DE3039615A1

DE3039615A1 - Flugzeug, dessen fluegel mit durch sechsstangenmechanismen bewegbaren klappen versehen sind

Info

Publication number: DE3039615A1
Application number: DE19803039615
Authority: DE
Inventors: Adrianus Cornelis Oud-Alblas Breedveld; Frans Willem de De Hoef Haan
Original assignee: Fokker BV
Current assignee: Fokker BV
Priority date: 1980-07-09
Filing date: 1980-10-21
Publication date: 1982-02-11
Also published as: GB2079688A; NL8003951A; FR2486490A1

Description

Patentanwalt ' --..- QfIQQRIC

Dipl.-Ing. H. Wangemann 4oooDüsseidorf/äen 2o?io?i Dresdner Bank, Düsseldorf. Kto. 3224831 (BLZ 30080000) Stresemannstraße28 Postscheck-Konto: Köln 168812-500 (BLZ370'1005O) Fernruf 363531

Meine Akte Nr. 5977a W/Ne Firma Fokker B.V., Postfach 7600, 1117 ZJ Schlphol-Oost/Mederl.

Flugzeug, dessen Flügel mit durch Sechsstangenmechanismen bewegbaren Klappen versehen sind.

Die Erfindung betrifft ein Flugzeug, dessen Flügel mit in der Fluchtrichtung auf deren hinterer und unterer Seite angebrachten, durch SechsStangenmechanismen bewegbaren Klappen versehen sind, wobei jeder Sechsstangenmechanismus derart konstruiert ist, dass die betreffende Klappe damit zwischen einer Kreuzstellung, in der die Klappe mit dem Flügel ärodynamisch einheitlich ist, und einer Landestellung bewegbar ist, in der die Klappe über einen solchen Ausschlagabstand rückwärts bewegt ist, dass deren Nase sich nahezu auf der Höhe des feststehenden Hinterrands des'Flügels befindet, in der die Klappe über mindestens 35° aus der Kreuzstellung her nach unten gekippt ist und in der zwischen der Klappe und dem Flügel ein schmaler Spalt gebildet wird.

Ein solches Flugzeug ist aus dem Artikel "Boeing 7 χ 7 " in "Flight International" vom 19.Juni 1976 bekannt.

Der Vorteil der Verwendung von Sechsstangenmechanismen über die üblichen Klappenführungsmechanismen mit Schienen, Karren und Schraubspindeln liegt darin, dass diese SechsStangenmechanismen bedeutend günstigere Unterhalts- und Lebensdauereigenschaften besitzen.

Das bekannte Flugzeug kann zum Landen eine Landungsbahn mit angemessener Länge benützen, da die Klappe eine sich zum Landen eignende, anfangs beschriebene Stellung einnehmen kann.

Zum Aufsteigen bei warmem Wetter von einem hoch liegenden Flugplatz, wo die Luft somit eine verhältnismässig niedrige Dichte aufweist, benötigt das bekannte Flugzeug jedoch eine

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lange Startbahn, um die unter diesen Verhältnissen hohe Startgeschwindigkeit erreichen zu können.

An mehreren Plugplätzen kann das Plugzeug infolgedessen weniger Ladung aufnehmen, wodurch der wirtschaftliche Gebrauch beeinträchtigt ist.

Zweck der Erfindung ist, ein Flugzeug eingangs beschreibener Art zu schaffen, das auch bei niedriger Luftdichte einen kurzen Startabstand hat.

Gemäss der Erfindung wird dies dadurch erreicht, dass der Sechsstangenmechanismus derart konstruiert ist, dass die Klappe während der Bewegung zwischen der Kreuzstellung und der Landestellung eine erste Startstellung passiert, in der die Klappe sich über etwa Dreiviertel des Ausschlagabstandes nach hinten bewegt hat , über einen kleinen Winkel von etwa 5 nach unten gekippt ist, und zwischen der Klappe und dem Flügel ein erheblich breiterer Spalt als in der Landestellung gebildet wird.

