DE878155C

DE878155C - Aircraft with a wing that continuously expands across the aircraft

Info

Publication number: DE878155C
Application number: DEM2985D
Authority: DE
Inventors: Alfred De Muyser
Original assignee: Morane Saulnier S A
Current assignee: Morane Saulnier S A
Priority date: 1940-12-31
Filing date: 1940-12-31
Publication date: 1953-06-01

Description

Flugzeug mit einem kontinuierlich quer zum Flugzeug sich ausdehnenden Flügel Die Erfindung bezieht sieb auf die Konstruktion von Flugzeugen.Plane with a continuously expanding across the plane Wing The invention relates to the construction of aircraft.

Der jetzige Stand des Flugzeugbaues ist einerseits durch die Verminderung der Spannweite der Flügel und des Rumpfschnittes, also durch Verminderung des aerodynamischen Widerstandes, und andererseits durch Steigerung der Motorkraft, die diesen Widerstand zu bewältigen hat, Bekennzeichnet.The current state of aircraft construction is on the one hand due to the reduction the span of the wings and the fuselage section, i.e. by reducing the aerodynamic Resistance, and on the other hand by increasing the motor power, which this resistance has to deal with.

Es ergibt sich daraus, daß die zu einer Flugstrecke benötigte Brennstoffmenge größer wird, während der Raum zu dessen Unterbringung sich verringert. Dabei sind schon die bisher gebräuchlichen Lösungen der Raumfrage für die Unterbringung des Brennstoffes kaum als zufriedenstellend anzusehen und bei den eben erwähnten Anforderungen überhaupt nicht mehr annehmbar. Die alten Lösungen der Raumfrage bestanden darin, daß ein oder mehrere Brennstoffbehälter in den freibleibenden Stellen des Flugzeuggerippes untergebracht wurden, wie z. B. im Rumpf oder in den Flügeln des Flugzeuges. Dabei ging stets ein Teil des Raumes verloren, da es unmöglich war, die Tankwandungen genau dem Profil des Rumpfes oder der Flügel anzupassen. Der Grund: hierfür liegt einmal in der Forderung auf Auswechselbarkeit der Behälter und zum anderen darin, daß fertigungsmäßig den Behältern keine solche Form gegeben werden kann, wie sie notwendig wäre, um sie genau den freien Stellen im Flugzeuggerippe anzupassen.It follows that the amount of fuel required for a flight route increases as the space to accommodate it decreases. Are there the previously common solutions to the question of space for accommodating the Fuel can hardly be regarded as satisfactory and with the requirements just mentioned no longer acceptable at all. The old solutions to the question of space consisted of that one or more fuel containers in the vacant places of the aircraft frame were accommodated, such. B. in the fuselage or in the wings of the aircraft. Included a part of the space was always lost, as it was impossible to remove the tank walls to precisely match the profile of the fuselage or the wings. The reason: for this lies on the one hand in the demand for interchangeability of the containers and on the other hand in it, that in terms of manufacture, the containers cannot be given such a shape as they would be necessary to adapt them exactly to the vacancies in the aircraft frame.

Bekannt ist eine Zwischenlösung, die darin I@estebt, den Hauptholm zum Behälter auszunutzen. Diese Lösung erlaubt nicht, den ganzen, freien Raum auszunutzen, weil es nötig wird, ein zweites Gerippe über dem Hauptholm .einzufügen, um die äußere Verkleidung des Flügels zu halten und, ihm die .gewünschte Form zu verleihen. Es ist .demnach auch in diesem Fall eine Flügelverkleidung um den Tank, der einen neuen Holm bildet, notwendig, und dadurch geht wiederum ein gewisser Teil des zur Verfügung stehenden Raumes verloren.An interim solution is known that resides in it, the main spar to utilize the container. This solution does not allow the whole, free space to take advantage of the fact that it is necessary to insert a second framework above the main spar. to hold the outer cladding of the wing and to give it the desired shape to lend. So in this case too there is a wing panel around the tank, which forms a new spar, is necessary, and this in turn makes a certain part work of the available space is lost.

