DE677527C - Tragflaeche fuer Flugzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Tragfläche für Luftfahrzeuge, insbesondere Flugzeuge, deren Profil durch bewegliche Klappen o. dgl., die mindestens an einer Kante der Fläche angebracht sind, veränderlich ist.

Das wesentliche Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß die Veränderlichkeit des Tragflächenprofils in Abhängigkeit von dem Anstellwinkel selbsttätig derart steuerbar ist, daß sich das resultierende Druckzentrum stets wenigstens annähernd an der gleichen Stelle befindet.

An sich sind Tragflächen von Luftfahrzeugen u. dgl. bekannt, bei denen das resultierende Druckzentrum durch entsprechende Ausgestaltung des unveränderlichen Tragflächenprofils bei veränderlichem Anstellwinkel fest ist. Die bekannten Tragflächen sind jedoch in ihren Flugeigenschaften häufig ungünstig und ferner treten in ihrem Verband vielfach starke Drehbeanspruchungen auf. Diese Nachteile werden erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß die" Festigkeit des Druckpunktes durch eine Veränderung der Tragflächenprofile in Abhängigkeit von dem Anstellwinkel der Tragfläche herbeigeführt wird.

Es ist auch schon bei Steuerrudern, insbesondere bei Schiffsrudern, bekannt, Hilfsflächen oder Hilfsklappen anzubringen, mit deren Hilfe der Druckmittelpunkt an einer bestimmten Stelle gehalten wird. Hier hat aber das Festhalten des Druckmittelpunktes lediglich den Zweck, die zum Verstellen des Ruders notwendige Kraft unabhängig von der jeweiligen Ruderstellung unveränderlich zu halten. Die besonderen Wirkungen, die die Anwendung der Erfindung bei Tragflächen von Luftfahrzeugen hat, treten bei den genannten Ruderflächen nicht auf.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird auch der Tatsache Rechnung getragen, daß die Veränderung der Geschwindigkeit der Fläche eine Veränderung der Lage des resultierenden Druckzentrums hervorrufen kann. Gemäß dieser weiteren Ausbildung der Erfindung wird eine auf die Flächengeschwindigkeit ansprechende Steuervorrichtung vorgesehen, durch die das Flächenprofil auch bei veränderlicher Geschwindigkeit selbsttätig derart änderbar ist, daß das Druckzentrum sich wenigstens annähernd stets an der gleichen Stelle befindet.

Die zur selbsttätigen Veränderung des Flächenprofils dienenden Mittel können an eine Anzeigevorrichtung für den Anstellwinkel oder die Auftriebskraft, an ein Pendel, ein Gyroskop, einen Geschwindigkeits- oder Beschleunigungsanzeiger, ein Höhenmeßgerät, ein Statoskop u. dgl., an den oder die Motoren oder an eine Einrichtung zur selbsttätigen Flugzeugsteuerung angeschlos- sen sein.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich " aus der nachstehenden Beschreibung der Abbildungen, welche mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung darstellen.
In der Zeichnung stellen die

Fig. ia, ib, ic das Profil der Tragfläche eines Luftfahrzeuges in drei Gebrauchsstellungen dar, die sich voneinander durch ihren Anstellwinkel· unterscheiden.

ίο Die Fig. 2a, 2b und 2c zeigen ebenfalls in drei verschiedenen Gebrauchsstellungen eine Tragfläche im Querschnitt, die zwecks Veränderung ihres Profils aus mehreren Elementen zusammengesetzt ist.

Fig. 3 stellt eine ähnliche Tragfläche dar, die zwecks Veränderung ihres Profils aus einer noch größeren Zahl von Einzelteilen besteht.

Fig. 4 veranschaulicht schematisch in Perspektive einen mit Klappen versehenen Flügel.

Fig. 5 zeigt einen ähnlichen Flügel mit einer Klappenanordnung, die einer weiteren Ausführungsform der Erfindung entspricht. • Fig. 6 stellt im Schnitt ebenfalls einen Flügel gemäß einer abgeänderten Ausführungsform der Erfindung dar.

Fig. 7 und 8 erläutern an Hand je einer erfindungsgemäß ausgebildeten, perspektivisch dargestellten Flugzeugtragfläche, die gemäß Fig. 7 konstante und gemäß Fig. 8 variable Tiefe hat, gewisse Größenverhältnisse.

