (Fig. 5, 6,12). Die Führungsschiene 13 kann gradlinig verlaufen (Fig. 5 und 7) oder gekrümmt sein (Fig. 6 und 8). Im letzteren Fall wird eine Änderung der Flügelwölbung erzielt, wenn der Vorflügel 1 ausgefahren wird. Dies ist deshalb möglich, weil die Schwenkachse 2 relativ weit von dar Betätigungsstelle des Vorflügels 1 angeordnet ist. Der Vorflügel 1 wird somit verdreht und damit die Wölbung des Tragflügelprofils in gewünschter Weise verändert..

Wenn man die Verwindung des Vorflügels 1 vermeiden will, kann der Schwenkzapfen, wie in Fig. 10 dargestellt, ausgebildet sein. Der Schwenkzapfen 2 weist eine Platte und einen Achsfortsatz 17 mit einer daran angebrachten Kugel auf, die in einem Lager 16 gelagert ist. Der Achsfortsatz 17 steht unter der Wirkung einer Zugfedern 17% welche den Schwenkzapfen 2 nach rückwärts (in der Zeichnung nach links) zu schwenken versucht, d.h., den Vorflügel 1 in die zurückgezogene Stellung zieht. Die Lagerung in der Kugel ermöglicht es dem Schwenkzapfen 2 sich sowohl zu drehen als auch zu neigen, d.h., der Vorflügel 1 kann sowohl nach vorne als auch nach unten verschoben werden. Die Bewegung des Schwenkzapfens 2 wird aber durch einen Schlitz 18¹ einer Lagerplatte 18 beschränkt, welche den Achsfortsatz 17 so führt, daß der Vorflügel 1 gegebenenfalls den Winkel b (Fig* 6 und 12)

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einnehmen kann_? um die Wölbung des Tragflügelprofils zu modifizieren.

Es versteht sich, daß anstelle der in Fig. 12 dargestellten Fernverstellung des Vorflügels 1 auch eine durch Hydraulik betätigte Nahverstellung möglich ist.

In Fig. 13, 14 und 15 ist die Vorflügelverstellung für gepfeilte Flügel 4 dargestellt. Auch hier kann ein Spalt 5 an der Flügelnase 4¹ gebildet werden, indem der Vorflügel 1 um einen Winkel a geschwenkt wird. Dabei kann sowohl die Flügelwölbung als auch die Tragflächensehne geändert werden.

In Fig. 16, 17 und 18 ist eine alternative Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei der zwei Vorflügel 1 und 1A übereinander vorgesehen sind. Während der größere Vorflügel 1 in bereits beschriebener Weise bei 2 angelenkt ist, sitzt der Vorflügel 1A mit einem Schwenkzapfen 2A auf dem Vorflügel 1 und wird entsprechend diesem betätigt. Dadurch wird der Verstellbereich zur Veränderung der Tragflächensehne vergrößert, natürlich auch der Pfeilwinkel. Dadurch kann bei geringen Fluggeschwindigkeiten eine größere Flugstabilität erzielt werden.

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BAD ORIGINAL

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Claims

BLUMBACH · WESER · BERGEN · KRAMER ZWIRNER - HOFFMANN PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN Palentconsult Radeckestraße« 8000Mönchen60 Telefon(089)883603/883604 Telex05-212313 Telegramme Palenlconsull Patentconsult Sonnenberger Straße 43 6200 Wiesbaden Telefon (06121) 562943/561998 Telex 04-186237 Telegramme Patenlconsull Mauricio Jose Impelizieri Pinto de Moura Bairro Santo Antonio (Brasilien) Patentansprüche

1. Vorrichtung zur Veränderung der Geometrie des Flügelumrisses von Flugzeugen während des Fluges, welche gerade oder gepfeilte Hauptflügel aufweist, zum Erhalt von Flügelspalte, Zunahme der Tragflügelsehne, speziell an den Tragflügelenden und Änderung des Tragflügelprofils, dadurch gekennzeichnet, daß ein Vorflügel (1) in Längsrichtung des Hauptflügels (4) sich erstreckt und an dessen Flügeinase^4¹J angepaßt ist, daß der Vorflügel (1) schwenkbar (2) an dem HauptflUgel (4) angeordnet ist, über eine motorische Antriebseinrichtung (3) einstellbar ist, die den Vorflügel (1) am äusseren Flügelende verstellt.

2, Vorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung (3) eine Gabel (15) aufweist, deren eines Ende an dem Vorflügel

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Mönchen: R. Kramer Dipl.-Ing. · W. Weser Dipl.-Phys. Dr. rer. nat · E. Hoffmann Dipl.-Ing. Wiesbaden: P. G. Blumbach Dipl.-Ing. · P. Bergen Prof.Dr. Jur.Dipl.-Ing., Pat.-Ass., Pat.-Anw.bis 1979 · G. Zwirner Dipl.-Ing. DIpl.-W.-Ing.

(1) befestigt ist, während das andere Ende (15*) in einer Führungsschiene (13) geführt ist, die in der Nähe des äusseren Flügelendes angebracht ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsschiene (13) gekrümmt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkzapfen (2) des Vorflügels (1) eine Kugel aufweist, die in einem Lager (16) gehalten ist, und daß der Schwenkzapfen durch eine Feder (17*) in Schwenkrichtung nach rückwärts vorgespannt ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,

dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkeinrichtung (2) im mittleren Flügelabschnitt untergebracht ist, eine pendelnde und Drehbewegung einer Achse (17) ermöglicht, die in einem Lager (18) durch einen zentralen Schlitz (18¹) quer zu dem Flügel geführt wird, so daß die Achse (17) der Vorwärts-Rückwärts- und Abwärtsbewegung bzw. Verschiebung des schwenkbaren Vorflügels (1) folgt, jedoch an einem Ende festgehalten wird.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,

dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung (3)

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übertragungsglieder (7»7^f#8,9,9') aufweist, darunter eine Welle (7), die in Lager (8) entlang einer Längsrippe (6) der Flügelstruktur gelagert ist, wobei die Welle (7) durch miteinander kämmende Zahnräder (9) von einem Elektromotor (14) antreibbar ist und die Drehbewegung auf eine senkrecht dazu angeordnete Welle (7*) über Kegelzahnräder (9¹) überträgt, wobei die zweite Welle (7¹) sich quer zu dem Flügel erstreckt und an einer Querrippe (6¹) der Flügelstruktur gelagert ist.

7· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, insbesondere für gepfeilte Flügel,

dadurch gekennzeichnet, daß zwei übereinander angeordnete Vorflügel (1,1a) vorgesehen sind, wovon der größere (1) an die Flügelnase (4¹) angepaßt ist und der kleinere (1a) auf dem größeren Vorflügel (1) sitzt und diesem angepaßt ist, daß eine Antriebs- und Verstelleinrichtung (3) vorgesehen ist, welche gleichzeitig beide Vorflügel (1,1a) zur Bildung übereinander liegender Spalte (5,5*) verstellt.

8. Verfahren zur Änderung der Flügelumrißgeometrie von Flugzeugen während des Fluges,

dadurch gekennzeichnet, daß ein schwenkbarer Vorflügel (1), der sich längs der Nase (4^f) des Hauptflügels erstreckt, so verschoben wird, daß die Flügelnase verändert wird, wobei der Vorflügel einen einstellbaren Winkel (A)

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zur Vergrößerung der Tragflächensehne bildet und wobei der gleiche Vorflügel (1) durch Abwärtsbewegung um einen Winkel (B) gleichzeitig einen Flügelspalt (5) bildet und die Flügelwölbung ändert, wodurch die Flugstabilität bei niedrigen Geschwindigkeiten, insbesondere beim Landen und Starten,verbessert wird.

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