Infolgedessen erfährt das Flugzeug einen bedeutenden Auftrieb und gleichzeitig einen geringen Widerstand, wodurch die Startgeschwindigkeit über einen kurzen Startabstand erreicht wird.

Infolge der Massnahme nach Anspruch 2 hat der Sechsstangenmechanismus geringe Abmessungen.

Beim Durchführen der in den Ansprüchen beschriebenen Massnahmen ergeben sich die Vorteile einer minimalen ärodynamisehen Beeinflussung des Flügelprofils und einer robusten Konstruktion des Sechsstangenmechanismus.

Weitere Merkmale und Vorteile gehen aus der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform an Hand der beiliegenden Zeichnungen hervor.

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Fig.l ist eine Draufsicht auf ein Flugzeug nach der Erfindung. Fig.2 zeigt in vergrössertem Masstab einen Schnitt durch das Flugzeug gemäss der Linie H-II nach Fig.1, wo die Flügelklappe in der Kreuzstellung gezeigt ist.

Fig.3 ist ein dem nach Fig.2 entsprechender Schnitt in dem die Flügelklappe in der ersten Startstellung gezeigt ist.

Fig.4 ist ein den Fig.2 und 3 entsprechender Schnitt, in dem die Flügelklappe in der Landestellung gezeigt ist.

Die Fig.5,6 und 7 sind Schnitte entsprechend denen der Fig.2,3, und 4 durch ein Flugzeug mit einer aus einer Vorder- und einer Hinterklappe bestehenden Flügelklappe.

Fig.8 ist eine Unteransicht des in den Fig.5 bis 7 dargestellten Sechsstangenmechanisraus in etwas verkleinertem Masstab.

Fig.9 ist eine schaubildliche Ansicht des Sechsstangenmechanismus der Fig. 5 bis 7 in der Stellung nach Fig.7 und

Fig.10 ist eine Ansicht der Konstruktion einer Stange des Sechsstangenmechanismus einer der vorhergenannten Figuren.

Das Flugzeug 1 enthält einen Rumpf 2 mit einem einstückig damit verbundenen Schwanzstück 3. Mit dem Rumpf 2 sind ferner Flügel 4 verbunden, die in dieser Ausführungsform Strahlmotoren 5 tragen. An der hinteren Unterseite der Flügel 4 sind Klappen 6 angebracht, die insbesondere bei niedrigen Geschwindigkeiten bis in die in Fig.l gestrichelt angegebene Stellung ausgeschlagen werden können, um den Auftrieb zu vergrössern. Das Ausschlagen erfolgt mit Hilfe von Stromlinienkappen 7 umgebener Sechsstangenmechanismen 10. Aus Fig.l ist ersichtlich, dass jeder Flügel 4 auf der Rückseite zwei solcher Klappen 6 besitzt. Ausser diesen Klappen 6 hat die Rückseite des Flügels 4 und zwar an den Enden Querruder 9. Je-

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der Klappe 6 wird mittels zweier Sechsstangenmechanismen 10 betätigt.

Jeder SechsStangenmechanismus 10 enthält eine Schwenkstange 13, eine Klappentragstange 14, einen Ausleger 15, eine Programmierstange 16 und eine Spannstange 17.

Der Ausleger 15 ist am Vorderende 20 mittels eines Lagers an einer fest mit einem tragenden Teil des Flügels 4 verbundenen Stütze 22 angelenkt. Am hinteren Ende 23 des Auslegers 15 ist mittels eines Lagers 24 die Spannstange 17 gelagert. Die Programmierstange 16 ist mit einem Lager 25 ebenfalls am Ausleger 15 an einer Stelle zwischen dem Vorderende 20 und dem Hinterende 23 des Auslegers gelagert.

Die Programmierstange 16 ist am anderen Ende 28 durch ein Lager 29 an der Schwenkstange 13 angelenkt, die an sich durch ein Lager 27 mit einem Ende an einer Stütze 30 des Flügels 4 angelenkt ist. Das andere Ende der Schwenkstange 13 ist durch ein Lager 31 an der Klappentragstange 14 angelenkt. Mit der Klappentragstange 14 ist ebenfalls die Spannstange 17 durch ein Lager 26 verbunden.