Fig. 9 und 10 stellen in Seitenansicht zwei verschiedene Aüsführungsformen eines erfindungsgemäß ausgebildeten Flugzeuges oder Segelflugzeuges dar.

Fig. 11 stellt in teilweiser Perspektive einen Flügel gemäß einer weiteren Axisführungsform der Erfindung dar.

Fig. 12 bis 16 zeigen im Schnitt verschiedene Flügel gemäß weiteren Ausführungsformen der Erfindung und

Fig. 17 schließlich veranschaulicht ein erfindungsgemäß ausgebildetes Flugzeug mit tandemartig hintereinanderliegenden Tragflächen in Ansicht von der Seite.

Das der Erfindung zugrunde liegende Prinzip ist in den Fig. ia, ib, ic veranschaulicht, in denen die Wirkungen einer Veränderung des Anstellwinkels erläutert sind. Die genannten Figuren zeigen die gleiche Fläche, die jedoch jedesmal gegenüber der Bahn X-X einen anderen Anstellwinkel hat. Für jeden Anstellwinkel ist das Profil derart abgeändert, daß die Resultierende R immer durch den gleichen Punkt C geht, der in einem Abstand d hinter der Vorderkante der in Rede stehenden Fläche liegt.

Um das Profil der Tragfläche abändern zu können, ist diese mindestens längs ihrer einen Kante in bekannter Weise mit Klappen verschen. " Beispielsweise kann eine Fläche A (Fig. 2 und 3) mit mindestens einer Klappe B verbunden werden, die an der Hinterkante der Fläche A angeordnet ist (s. Fig. 2 a, 2 b, 2 c). Diese Klappe B kann beispielsweise um so größere Ausschlagwinkel gegenüber der Fläche A erhalten, je mehr der Anstellwinkel des Ganzen gegenüber seiner Bewegungsbahn zunimmt.

Auch an der Vorderkante des Teils A der Fläche kann wenigstens eine verstellbare Klappe angebracht werden. Schließlich können auch eine oder mehrere Klappen sowohl an der Hinterkante als auch an der Vorderkante des Flächenteils A angeordnet sein. So zeigt beispielsweise der Gegenstand der Fig. 3 drei Elemente Z?¹, B^%, B³ an der Hinterkante des Teils A und zwei Elemente C¹, C² an der Vorderkante dieses Teils.

Die Klappen B 0. dgl. werden beispielsweise angelenkt, wobei die Gelenkachsen gegebenenfalls zurückverlegt sein können. Die Klappen B können mit Hilfe von Kompensationsklappen 1 (Fig. 14) kompensiert sein.

Gemäß der Erfindung werden die genannten Klappen B selbsttätig derail gesteuert, daß das resultierende Druckzentrum bei veränderlichem Anstellwinkel und bei veränderlicher Geschwindigkeit der Tragfläche in der sie umgebenden Gas- oder Flüssigkeitsströmung immer durch den gleichen Punkt der Gesamtfläche geht. Je nach dem Einzelfall kann der Klappenausschlag gleichsinnig mit den Änderungen der relativen Anstellung des Ganzen (Fig. 1 und 2) oder im entgegengesetzten Sinn (Fig. iö) erfolgen.

Die zur Veränderung der Klappenstellung dienenden Mittel können auch in Abhängigkeit von der Gangart des oder der Motoren des Luftfahrzeuges, zu dem die in ihrem Profil veränderliehe Fläche gehört, gesteuert werden, um die Druckresultierende immer wenigstens annähernd an der gleichen Stelle zu halten.

Die Mittel zur selbsttätigen Veränderung des Flächenprofils zwecks Festhaltens des resultierenden Diuckzentrurns an einer bestimmten Stelle können auch mit der Höhensteuerung gekuppelt sein. Die Verbindung mit der Höhensteuerung empfiehlt sich insbesondere dann, wenn die Deformation der Profile allein in Abhängigkeit von dem Anstellwinkel erfolgen soll.