Eine weitere Zwischenlösung welche entgegengesetzt zu der eben angeführten zu betrachten ist, bestand .darin, dem Flügel nur einen, die Biegun gsmomente auffangenden Holm zu geben, während die Drehmomente von am Holm angebrachten Bfe'hältern aufgefangen. wurden. Auch in diesem Falle kann der ganze innere freie Flügelraum nicht ausgenutzt werden; da der die Biegekräfte auffangende Holm in dem Teil des Flügelschnittes gelagert werden muß, der seiner maximalen Höhe entspricht. Demzufolge sind die Behälter niedriger; und ihr Volumen reicht lediglich bis zu einem Drittel oder zur Hälfte des :ganzen. Volumens zwischen, den äußeren Flügelflächen.Another interim solution which is opposite to the one just mentioned is to be considered, there was only one wing that absorbs the bending moments To give spar, while the torques of attached to the spar Bfe'hältern. became. In this case, too, the entire inner free wing space cannot be used will; because the spar absorbing the bending forces is in the part of the wing section must be stored, which corresponds to its maximum height. As a result, the containers are lower; and their volume is only up to a third or half Of the whole. Volume between, the outer wing surfaces.

Andererseits haben die Verringerung der Flügelspannweite, der feinere Umriß der Tragflächen und die Verringerung des Rumpfumfanges dazu geführt, für die Flügel, den Schwanz, den Rumpf usw" die sogernannte Schalenbauweise bzw. die im Spannungszustand befindlichen Flügel und Rumpfbekleidung anzuwenden, welche einer maximalen Festigkeit bei minimalem Gewicht entspricht. Nun ist aber bei Anwendung dieser- Konstruktion. das Problem .des Unterbringers des Brennstoffes noch schwieriger, denn wenn es gelingt, die Brennstoffbehälter zu lagern, so -erschwert sich die Aufgabe des - Entfernens derselben. Hierzu sind Öffnungen in der Metallbeklei,dungs!haut vorzusehen, was wiederum die Starrheit des Flugzeuges beeinflußt und verschiedene Schwierigkeiten bei Ausführung der Konstruktion in sich birgt.On the other hand, the reduction in the wingspan, the finer have Outline of the wings and the reduction of the fuselage circumference led to the Wings, tail, fuselage, etc. "the so-called shell construction or the im Wings and fuselage clothing in a state of tension to be used, which one corresponds to maximum strength with minimum weight. But now it is in use this- construction. the problem of finding the fuel even more difficult, because if it is possible to store the fuel containers, the task becomes more difficult des - removing them. There are openings in the metal cladding for this purpose to provide, which in turn affects the rigidity of the aircraft and various Difficulties in carrying out the construction in itself.

Die erfindungsgemäße Bauart vereinigt die beiden oben angeführten Richtlinien, d. h. sie meidet jede Unterbrechung in ,der Struktur der Metallbekleidungshaut und gibt anderseits die Mögli@ehkeit, den ganzen Innenraum zwischen den Außenflächen der Flügel zum Unterbringen von Brennstoff freizugeben.The design according to the invention combines the two above Guidelines, d. H. it avoids any interruption in the structure of the metal cladding skin and on the other hand gives the opportunity to use the entire interior space between the exterior surfaces to release the wing to accommodate fuel.

Um dieses Ergebnis zu erzielen, wird bei einem Flugzeug nach der Erfindung wenigstens der Mittelteil des Flügels von einem Kasten gebildet, dessen Wandung aus Metall besteht und der im übrigen die folgenden Kennzeichen gleichzeitig aufweist: a)_ Die Wandung des Kastens bildet wenigstens teilweise die aerodynamische Oberfläche des Flügelmittelteiles; b).- der Kasten: trägt unmittelbar .die anderen Elemente des Flugzeuges, so daß er alle Biegungs- und Drehbeanspruchungen aufnimmt, welchen sie unterworfen sind, und c) der Kasten bildet als Ganzes einen. Brennstoffbehälter.In order to achieve this result, in an aircraft according to the invention at least the central part of the wing is formed by a box, the wall of which consists of metal and which also has the following characteristics at the same time: a) _ The wall of the box forms at least partially the aerodynamic surface of the wing center part; b) .- the box: directly carries the other elements of the aircraft, so that it absorbs all bending and torsional loads, which they are subject, and c) the box as a whole forms one. Fuel container.

Weiterhin sind nach einem Kennzeichen der Erfindung die Flügelenden auf ihrem Umfang mit dem Blech des Kastens verbunden. Bei Anwendung des Erfindungsgedankens auf zweimotorige Flugzeuge werden die Motoren von den Teilen des Kastens getragen. Der Kasten besteht erfindungsgemäß aus festem Blech (Stahl oder gehärtetem Aluminium).Furthermore, according to a characteristic of the invention, the wing tips connected on its periphery to the sheet metal of the box. When applying the idea of the invention on twin-engine airplanes, the engines are carried by the parts of the box. According to the invention, the box consists of solid sheet metal (steel or hardened aluminum).