Die Klappe 6 ist mittels an sich bekannter Einstellorgane 32 einstellbar an der Klappentragstange 14 befestigt. Mittels der Einstellorgane 32 lässt sich die Klappe derart einstellen, dass sie in der in Fig.2 dargestellten Kreuzstellung passend in der Ausnehmung 33 des Flügels 4 anliegt, so dass der Flügel 4 und die Klappe 6 ärodynamisch eine geschlossene Einheit bilden.

Die Schwenkstange 13 wird von einer Treibstange 12 angegriffen, die mit der Kurbel 14 eines drehbaren Antriebsorgans 35 verbunden ist. Durch Drehung des Antriebsorgangs kann die Klappe 6 aus der in Fig.2 dargestellten Kreuzstellung über die in Fig.3 dargestellte erste Startstellung in die in Fig.4 angebene Landestellung bewegt werden.

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Die Verdrehung der Kurbel 11 wird durch die Treibstange auf die Schwenkstange 13 übertragen. Die Schwenkstange 13 drückt bei Drehung des drehbaren Antriebsorgans 35 nach Fig.2 der ührzeigerrichtung entgegen die Klappentragstange

14 und somit die Klappe 6 nach rechts. Das Kippen der Klappentragstange 14 in bezug auf den Flügel 4 wird durch die Spannstange 17 herbeigeführt, die durch das Lager 24 mit dem Ausleger 15 verbunden ist. Die Bewegungen des Auslegers

15 werden dabei von der Programmierstang'e 16 derart programmiert, dass die Klappe 6 die richtigen Kippstellungen erreicht. Dank der in den Figuren dargestellten, gegenseitigen Anordnung der Lager und der Bemessung der Stangen werden die im Anspruch 1 umschriebenen und in den Figuren dargestellten Stellungen erreicht.

Die Lager 21, 24 bis 27, 29 , 31 können angemessene, selbstschmierende oder übliche, nachschmierbare Buchsenlager sein.

Die Stromlinienkappe 7 wird in bekannter Weise bei der Rückwärtsbewegung der Klappe 6 durch eine nicht dargestellte Stangenübersetzung geöffnet. Die Figuren zeigen, dass die Kappe 7 sich um das Lager 21 schwenkt. Dies ist jedoch nur eine der möglichen Ausführungsformen. Die Kappe kann ebenfalls an einem anderen Punkt schwenken.

Die Fig.2 bis 4 zeigen, dass jeder Winkel des durch die Achsenlinien der Lager 24, 26,31 gebildeten Dreiecks in der Kreuzstellung (Fig.2) grosser ist als etwa 20° und in der Landestellung (Fig.4) grosser als etwa 35°. Jeder Winkel des durch die Mitellinien der Lager 21, 25 und 29 gebildeten Dreiecks ist in der Kreuzstellung grosser als etwa 24° und in der Landestellung grosser als etwa 29 . Durch diese Massnahme wird erfindungsgemäss bewerkstelligt, dass die maximale Belastung jeder Stange höchstens das Dreifache der maximalen ärodynamisehen Belastung des SechsStangenmechanismus beträgt. Im Falle der paarweise ausgebildeten Stangen z.B» der Stangen 16,17 beträgt dieser Faktor sogar höchstens anderthalb.

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In der Ausführungsform der Fig.5 bis 9 besteht die Klappe 6 aus einer Vorderklappe 40 und einer Hinterklappe 41. Die Hinterklappe 41 lässt sich zum Erhöhen des Auftriebs in bezug auf die Vorderklappe 40 rückwärts bewegen und gleichzeitig kippen (siehe die Fig.7 und 9). Dabei tritt ausserdem ein grösserer Luftwiderstand auf, so dass diese Stellung zum Landen gebraucht wird.

Aus diesem Grunde darf die hintere Klappe 41 sich erst von der vorderen Klappe 40 abbewegen jenseits der äussersten Startstellung. In dieser äussersten Startstellung ist die Klappe 6 über etwa 20° aus der Kreuzstellung her gekippt.