Hierbei sei darauf hingewiesen, daß die Klappen B oder ein Teil von ihnen selbst die Höhenruder zur Steuerung des Anstellwinkels bilden können. Dies kommt insbesondere bei Flugzeugen in Frage, deren Tragwerk auf den Tragflügel beschränkt ist (schwanzloses Flugzeug), oder bei Flugzeugen mit schwenkbaren Flächen, welcher Fall weiter unten näher erläutert ist.

Die selbsttätige Steuervorrichtung für die Änderung der Profilform kann auch durch eine Anzeigevorrichtung für den Anstellwinkel· oder den Auftrieb, durch ein Pendel, ein Gyroskop, einen Geschwindigkeits- oder Beschleunigungsmesser, ein Höhenmeßgerät, ein Statoskop 0. dgl., gebildet werden.

Wenn die Steuervorrichtung für die Änderung der Profilform mit den Motoren verbunden ist, so wirken diese beispielsweise über einen Umlaufzähler (Tachometer) ein, der ein Relais betätigt. An die Stelle des Umlauf Zählers kann auch ein Gebläse oder eine Pumpe treten, deren veränderlicher Druck auf ein Gestänge einwirkt. Dieses Gestänge ist beispielsweise dasjenige, welches die Klappen B mit den Höhenrudern

ίο oder irgendeinem anderen, in Abhängigkeit von dem Anstellwinkel arbeitenden System verbindet. Das Gestänge wird derart betätigt, daß man bei jedem Anstellwinkel das beste Profil erhält, während der veränderliche Druck des Gebläses oder der Pumpe andererseits derart auf das Gestänge einwirkt, daß die Klappen B bei jeder Trimmlage der Maschine ihre Stabilisatonolle e:füllen können.

Gegebenenfalls können die Klappen B auch noch eine weitere Rolle spielen, und zwar können einzelne von ihnen- als Vcrwindungsklappen benutzt weiden, die zur Erzeugung eines seitlichen Aufrichte- oder Neigungsmomentes dienen. Wenn es sich beispielsweise um einen Flugzeugflügel (Fig. 4) handelt, so kann man an der Hinterkante dieses Flügels in der Nähe seiner Enden zwei Klappen B^w, B²⁰ anordnen. Die Innenkante dieser Klappen beginnt beispielsweise in der Mitte der Spannweite oder in einem Punkt, der der Längsachse des Flugzeuges noch näher liegt als die Mitte der Spannweite. Die Klappen B^w, B'ⁱ⁰ sind mit der Steuerung der Richtung des Flugzeuges derart verbunden, daß sie entweder gleichzeitig in demselben Sinn zum Ausschlag gebracht werden können (Stellung I), so daß sie die Form des Profils in Abhängigkeit von dem Anstellwinkel wenigstens in den Endteilen der Tragfläche verändern, in denen die Veränderungen des resultierenden Diuckzentrums mit Bezug auf die Torsionsbeanspiuchungen, welche durch die Veränderungen in dem. Flügelgerippe hervorgerufen werden, am gefährlichsten sind. Die Klappen B¹⁰, B"⁰ können aber auch im entgegengesetzten Sinn zum Ausschlag gebracht werden, und zwar entweder mit gleichen oder mit verschiedenen Ausschlagwinkeln, um auf diese Weise ein Neigungs- oder Aufrichtemoment zu erzeugen.

Man kann selbstverständlich auch den mittleren Teil des Tragflügels mit Klappen B versehen, welch letztere dann nur die an erstgenannter Stelle erwähnte Aufgabe haben. Eine solche Konstruktion ist in Fig. 8 dargestellt.
Was die Vei Windungseinrichtung anlangt, so kann man auch die folgenden Maßnahmen benutzen, die gegebenenfalls auch für sich allein anwendbar sind. Gemäß diesen Maßnahmen - sind zu beiden Seiten der Längsachse des Flugzeuges, und zwar entweder längs der ganzen zur Verfügung stehenden Spannweite oder nur längs eines Teils dieser Spannweite, mehrere Klappen B¹⁰, 5", B¹² und B^w, B²¹, B™ (Fig. 5) angeordnet. Diese beiden Gruppen von Klappen können im entgegengesetzten Sinn zum Ausschlag gebracht werden, und zwar derart, daß die Ausschlagwinkel der einzelnen Klappen jeder Gruppe verschieden sind und nach dem äußeren Ende der Tragfläche zunehmen. Mittels einer solchen Einrichtung kann man zu große Strömungsdifferenzen am Rande der Klappen vermeiden, ohne daß gleichzeitig die auf den Rudern lastende Beanspruchung zu stark erhöht wird. Diese' Beanspruchung kann auch durch Kompensationseinrichtungen vermindert werden. Auf diese Weise werden die lokalen Drehbeanspruchungen, die aus der Tatsache herrühren, daß die Klappen im entgegengesetzten Sinn ausschlagen, vermindert, während gleichzeitig die Luftströmung verbessert wird.