Demnach bildet erfindungsgemäß die Behälter-und Tragflächenmittelstückeinheit den Mittel- und Hauptteil des Flugzeuges. Der Rumpf, der Motor oder .die Motoroll sowie die Seitentragflächen sind um diese Mittelstückeinheit gebaut Lind an ihr befestigt.Accordingly, according to the invention, the container and wing form a center piece unit the middle and main part of the aircraft. The hull, the engine or the motoroll as well as the side wings are built around this center piece unit and on it attached.

Zusätzlich zur eigenen Tragkraft, da die Einheit einen Teil des Tragflächensystems bildet, wird dieselbe durch die Tragkraft der Außenflügel ergänzt tnid die so gebildete volle Tragkraft den vom Mittelstück zu tragenden Teilen (Rumpf und Motoren) übermittelt. Die Behälter- und Mittelstückeinheit muß dabei imstande sein, allen Biege- und Drehbeanspruchungen, die früher vom Holm oder von .den Holmen oder .der Tragflächenbekleidung aufgefangen wurden, zu widerstehen.In addition to its own load-bearing capacity, as the unit is part of the wing system forms, the same is supplemented by the load-bearing capacity of the outer wing tnid that formed in this way full load capacity transmitted to the parts to be supported by the middle section (fuselage and engines). The container and center piece unit must be able to withstand all bending and torsional loads, that were caught earlier by the spar or by the spars or the wing lining were to resist.

Der freie Raum für den Brennstoff ist somit der maximal mögliche, da er dem äußeren Volumen der Tragfläche minus dem Volumen der den Behälter bildenden Metallteile entspricht. Falls die äußere Verkleidung durch querliegende innere Versteifungen geschlossenen Profils ergänzt werden muß, genügt es, diee Versteifungswände mit Durchbrüchen zu versehen, damit das ganze Volumen dem Brennstoff freigegeben wird.The free space for the fuel is therefore the maximum possible since it is the outer volume of the wing minus the volume of the container making up the container Metal parts. If the outer cladding by transverse inner stiffeners closed profile must be supplemented, it is sufficient to diee stiffening walls with To provide breakthroughs so that the entire volume is released to the fuel.

Falls das Flugzeug mit Zwillings- oder mehreren Motoren versehen ist, dient die Mittelistückeinheit auch noch zum Tragen der Motorzellen.If the aircraft has twin or multiple engines, the center piece unit also serves to carry the motor cells.

Es ist vorteilhaft, den: abgedichteten Behälter im Sinne der Längsachse .des Flugzeuges auf den Mittelteil der Tragfläche zu begrenzen, da der Raum des hinteren Tragflächenteils sehr klein ist, während der Vorderraum vorteilhaft zum Unterbringen der verschiedenen Steuerungsseile benutzt werden kann.It is advantageous to: the sealed container in the direction of the longitudinal axis . of the aircraft to the central part of the wing, since the space of the rear wing part is very small, while the front space is advantageous for Housing the various control ropes can be used.

Außerdem wird bei den meisten modernen Flugzeugen der vordere und hintere Tragflächenraum zur Unterbringung diverser Bestandteile benutzt. Dennoch, wird es in einigen Fällen vorteilhaft sein, den ganzen Tragflächenquerschnitt für den Behälter auszunutzen. Die Tank- und Mittelstückeinheitkann .gewiß gleich gut oberhalb wie unterhalb des Rumpfes gelegen sein. Ebenso kann. der Behälter gemäß der Erfindung den Rumpf durchkreuzen. Verschiedene Einzelheiten der Erfindung werden noch bei der Beschreibung einzelner Ausfü'hrungsformen hervorgehoben, die in der 7,eiclinung dargestellt sind.Also, on most modern aircraft, the front and used rear wing space to accommodate various components. Yet, in some cases it will be advantageous to cover the entire wing cross-section to take advantage of the container. The tank and centerpiece unit can certainly do the same be located above and below the trunk. Likewise can. the container according to cross the fuselage of the invention. Various details of the invention will be given highlighted in the description of individual embodiments, which are in the 7, are shown.