Der Mechanismus, der die Hinterklappe 41 jenseits einer Winkelverdrehung der Klappe 6 von 20° von der vorderen Klappe abbewegt, besteht aus einem sich mit dem Ausleger 15 mitbewegenden, und von diesem ab nach hinten vorstehenden Hilfsausleger 44, einem Lenkarm 42 und einer Druckstange 45. Der Lenkarm 42 ist mittels eines Lagers 43 an der Spannstange angelenkt. Die Druckstange 45 ist mittels eines Lagers 48 am Lenkarm derart angelenkt, dass in der Kreuzstellung die Mittellinie des Lagers 48 sich mit der Mittellinie des Lagers 26 deckt. Das andere Ende der Druckstange 45 ist an einer Stütze 49 der Hinterklappe 41 angelenkt. Der Lenkarm wird in der Kreuzstellung und in den Startstellungen durch eine schematisch dargestellte Feder 50 in bezug auf die Spannstange 17 fixiert.

Bei den Bewegungen des Sechsstangenmechanismus 10 bis in die äusserste Startstellung· bewegen sich die Vorderklappe 40, die Hinterklappe 41 und die Druckstange 45 somit als eine Einheit. Dies geht deutlich hervor aus einem Vergleich der Fig.5 und 6.

Das Ende des Lenkarms 42, das in bezug auf das Lager 43 gegenüber dem Angriffspunkt mit der Druckstange 45 liegt, hat einen Profilschlitz 51. Dieser Profilschlitz 51 ist derart bemessen, dass er von einer auf dem Hilfsausleger 44 angebrachten

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Nockenscheibe 46 angegriffen wird, wenn die Klappe 6 an der äussersten Startstellung vorbei d.h. weiter als etwa 20° gekippt wird. Durch das Eingreifen der Nockenscheibe 46 in den Profilschlitz 51 wird der Lenkarm 42 in bezug auf die Spannstange 17 um das Lager 43 verdreht, so dass die Hinterklappe 41 mittels der Druckstange 45 von der Vorderklappe 40 abbewegt wird.

Die Hinterklappe 41 ist mittels Tragstangen 52 mit der Vorderklappe verbunden. Jede Tragstange 52 ist an einem Ende an der Hinterklappe 41 und am anderen Ende an der Vorderklappe 40 angelenkt. In der Kreuzstellung und in den Startstellungen, in denen die zwei Klappen 40 und 41 ein Ganzes bilden, erstreckt sich die Tragstange 52 nahezu in der Längsrichtung der Klappen 40 und 41. Die Achsenlinien der Schwenkverbindungen mit den Klappen 40 und 41 schliessen einen solchen Winkel miteinander ein, dass bei der Bewegung der Hinterklappe 41 von der Vorderklappe 40 hinweg, wobei die Tragarme hinausschwenken, die Hinterklappe 41 in bezug auf die Vor— derklappe 40 kippt. Die Tragarme 52 sind deutlichkeitshalber in den Figuren schematisch angedeutet.

Fig.8 zeigt, dass bei der relativen Bewegung der Hinterklappe 41 in bezug auf die Vorderklappe 40 aus der mit vollen Linien angegebenen Kreuzstell-ng in die mit gestrichelten Linien angegebene Landestellung eine Längsverschiebung der Hinterklappe 41 auftritt. Aus diesem Grunde sind die Lager 48 , 53 der Druckstange 45 als sphärische Lager ausgebildet (siehe Fig.9).

Aus baulichen Gründen sind dia Schwenkstange 13, die Programmierstange 16 und die Spannstange 17 doppelt ausgebildet. In den Fig.8 und 9 sind daher die betreffenden Bezugsziffern mit dem Zusatz a. und b versehen.