Das'seitliche Neigungs- oder Aufrichtemoment kann auch durch irgendwelche anderen Mittel erhalten werden, beispielsweise mit Hilfe von Hilfsflügeln 3, die außerhalb des Tragwerkes derart angeordnet sind (Fig. 6), daß sie kein Verdrehmoment erzeugen. Diese Hilfsflügel können gemäß der Erfindung selbst mit Klappen B oder ähnlichen Einrichtungen.versehen werden.

Die Erfindung ist bei allen Arten von Flügeln oder Tragwerken benutzbar, und zwar können die Flügel längs ihrer ganzen Spannweite gleiche Tiefe haben (Fig. 6), oder sie können veränderliche Tiefe besitzen (Fig. 8). Ferner können die Profile homothetisch (in allen Querschnitten ähnlich und gleichgerichtet) oder nichthomothetisch sein.

Die Erfindung ist ferner bei Flugzeugen mit getrenntem Leitwerk (Fig. 9 und 10) oder auch bei solchen ohne gesondertes Leitwerk anwendbar, bei welch letzten das Tragwerk auf einen einzigen Flügel beschränkt" ist, der gegebenenfalls sämtliche Flugzeugteile in sich aufnehmen kann (Nur-Flügel-Flugzeug Fig. 7 und 8).

In jedem Einzelfall müssen die Charakteristiken der Klappen, d. h. ihre Form, insbesondere ihre relative Tiefe und ihr relativer Anstellwinkel, besonders berechnet werden, damit trotz der Änderungen des Anstellwinkels des Ganzen möglichst geringe Bewegungen des Druckzentrums der Resultierenden der auf den Flügel wirkenden Kräfte erreicht werden.

Es sei beispielsweise angenommen, daß die Erfindung auf ein Flugzeugtragwerk angewendet wird, daß nur aus dem Flügel A besteht (Fig. 7), dessen Profil eine im wesentlichen konstante Tiefe D hat, und bei dem die Anstellwinkel vom Zentrum nach dem äußeren Ende zu dieselben sind. In diesem Fall haben die Klappen B die konstante Tiefe

ioo

Wenn D veränderlich, die Profile jedoch homothetisch sind, so werden die Klappen B,

die vorzugsweise gleichzeitig die Höhenruder darstellen, derart ausgebildet, daß ihre Tiefe ι

in jedem Querschnitt gleich ■ D ist. Die

Profile dieser Klappen sind ihrerseits ebenfalls homothetisch. Wenn diese Klappen gleichzeitig denselben Ausschlag haben, so geht die Resultierende der Wirkungen der Luft auf den Flügel in jedem Einzelprofil — über die ganze Spannweite gerechnet — im Fluge immer durch den gleichen Punkt dieses Profils, d. h. also die Resultierende geht immer durch den gleichen Punkt der Flügeltiefe, und zwar unabhängig ■ von dem Anstellwinkel im Flug. Denn die Lage dieser Resultierenden ist bei einem solchen Apparat durch die Lage des Schwerpunktes bestimmt. Das in Abhängigkeit von dem Anstellwinkel stehende Wölbungsgesetz wird also selbsttätig erfüllt. .-■·". Die Folge davon ist, daß in den Verbänden keine Veränderung der statischen Drehbeanspruchung auftritt, während andererseits die Veränderungen der dynamischen Drehbeanspruchungen beträchtlich verringert sind. Man kann sogar die statische Drehbeanspruchung zu null machen, indem man die Verbände derart ausbildet, daß sie bei der für das Schwerpunktzentrum gewählten Lage keine Drehbeanspruchung erfahren.