Fig. i zeigt einen senkrechten Schnitteines erfindungsmäßigen Flugzeuges, in welchem- der Rumpf unter dem Tankmittelstück liegt; Fig. 2 zeigt einen waagerechten Schnitt des in. Fig. i gezeigten Flugzeuges; Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht gemäß Fig. i ; Fig. 4, 5 und 6 sind den Fig. i, 2 und 3 entsprechende Ansich -ton, welche ein Zwillingsmotorflugzeug gemäß der Erfindung zeigen; Fig. 7 -neigt einen s-enl:rechten Schnitt des Gerippes des Behälter- und Tragflächenmittelstückes gemäß der Erfindung; Fig. 8 zeigt in gleicher _'nsicht eine andere Bauart; Fig.g zeigt einen senkrechten Schnitt eines erfindungsgemäßen Flugzeugs, dessen Rumpf über dem Tanktragflächenmittelstück liegt Fig. io zeigt einen gleichen Schnitt wie Fig. 9, aber von einem Flugzeug, dessen Tankmittelstückeinheit den Rumpf durchkreuzt; Fig. i i zeigt im größeren Maßstab die Verbindung einzelner Flugzeugteile: In allen Figuren wird unter a .das Tragflächenmittelstück bezeichnet, welches erfindungsgemäß den Bren.nstoffb@ehälter und den Hauptteil .des erfindungsgemäßen Flugzeuges bildet. Unter b werden die Seitentragflächen, und unter c der Rumpf bezeichnet.Fig. I shows a vertical section of an aircraft according to the invention, in which- the fuselage lies under the middle section of the tank; Fig. 2 shows a horizontal Section of the aircraft shown in Fig. I; Fig. 3 shows a side view according to Fig. I; Figs. 4, 5 and 6 are the Figs. I, 2 and 3 corresponding visual tone, which show a twin engine airplane according to the invention; Fig. 7 inclines a s-enl: right section of the frame of the container and wing center piece according to the invention; 8 shows a different type of construction in the same view; Fig.g shows a vertical section of an aircraft according to the invention, its fuselage Fig. 10 shows the same section as Fig. 9, but of an aircraft whose center tank unit crosses the fuselage; Fig. I i shows the connection of individual aircraft parts on a larger scale: In all Figures is referred to under a. The wing center piece, which according to the invention forms the fuel tank and the main part of the aircraft according to the invention. The side wings are designated under b and the fuselage under c.

In der Ausführungsform gemäß Fig. i bis 3 befindet sich .der Rumpf c unterhalb des Mittelstückes a. Das in dieser Figur gezeigte Flugzeug hat nur einen Motor.In the embodiment according to FIGS. I to 3 there is .the fuselage c below the middle section a. The aircraft shown in this figure has only one Engine.

Fig. 4 bis 6 zeigen ein, mit Zwillingsmotor versehenes Flugzeug. In dieser Ausführungsform trägt das Tankflächenmittelstück außer den Seitentragflächen und dem Rumpf c noch zwei Zellen d, in denen die Motoren gelagert sind.Figures 4 to 6 show an aircraft provided with a twin engine. In In this embodiment, the middle section of the tank surface bears, in addition to the side support surfaces and the fuselage c two cells d, in which the engines are stored.

Fig.7 zeigt eine Ausführungsform des Tankmittelstückes. In diesem Beispiel ist der als Brennstoffbehälter ausgebildete Tragflächenteil auf dessen Mitte ß-C beschränkt.7 shows an embodiment of the middle section of the tank. In this An example is the wing part designed as a fuel container on its Middle ß-C restricted.

In Fig. 8 ist dagegen der ganze innere Raum der Tragfläche für Brennstoff vorgesehen.In Fig. 8, however, the entire inner space of the support surface is for fuel intended.

In, Fig. 7 und 8 sind die Querversteifungen e und Versteifungsrippen. f gezeigt.In, Figs. 7 and 8, the transverse stiffeners e and stiffening ribs. f shown.

Zusammenfassend sind die Tankwände folgendermaßen aufgebaut: Die obere und untere Wand bilden die Tragflächenbekleidung, d. h. mit anderen Worten, daß die obere Wand selbst die obere Tragflächenoberfläche und die untere Wand die untere Tragflächenoberfläche bilden. Die vordere und hintere Wand bilden die Querverbände. Der Teil der Tragfläche, welcher den Behälter bildet, wird hermetisch abgedichtet, um ein Ausfließen des Brennstoffes zu vermeiden.In summary, the tank walls are constructed as follows: The upper one and bottom wall form the wing lining, i. H. in other words, that the upper wall itself the upper wing surface and the lower wall the lower Form the wing surface. The front and back walls form the cross braces. The part of the wing that forms the container is hermetically sealed, to prevent the fuel from leaking out.