Gemäss bestimmter Sicherheitsanforderungen muss sich in einem Bauteil eines Flugzeugs ein Riss entwickeln können ohne

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dass die gute Wirkung der Konstruktion beeinflusst wird. Dazu wird jede Stange des Mechanismus aus zwei oder drei aneinander befestigten Teilen zusammengesetzt. Fig.10 zeigt beispielsweise eine aus,den Stangenteilen 55 und 56 aufgebaute Stange 54. Die Stangenteile 55, 56 haben je für sich eine hinreichende Festigkeit um die auf die Stange 54 ausgeübten Kräfte aufnehmen zu können. Die Stangenteile 55,56 werden z.B. durch Nieten 57 miteinander verbunden. Wenn in einem der Stangenteile 55 oder 56 ein Riss auftritt, bleibt der andere Stangenteil 56 bzw. 55 völlig intakt und erfüllt nach wie vor die Funktion der Stange 54.

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Claims

Patentansprüche

1. Flugzeug, dessen Flügel mit in der Fluchtarichtung auf der hinteren Unterseite durch Sechsstangenmechanismen bewegbaren Klappen versehen sind, wobei jeder Sechsstangenmechanismus derart konstruiert ist, dass die betreffende Klappe damit zwischen einer Kreuzstellung in der die Klappe ärodynamisch mit dem Flügel einheitlich ist, und einer Landestellung bewegbar ist, in der die Klappe über einen solchen Ausschlagabstand rückwärts bewegt ist, dass deren Nase sich nahezu auf der Höhe des feststehenden Hinterrands des Flügels befindet, in der die Klappe über mindestens 35° aus der Krenzstellung her nach unten gekippt ist und in der zwischen der Klappe und dem Flügel ein schmaler Spalt gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Sechsstangenmechanismus derart konstruiert ist, dass die Klappe während der Bewegung zwischen der Kreuzstellung und der Landestellung eine erste Startstellung passiert, in der die Klappe sich über etwa Dreiviertel des Ausschlagabstands nach hinten bewegt hat, über einen kleine Winkel von etwa 5° nach unten gekippt ist und zwischen der Klappe und dem Flügel ein erheblich breiterer Spalt als in der Landestellung gebildet wird.

2. Flugzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sechsstangenmechanismus derart konstruiert ist, dass die Klappe während der Bewegung aus der Kreuzstellung heraus in die erste Startstellung zunächst hochgekippt wird .

3. Flugzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sechsstangenmechanismus unter und vor der Klappe angebracht ist und dass die Klappe über die ganze Länge eine nahezu ununterbrochene Oberfläche aufweist.

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4. Flugzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass um dem sich unter dem Flügel erstreckenden Teil des Sechsstangenmechanismus eine Stromlinienkappe angebracht ist, die eine Tiefe von weniger als 10% der Länge der Flügelsehene hat.

5. Flugzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass alle Stangen des Sechsstangenmechanismus frei von Ausnehmungen zum Durchlassen anderer Teile des Sechsstangenmechanismus während dessen Bewegungen sind.

6. Flugzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass alle Stangen des Sechsstangenmechanismus je für sich aus mindestens zwei rückenweise aneinander anmontierten Stangenteilen zusammengebaut sind.

7. Flugzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Stangen solche Winkel miteinander einschliessen, dass die maximale Belastung jeder Stange maximal das Dreifache der maximalen· ärodynamischen Belastung des Sechsstangenmechanismus beträgt.

8. Flugzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der vordere Drehpunkt des Sechsstangenmechanismus sich um höchstens 6% der Länge der Flügelsehne vor der Nase der Klappe befindet.

9. Flugzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche wobei die Klappe eine Vorder- und eine Hinterklappe enthält dadurch gekennzeichnet, dass die Hinterklappe durch einen mit einer Führungsbahn versehenen, an einer Stange des Sechsstangenmechanismus angelenkten Lenkarm in bezug auf die Vorderklappe bewegt werden kann und dass eine andere Stange des Sechsstangenmechanismus eine die Führungsbahn des Lenkarms angreifende Walze trägt.

10.Flugzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die

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Führungsbahn des Arms und die Stellung der Walze derart gewählt sind, dass der Arm die Hinterklappe in bezug auf die Vorderklappe erst bei einer Winkelverdrehung der Klappe von mehr als 20 in bezug auf die Kreuzstellung bewegt.

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