Man kann die Punkte der gleichen relativen Tiefe d, für die die Zentrierung gewählt worden ist, längs der ganzen Spannweite auf der gleichen Quergeraden Y-Y ausrichten, die durch das Schwerpunktszentrum der Maschine geht. In diesem Fall werden die dynamischen Drehbeanspruchungen und die lokalen Beanspruchungen ebenso wie die allgemeinen und die lokalen Trägheitsbeanspruchungen noch weiter vermindert. Wenn die Zentrierung, d. h. die Tiefe d, zweckentsprechend gewählt ist, so gibt die Erfindung auch die Möglichkeit, daß bei allen Anstellwinkeln eine gute Längsstabilität gewahrt bleibt, welches auch die Stellung der Klappen sei. Der Wert D liegt vorzugsweise zwischen 15% und 25% der mittleren Gesamttiefe der Profile. Der obenerwähnte schwanzlose Apparat, der in seiner Mitte eine sehr große Tiefe hat und nach seinen Enden zu schmal ausläuft (Fig. 8), ist hinsichtlich seiner Trägheits-, Festigkeits- und Handhabungseigenschaften besonders zweckmäßig. Bei diesem Apparat dienen diejenigen Klappen B, die von der Mitte' bis zur halben Spannweite gehen, vorwiegend der Manövrierfähigkeit um die Querachse, und zwar deswegen, weil sie auf den größten Teil der Flügelfläche wirken. Die Klappen B^w, B^w dagegen, die von der Mitte der Spännweite bis zum äußeren Flüge'lende reichen, dienen vorwiegend der Manövrierfähigkeit um die Längsachse, wozu sie besonders geeignet sind wegen ihrer Entfernung von der Symmetrieachse. Die letztgenannten Klappen, die z. B. in der an Hand der Fig. 4 erläuterten Weise gesteuert werden, haben einen großen Ausschlagbereich für die Manövrierfähigkeit um die Längsachse. JDa die Klappen B¹⁰, B^z0 neben den mittleren Klappen wirken, verringern sie gleichzeitig die Beanspruchungen, die bei ihrer Benutzung für die Manövrierfähigkeit um die Längsachse beim Fehlen der Verbindung mit den mittleren Klappen auftreten würden. Es sei auch noch darauf hingewiesen, daß die Verbände der Flügelenden dank der im Grundriß spitz auslaufenden Flügelform besonders kräftig sind, um den schon an sich sehr verringerten Drehbeanspruchungen Widerstand zu leisten. Die in Rede stehende Grundrißform hat auch die weitere Wirkung, daß der Wendeeffekt (Giereffekt), den die Klappen auf die Richtungsstabilität haben, ebenfalls verringert ist.

Wenn es sich um einen Flügel mit nichthomothetischen Profilen, aber vom gleichen Cw₀ und mit der gleichen Anstellung beim Auftrieb Null handelt, so wird mit Klappen von der gleichen relativen Tiefe und dem gleichen Ausschlag über die ganze Spannweite ein dem oben beschriebenen Resultat ähnliches Ergebnis erzielt. Bei verwundenen Flügeln können auch die Klappen verwunden sein. Um auch hier die Bedingung zu erfüllen, daß die Resultierenden R an den gleichen Punkten der relativen Tiefe der Flügelprofile bleiben sollen, erhalten die Klappen B beispielsweise entsprechende Abänderungen ihrer relativen Tiefe oder ihrer Anstellung oder gleichzeitig ihrer relativen Tiefe und ihrer Anstellung. Die Verwirklichung dieses Gedankens kann zu einer Unterteilung dieser Klappen führen. Wenn in einzelnen Teilen der Flügel von vornherein keine Bewegung des Druckzentrums auftritt, so braucht man diese Teile nicht mit Klappen B zu versehen, sondern man sorgt in diesen Teilen nur für Klappen zur Sicherung der seitlichen Manövrierbarkeit.