F i*-. 9 zeigt eine Ausführungsform von einem gemäß der Erfindung gebauten Flugzeug mit niedrig angebrachten Flügeln, dessen Rumpf sich über dem Tragflächenmittelstück a befindet.F i * -. 9 shows an embodiment of one according to the invention built aircraft with low wings, the fuselage above the wing center section a is located.

Fig. io zeigt eine weitere Ausführungsform, in welcher die Tankmittelstückein'heit a, .den Rumpf c durchkreuzt. Außerdem bildet in dieser Ausführung ein Teil des inneren Seitentragflächenraums ebenfalls einen hermetisch abgedichteten Brennstofftank.Fig. 10 shows a further embodiment in which the tank center piece unit a, .through the trunk c. It also forms part of the interior in this design Side wing space also has a hermetically sealed fuel tank.

In gewissen Fällen, wie z. B. bei kleinen Flugzeugen, w o es wünschenswert ist, zwecks Verein facbung der Konstruktion. die Tragfläche aus einem einzigen Stück herzustellen, wird die Tragflächenmitte allein flüssigkeitsdicht gemacht und die gewöhnliche Bauart an beiden Enden des Brennstoffbehälters beibehalten.In certain cases, such as B. in small aircraft, where it is desirable is, for the purpose of association facbung the construction. the wing from a single piece produce, the wing center alone is made liquid-tight and the ordinary design retained at both ends of the fuel tank.

Wenn das Flugzeug weite Strecken( überfliegen soll, kann eine Bauart benutzt werden, die darin besteht, die obere und untere Tankwand mit den oberen und unteren Oberflächen der Tragfläche zu vereinigen, wobei dieselbe entweder ungeteilt ist, oder wie in Fig. io gezeigt, aus einer Reibe von Zellen besteht.If the aircraft is to fly long distances (a type be used, which consists in connecting the upper and lower tank walls with the upper and lower surfaces of the wing to unite, either undivided or, as shown in Fig. 10, consists of a grater of cells.

Einen in größerem Maßstab ausgeführten Schnitt der in Fig. 9 und io gezeigten. Flugzeugteile zeigt Fig. 11.A larger-scale section of the in Fig. 9 and io shown. Fig. 11 shows aircraft parts.

Wie aus diesem Schnitt ersichtlich, ist auf das Tankmittelstück ein T-Stück t angenietet oder angeschweißt. Der Rumpf ist durch ein L-Stück Z versteift und das Ganze durch Bolzen r miteinander verbunden.As can be seen from this section, there is a T-piece t riveted or welded on. The fuselage is stiffened by an L-piece Z. and the whole thing connected to each other by bolts r.

Um das Mittelstück a mit der Seitentragfläche h zu verbinden, ist der Tank a seiner Kante entlang mit einem auf die tragende Haut der Bekleidung aufgenietetes oder aufgeschweißtes L-Stück s versehen. In gleicher Weise ist die ihrer Kante entlang mit einem L-Stück u versehen. Die beiden L-Stücke sind ,dann untereinander verschraubt,, was die Verbindung der beiden Teile a und b sichert.In order to connect the center piece a to the side support surface h, the tank a is provided along its edge with an L-piece s riveted or welded onto the supporting skin of the clothing. In the same way, it is provided with an L-piece u along its edge. The two L-pieces are then screwed together, which secures the connection of the two parts a and b.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Aircraft with a wing extending continuously transversely to the aircraft, characterized in that at least the middle part of the wing is formed by a box (a.), The wall of which is made of metal and which has the combination of the following characteristics: a) forms the wall at least partially the aerodynamic surface of the wing center portion; b) the box directly supports the other elements of the aircraft so that it absorbs all bending and twisting loads to which they are subjected; c) the box as a whole forms a fuel container.

2. Aircraft according to claim i, characterized in that the box (a) made of solid Sheet metal (steel or hardened aluminum) is bent.

3. Aircraft according to claim i and 2, characterized in, .that the wing tips (b) on their circumference with the Sheet metal of the box connected. are.

4. Aircraft according to claim i to 3 with two motors, characterized in that the motors (d) of the. Sides of the box (a.) Are worn. Cited publications: German Patent No. 372 630; USA.-Patentsdhriften No. 1,835,370, 2,149,298. French Patent No. 818,673; British Patent Nos. 387 719, 4721 839, 497: 274.