Die vorstehend beschriebenen Einrichtungen werden auch benutzt, wenn die Erfindung bei Flugzeugen mit an einer beliebigen Stelle angebrachtem Leitwerk angewendet werden, mögen diese Flugzeuge Ein-, Zwei- oder Mehrdecker sein (Fig. 9 bis 11). Das gleiche gilt auch bei der Anwendung der Erfindung auf Flugzeuge mit tandemartig hintereinander angeordneten Flügeln (Fig. 10), mögen diese gegeneinander versetzt sein oder nicht, nahe aneinanderliegen oder weit voneinander entfernt sein. In den genannten Fällen werden die. Bewegungen der Klappen B des Flügels oder der Flügel mit denen der Ruder oder sonstiger Mittel verbunden, die die Höhensteuerung der Maschine, d. h. ihre Längsneigung, beeinflussen.

Die Erfindung ist auch dann anwendbar, wenn der Tragflügel^ an dem Flugzeugrumpf

angelenkt ist (Fig. io). Auch wenn es sich um solche schwenkbaren Flächen handelt, so können diese schwenkbaren Flächen ebenfalls mit Klappen B versehen sein. Diese Klappen werden derart ausgeschwenkt, daß die Resultierende immer in der Nähe der Schwenkachse 8 (Fig. io) verläuft oder durch diese Achse hindurchgeht. Die in Rede stehenden Klappen können auch in diesen Fällen mit einem- festen Teil des Apparates verbunden werden oder unmittelbar derart gesteuert werden, daß sie gleichzeitig die Rolle des den Anstellwinkel steuernden Ruders spielen. Dabei ist das für die Ausschlagbewegung geltende Gesetz genau zu beobachten. Wenn dann die Tragfläche um ihre Achse in der gleichen Weise wie bei schwanzlosen Apparaten geschwenkt wird, dreht sich die Tragfläche um das Schwerpunktzentrum des Apparates.

Bei einem Flugzeug mit schwenkbaren vorderen und hinteren Tragflächen oder mit schwenkbarer Tragfläche und schwenkbarem Leitwerk können die gleichen Einrichtungen für die vordere und hintere Tragfläche oder für die Tragfläche und das Leitwerk benutzt werden, gleichgültig welches die Stellung dieser Teile sei.

Es sei bemerkt, daß die Erfindung in jedem Fall die Möglichkeit gibt, den Flächen, für die sie angewendet wird, Profile zu geben, die den besonderen jeweiligen Betriebsbedingungen entsprechen. Insbesondere können erfindungsgemäß ausgebildete Flächen ein solches Profil erhalten, das eine erhöhte Tragfähigkeit mit sich bringt. Insbesondere erhalten die Profile bei kleinen Anstellwinkeln, die großen Geschwindigkeiten entsprechen, eine Mittellinie, die nur wenig oder gar nicht gekrümmt ist oder eine doppelte Krümmung mit Umkehrpunkt aufweist. Dagegen wird die mittlere Linie bei großen Anstellwinkeln, die kleinen Geschwindigkeiten entsprechen, stark gekrümmt.
Die Erfindung kann weiterhin auf solche Flächen angewendet werden, die mit Vorrichtungen zur Erhöhung des Auftriebs oder mit Bremsvorrichtungen oder mit Vorrichtungen beider Art versehen sind. Auch in diesem Fall wird die Resultierende in dem Bereich der gebräuchlichen Anstellwinkel in demselben Punkt des Profils trotz der Änderungen des Anstellwinkels gehalten. Die Klappen B können durch die üblichen Auftriebs- und Bremsklappen (Fig. 16) oder durch Teile dieser Klappen gebildet werden. Der Spalt kann regelbar sein. Die in Rede stehenden Klappen oder ihre Teile werden selbstverständlich in einer den Grundsätzen der vorliegenden Erfindung entsprechenden Weise gesteuert.

Man kann die Klappen auf der Unterseite (Fig. 17) oder auf der Oberseite (Fig. 18) oder gleichzeitig auf der Unter- und auf der Ober-■seite der Flügel anordnen. Im letztgenannten Fall kann der Anlenkpunkt für beide Klappen der gleiche sein, oder es können auch zwei verschiedene Anlenkpunkte vorgesehen werden. Die Profile des Flügels, die Klappen und ihr Ausschlag müssen derart gewählt werden, daß das gegebene Gesetz erfüllt wird.

Man kann auch einen vorderen Schlitz, der entweder ständig offen ist, oder der mit Hilfe ^{: :} selbsttätiger oder nicht selbsttätiger Mittel verschließbar ist, mit einer Klappe B, die mit oder ohne Schlitz arbeitet, kombinieren (Fig. 20). Diese Klappe wird derart gesteuert, daß das Druckzentrum trotz der kombinierten Änderungen des Anstellwinkels und der Schlitzöffnung unbeweglich bleibt.

Die erfindungsgemäß ausgestalteten Einrichtungen zur Veränderung der Flügelwölbung können auch zugleich mit Saug- oder Blaseinrichtungen für die Grenzschicht oder mit Systemen, die eine Mehrzahl von Schlitzen aufweisen, angewendet werden.

Die vorstehend erwähnten, mit Schlitzen arbeitenden Einrichtungen können auch bei schwenkbaren Leitwerken, bei Flugzeugen mit tandemartig hintereinanderliegenden Tragflächen o. dgl. angewendet werden (Fig. 21).

Es ist an sich schon bekannt, mit den Tragflächen von Luftfahrzeugen Wölbungsklappen zu verbinden, deren Lagenveränderung in manchen Fällen mit der Verstellung, des Höhensteuers verbunden ist. Diese bekannten Einrichtungen haben jedoch offenbar nichts mit der Erfindung gemeinsam, da sie niemals derart ausgebildet worden sind, daß sich mit ihrer Hilfe das Gesamtprofil der in Rede stehenden Flächen nach einem in Abhängigkeit von den Flugbedingungen der Maschine, insbesondere ihrem Anstellwinkel, stehenden, im voraus bestimmten Gesetz verändern ließe. Gerade die Veränderung nach' einem solchen Gesetz ist aber der Hauptzweck der Erfindung.

Wenn die Klappen B in der für die Erfindung charakteristischen Weise angeordnet sind, so werden sie, wie dies oben beschrieben ist, derart gesteuert, daß ihre Bewegungen in jedem Fall dem genannten Gesetz entsprechen, und zwar wird dies durch aero- oder hydrodynamische Versuche festgestellt. Das Gesetz selbst wird durch eine aerodynamische Berechnung ermittelt, wenn die Rechnungsgrößen in genügender Zahl gegeben sind, wie dies bei mathematisch ermittelten Profilen der Fall ist. Sonst wird das Gesetz durch Versuche im Laboratorium oder' durch Versuche an Modellen in natürlicher Größe festgestellt. Sobald dieses Gesetz ermittelt ist und die mechanischen oder sonstigen Mittel zur Steuerung der Flügel B im Sinne dieses Gesetzes mit letzterem verbunden sind, läßt sich ohne weiteres erreichen,

daß die Resultierende jedesmal, wenn die Maschine im Sinne eines Überganges von einem Anstellwinkel zu einem anderen Anstellwinkel gesteuert wird, stets genau oder annähernd durch den gleichen Punkt geht. ■"

Wenn die Klappen in Abhängigkeit von einer veränderlichen Betriebsgröße des Flugzeuges, zum Beispiel mittels einer selbsttätigen Steuervorrichtung oder einfach in Abhängigkeit von den

ίο Motoren, gesteuert werden, so kann man die Maschine mit Hilfe der im Sinne einer Stabilisierung selbsttätig verstellten Klappen in einer bestimmten Trimmlage halten, die bestimmten Flugbedingungen, beispielsweise dem Waagerechtflug, entspricht. Die selbsttätig gesteuerten Klappen wirken insbesondere den Schwanzoder Kopflastmomenten entgegen, die bei Veränderungen der Motorengangart, und zwar insbesondere beim Langsamlauf (Leerlauf) der letzteren, auftreten. Schließlich sei nochmals darauf hingewiesen, daß die vorstehend gemachten Angaben über die Ausführung und die Anwendung der Erfindung nur beispielsweise gemacht sind und daß die Erfindung nicht auf die genannten Ausführungsformen und Anwendungsbeispiele beschränkt ist.

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   1. Tragfläche für Flugzeuge, deren Profil durch bewegliche Klappen 0. dgl., die mindestens an einer Kante der Tragfläche angebracht sind, veränderlich ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Veränderlichkeit des Tragflächenprofils in Abhängigkeit von dem Anstellwinkel der Tragfläche selbsttätig derart steuerbar ist, daß sich das resultierende Druckzentrum stets wenigstens annähernd an der gleichen Stelle befindet.

   2. Tragfläche nach Anspruch i, gekennzeichnet durch eine auf die Flächengeschwindigkeit ansprechende Steuervorrichtung, durch die bei veränderlicher Geschwindigkeit das Flächenprofil selbsttätig derart änderbar ist, daß das Druckzentrum sich wenigstens annähernd stets an der gleichen Stelle befindet.

   3. Tragfläche nach Anspruch i, dadurch ; gekennzeichnet, daß die zur Veränderung des Flächenprofils dienenden Mittel durch eine selbsttätige Steuervorrichtung, die in Abhängigkeit von einer veränderlichen Betriebsgröße der Maschine arbeitet, steuerbar sind, wobei diese Mittel beispielsweise an eine Anzeigevorrichtung für den Anstellwinkel oder die Auftriebskraft, an ein Pendel, ein Gyroskop, einen Geschwindigkeit^ oder Beschleunigungsanzeiger, ein Höhenmeßgerät, ein Stratoskop u. dgl., an den oder die Motoren oder an eine Einrichtung zur selbsttätigen Flugzeugsteuerung angeschlossen sind.

   4. Tragfläche nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die in Abhängigkeit von der Motorgeschwindigkeit arbeitenden Mittel, beispielsweise ein Tachometer oder ein vom Motor angetriebenes Gebläse, auf das Gestänge einwirken, durch welches die die Profiländerung bewirkenden Mittel, insbesondere die Klappen (B), an die Höhensteuerung angeschlossen sind.

   5. Tragfläche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe für die Klappen (B) in jedem Profil proportional zu der -zugehörigen. Profiltiefe (D) des Hauptteils der Fläche ist, so daß die Profiltiefe (1) dem

   Ausdruck 1 =

   100

   D entspricht.

   6. Tragfläche nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Punkte der Profile, durch die die Druckresultierenden jedes Profils hindurchgehen, auf einer querlaufenden geraden Linie (F-Y), die durch das Schwerpunktzentrum der Maschine hindurchgeht, liegen,

   7. Tragfläche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß. bei nicht homothetischen Flügelprofilen die die Druckpunktwanderung in den Profilen verhindernden Klappen veränderliche Tiefen oder ver-änderliche Anstellwinkel oder beides aufweisen.

   8. Schwenkbare Tragfläche nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappen (B) derart zum Ausschwenken gebracht werden, daß die Druckresultierende der Fläche stets durch die Schwenkachse (8) der schwenkbaren Fläche oder durch einen in der Nähe dieser Achse liegenden Punkt hindurchgeht.

   9. Tragfläche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappen (JS)- einerseits im gleichen Sinn zum Unbeweglichmachen des Druckpunktes der Flächenprofile und andererseits im entgegengesetzten Sinn als Querruder ausschwenkbar sind.

   10. Tragfläche nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den- an den Flügelenden angeordneten Klappen (B¹⁰, B^w), die sowohl im entgegengesetzten als no im gleichen Sinn verschwenkbar sind, weitere Klappen (B) angeordnet sind,. die nur im Sinne einer Feststellung des Druckpunktes der Profile verschwenkbar sind.

   ΊΙ. Tragfläche nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zu beiden Seiten der Flugzeuglängsachse Gruppen von Klappen (B¹⁰, B¹¹, £¹² und B^w, B», B²²) angeordnet sind, die gruppenweise entgegengesetzt verschwenkbar sind, während innerhalb jeder einzelnen Gruppe der Schwenk-

   winkel der einzelnen Klappen von der Mittelachse nach dem Tragflächenende zu zunimmt.

   12. Tiagfläche nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß sie außer mit den Klappen (B) noch mit einem vorderen Schlitz von veränderlicher Öffnungsweite versehen ist und die Klappen" (B) derart gesteuert werden, daß das Druckzentrum bei Veränderlichkeit der Schlitzweite und des Anstellwinkels unbeweglich bleibt.

   13. Tragfläche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie außer mit den Klappen (B) auch noch mit einem Saugoder Blassystem für die Grenzschicht versehen ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen