DE69620989T2

DE69620989T2 - Wirbel erzeugende Vorderkantenklappe für Überschallflugzeuge

Info

Publication number: DE69620989T2
Application number: DE69620989T
Authority: DE
Inventors: Peter K.C. Rudolph
Original assignee: Boeing Co
Current assignee: Boeing Co
Priority date: 1995-12-26
Filing date: 1996-12-17
Publication date: 2003-02-27
Anticipated expiration: 2016-12-18
Also published as: DE69620989D1; EP0781704B1; US5681013A; EP0781704A1; RU2181332C2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Klappen für Flugzeuge und mehr im besonderen Vorderkantenklappen für Überschallflugzeuge.
Speziell bezieht sich die Erfindung auf einen Vorderkantenklappenaufbau zur Verbindung mit dem vorderen Holm eines Flugzeugflügels, wobei der Vorderkantenklappenaufbau Folgendes umfasst:
(a) ein festes Vorderkantenfeld, das eine sich konvex nach abwärts krümmende obere Oberfläche zur Ausbildung einer nach abwärts gekrümmten Vorderkante hat, und eine Hinterkante, die zur Verbindung mit dem vorderen Holm des Flugzeugflügels angepasst ist;
(b) ein bewegbares Klappenfeld; und
(c) einen Betätigungsmechanismus zum Verbinden des bewegbaren Klappenfelds mit dem festen Vorderkantenfeld und zum Bewegen des Klappenfelds relativ zu dem festen Vorderkantenfeld zwischen:
(i) einer eingefahrenen Position; und
(ii) einer ausgefahrenen Position, worin eine Vorderkante des Klappenfelds an einem Ort vorwärts von und unterhalb der Vorderkante des festen Vorderkantenfelds liegt,
wobei die Bewegung des Klappenfelds eine Translations- und Rotationsbewegung ist, die generell längs der eintreffenden Luftströmung gerichtet ist. Ein solcher Vorderkantenklappenaufbau ist aus US-A-4 202 519 bekannt.
Überschallflugzeuge sind Gegenstand von konkurrierenden Gestaltungszielen. Ein Ziel ist das Vorsehen eines Flugzeugs, das effizient bzw. wirtschaftlich bei Überschallgeschwindigkeiten fliegt. Dieses Ziel erfordert eine Minimierung des Kraftstoffverbrauchs und des Flugzeugluftwiderstands bei Überschallreisefluggeschwindigkeiten. Um dieses Ziel zu erreichen, haben die Flügel von Überschallflugzeugen eine wesentliche rückwärtige Peilung, d. h., die Flügel sind in hohem Grade nach dem Heck des Flugzeugs zu gepfeilt. Die hohe Pfeilung der Flügel minimiert den Luftwiderstand, indem ein wesentlicher Teil der Vorderkante der Flügel bei der maximalen Reiseflug-Machzahl des Flugzeugs innerhalb des Machkonus gehalten wird, was die Luftströmung über einen wesentlichen Teil der Flügel subsonisch macht. Dieses ermöglicht es, die Vorderkante des in hohem Grade gepfeilten Teils der Flügel zu runden.
Die Effizienz bzw. Wirtschaftlichkeit von Überschallflugzeugen bei Reisefluggeschwindigkeiten wird weiter dadurch erhöht, dass man Überschallflugzeuge mit Flügeln versieht, die generell kurze Spannweiten und kleine Aspektverhältnisse bzw. Flügelstreckungen haben. Der durch solche Flügel erzeugte Auftriebskoeffizient ist für einen gegebenen Anstellwinkel niedrig. Obwohl er niedrig ist, ist der Auftriebskoeffizient beim Reiseflug adäquat, weil Überschallflugzeuge mit solchen hohen Geschwindigkeiten fliegen, dass nur ein relativ kleiner Auftriebskoeffizient erforderlich ist, um genügend Reiseflugauftrieb zu erzeugen.
Unglücklicherweise haben gepfeilte Flügel kurze Spannweiten und kleine Aspektverhältnisse bzw. Flügelstreckungen, welche einen nachteiligen starken Einfluss auf ein anderes Gestaltungsziel haben, nämlich Niedriggeschwindigkeitslandeanflug, Landen und Starten. Niedrige Geschwindigkeiten beim Landeanflug, beim Landen und beim Starten sind erwünscht, um die Start- bzw. Landebahnlängenerfordernisse zu minimieren und die Sicherheit zu vergrößern. Um eine genügende Auftriebskomponente bei niedrigen Geschwindigkeiten zu erzeugen, müssen Überschallflugzeuge mit einem hohen Anstellwinkel fliegen. Das Fliegen eines Flugzeugs mit einem hohen Anstellwinkel hat mehrere Nachteile.
Erstens gibt es geometrische/ausrichtungsmäßige Nachteile. Hohe Anstellwinkel machen es für die Piloten schwierig, über die Nase des Flugzeugs in der Bewegungsrichtung zu sehen. Außerdem erfordern hohe Anstellwinkel ein langes Fahrwerk, um sicherzustellen, dass das Heck des Flugzeugs beim Landen oder Starten bzw. Abheben Abstand vom Boden hat.
Zweitens gibt es Luftwiderstands- und Triebwerksleistungseinstellnachteile. Hohe Anstellwinkel erzeugen einen hohen Luftwiderstand, der es erfordert, dass die Triebwerke mit hohen Leistungsniveaus betrieben werden. Dieses vermindert das Flugzeugstartgewicht für eine gegebene Triebwerksgröße und demgemäß das Nutzlast-/Reichweiten-Potential. Hohe Triebwerksleistungseinstellungen erhöhen außerdem den Kraftstoffverbrauch wie auch den Triebwerks- und Düsen- bzw. Strahllärm. Die Lärmerhöhung tritt während des Startens und Landens auf. Sie tritt auf, wenn ein Überschällflugzeug nahe einem Flugplatz und auf niedriger Höhe ist, was zu einem nachteiligen starken Einfluss auf die umgebende Allgemeinheit führt.
Schließlich gibt es Steuer- bzw. Regelnachteile. Bei hohen Anstellwinkeln entwickelt sich ein Wirbel auf der oberen Oberfläche der Innenbordflügelvorderkanten von Überschallflugzeugen. Der Wirbel ist generell nicht stabil, er fluktuiert in der Größe, im sehnenweisen Ort und im spannweitenweisen Abschälpunkt. Darüber hinaus sind die Fluktuationen oft nicht symmetrisch von einem Flügel zum anderen. Die Instabilität der Wirbel bewirkt eine unruhige Fahrt und die Asymmetrie der Wirbel erzeugt Kontroll- bzw. Steuer- bzw. Regelprobleme.
Eine Art und Weise des Erhöhens des Flügelauftriebs und demgemäß des Reduzierens des Anstellwinkels eines Flugzeugs bei niedrigen Geschwindigkeiten besteht darin, die effektive Flügelsehnenlänge und/oder die effektive Flügelwölbung zu erhöhen. Dieses wird normalerweise durch Verwendung von Vorder- und Hinterkantenklappen erreicht.
Es sind verschiedene Vorschläge gemacht worden, Vorderkantenklappen zu benutzen, um absichtlich einen stabilen Wirbel auf den Flügeln eines mit niedrigen Geschwindigkeiten fliegenden Überschallflugzeugs zu erzeugen, um Kontroll- bzw. Steuer- bzw. Regel- und Lage- bzw. Fluglageprobleme zu vermindern. Ein solcher Vorschlag empfiehlt die Verwendung einer angelenkten Vorderkantenklappe, die zu Abwärts- und Aufwärtsauslenkungen fähig ist. Während der Zustände anliegender Strömung bei niedrigeren Anstellwinkeln schlägt die Klappe zur erhöhten Erzeugung von Auftrieb bei niedrigen Geschwindigkeiten nach abwärts aus. Bei größeren Anstellwinkeln, bei denen eine signifikante Gefahr der Ausbildung eines Wirbels vorhanden ist, schlägt die Klappe nach aufwärts aus, wobei sie eine große Diskrepanz zwischen dem Einströmungswinkel und der Klappenvorderkante erzeugt, was absichtlich einen Wirbel auslöst.
Es gibt zwei Probleme bei dem vorstehenden Vorschlag. Erstens definiert die Klappe keine hintere Grenze für den Wirbel. Demgemäß fluktuiert die Größe und der Ort des Wirbels auf dem Flügel, d. h. wird instabil, was die Kontrolle bzw. Steuerung bzw. Regelung und die Fahrtqualität des Flugzeugs nachteilig beeinflusst. Zweitens tritt, wenn die Klappe von einer Abwärtsauslenkung zu einer Aufwärtsauslenkung wechselt, ein signifikanter Verlust an Auftrieb auf. Obwohl der Verlust an Auftrieb temporär ist, erzeugt er eine Gefahr. Die Gefahr ist besonders unangenehm bzw. lästig, weil Klappenänderungen und demgemäß der Verlust an Auftrieb am wahrscheinlichsten auftreten, wenn ein Flugzeug nahe am Boden fliegt, wie nachfolgend auf das Starten oder kurz vor dem Aufsetzen.
Ein anderer Vorschlag regt die Verwendung eines Vorderkantenspoilers an, der auch als ein Wirbelzaun bezeichnet wird. Der Vorderkantenspoiler umfasst eine Klappe, die sich von der oberen Oberfläche des Flügels zu einer Position quer zu der auf- bzw. ankommenden Luftströmung nach aufwärts dreht, wobei sie einen Wirbel hinter der Klappe auslöst. Da Vorderkantenspoiler einen hohen Luftwiderstand erzeugen, sind sie generell während der meisten Phasen eines Flugs nicht benutzbar. Vorderkantenspoiler werden normalerweise zum Erzeugen eines Nase-aufwärts-Nickmoments während einer Startdrehung und des Landeanschwebens benutzt.
Ein noch anderer Vorschlag besteht darin, eine Vorderkantenklappe vorzusehen, die sich von der unteren Oberfläche des Flügels nach abwärts und vorwärts dreht. Solche Klappen, die z. B. in US-A-5 158 252 offenbart sind, sind als Krüger-Klappen bekannt. Krügel-Klappen drehen sich zunächst durch eine Position quer zu der auf- bzw. ankommenden Luftströmung. Nach der Querposition fahren die Klappen fort, sich zu drehen, bis der distale Rand der Klappen diagonal nach abwärts und vorwärts relativ zu der Vorderkante des Flügels ausgerichtet ist. Es gibt zwei Probleme bei diesem Vorschlag. Erstens ist es erforderlich, dass sich die Klappe über einen großen Winkel dreht, typischerweise ungefähr 140º. Dieses ist schwierig zu mechanisieren, selbst auf bzw. in den relativ dicken Flügeln, die in Unterschallflugzeugen enthalten sind. Es ist speziell schwierig oder sogar unmöglich, in relativ dünnen Flügeln mechanisch auszuführen, welche in Überschallflugzeugen enthalten sind. Zweitens erfordern die Klappen, weil sie sich quer zu der auf- bzw. ankommenden Luftströmung drehen, ein Antriebssystem, das fähig ist, sehr hohe Betätigungs- bzw. Stellkräfte zu erzeugen. Die vorliegende Erfindung ist auf das Überwinder der vorstehenden und anderer Probleme gerichtet, die mit der Benutzung von Vorderkantenklappen auf bzw. an Überschallflugzeugflügeln zum Erhöhen des Auftriebs bei niedrigen Geschwindigkeiten verbunden sind.
Ein Vorderkantenklappenaufbau, welcher die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1 umfasst, ist aus dem oben identifizierten Dokument des Standes der Technik US-A- 4 202 519 bekannt. Diese Anordnung nach dem Stand der Technik, die für die Verwendung auf bzw. bei einem Unterschallflugzeug gedacht ist, das einen relativ dicken Flügel hat, umfasst ein tränenförmiges Vorflügelteil, das in einem Ausschnitt in der Bodenoberfläche bzw. unteren Oberfläche des Vorderkante eines Flugzeugflügels verstaut ist. Dieses Vorflügelteil kann aus seiner verstauten Position nach vorwärts und abwärts in eine ausgefahrene Position vor der Flügelvorderkante mittels eines Dreharmmechanismus bewegt werden, von dem ein Ende verschiebbar in einer Schiene unter dem Flugzeugflügel angeordnet ist. Da dieser Klappenaufbau für die Verwendung in Unterschallumständen dient, ist er weder gemeint noch geeignet für das Erzeugen eines begrenzten Vorderkantenwirbels. Weiterhin nehmen der Vorflügel und sein Ausfahrmechanismus einen wesentlichen Betrag an Raum in dem Flügel ein, und der Vorflügel bildet aktuell keinen funktionellen Teil der Flügelvorderkante in seiner verstauten Position.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen verbesserte Vorderkantenklappenaufbau zur Verfügung zu stellen. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird dieses in einem Klappenaufbau der oben beschriebenen Art dadurch erreicht, dass das Klappenfeld eine untere Oberfläche hat, die sich konvex nach aufwärts krümmt, derart, dass die Vorderkante aufwärts gekrümmt ist, und dass die Vorderkante des Klappenfelds in der eingefahrenen Position benachbart der Vorderkante des festen Vorderkantenfelds liegt, derart, dass die Vorderkante des Klappenfelds in im Wesentlichen tangentialer Abfluchtung mit der Vorderkante des festen Vorderkantenfelds zur Ausbildung einer im Wesentlichen gerundeten vorderen Flügelvorderkante ist. Die Wirbelklappen sind ideal für die Verwendung auf bzw. an der gerundeten Vorderkante des Innenborddestabilisators und des Mittelspannweitenabschnitts eines Doppeldeltaflügels eines Überschallflugzeugflügels geeignet. Sie sind nicht für die Verwendung auf bzw. an dem Außenbordabschnitt eines solchen Flügels ausgebildet, weil die Vorderkantenpfeilung zu niedrig (< 55º) für die Bildung eines Vorderkantenwirbels ist und die scharfe Vorderkante zu dünn zum Aufnehmen der Klappe ist. Auf bzw. an einem Flügel vom Pfeiltyp, der eine gesamte Vorderkante hat, die gerundet ist, und eine gleichförmige Pfeilung von größer als 55º, könnte die Wirbelklappe von der Flügelwurzel bis zur Spitze verwendet werden.
Gemäß bevorzugten Ausführungsformen dieser Erfindung umfassen die Vorderkantenwirbelklappenaufbauten zwei Trägerrippen pro Klappenfeld. Die Trägerrippen sind einwärts von den Klappenfeldrändern lokalisiert, und zwar um eine Strecke von angenähert gleich 25% der Klappenspannweite weg von den Klappenfeldrändern. Die Trägerrippen sind an dem vorderen Holm des Flügels befestigt. Die Trägerrippen sehen einen Halter für das feste Vorderkantenfeld wie auch den Klappenbetätigungsmechanismus vor.
Gemäß noch anderer bevorzugter Ausführungsformen dieser Erfindung umfasst jeder der Betätigungsmechanismen zwei generell gerade feste Führungsschienen, von denen eine an jeder der Trägerrippen befestigt ist. Die festen Führungsschienen führen die Bewegung des zugeordneten Klappenfelds mittels daran angebrachter mobiler Laufwerke, wenn das Klappenfeld relativ zu dem Vorderkantenfeld bewegt wird.
Gemäß noch anderer bevorzugter Ausführungsformen dieser Erfindung umfasst jeder der Betätigungsmechanismen außerdem einen zweiten Satz von zwei generell geraden beweglichen Führungsschienen, die an dem Klappenfeld befestigt sind. Dieser Satz von bewegbaren Führungsschienen führt auch die Bewegung des zugeordneten Klappenfelds mittels darin angebrachter stationärer Laufwerke.
Gemäß immer noch anderer bevorzugter Ausführungsformen dieser Erfindung umfasst jeder Betätigungsmechanismus einen Antriebsmechanismus zum Bewegen des zugeordneten Klappenfelds zwischen dessen ausgefahrener und eingefahrener Position.
Wie leicht aus der vorstehenden Beschreibung erkennbar ist, stellt die Erfindung neue und verbesserte Vorderkantenwirbelklappenaufbauten zur Verfügung, die ideal für die Verwendung in bzw. an einem Überschallflugzeugflügel geeignet sind. Die Aufwärtskrümmung der Vorderkante des ausgefahrenen Klappenfelds garantiert, dass eine Strömungstrennung an diesem Ort auftritt, wobei sie eine stromaufwärtige Grenze für einen Vorderkantenwirbel vorsieht, der erzeugt wird, wenn die Klappen ausgefahren werden bzw. sind. Das gerundete vordere Ende des Vorderkantenfelds stellt die stromabwärtige Grenze des Vorderkantenwirbels ein und kontrolliert bzw. steuert eine Wiederanlage der Strömung an die obere Flügeloberfläche oder die stromabwärtige Grenze für den Wirbel. Der Wirbel dreht sich im Gegenuhrzeigersinn, wobei die Strömung stromaufwärts auf die obere Klappenoberfläche und stromabwärts an die obere offene Grenze geht. Da die vordere und hintere Grenze des Wirbels klar definiert sind, ist der Wirbel stabil. Die Verwendung des Doppelschienenmechanismus sieht eine starke Halterung ohne die Notwendigkeit hoher Betätigungskräfte vor. Es tritt kein temporärer hoher Luftwiderstand und/oder Auftriebsverlust auf, wenn die gemäß der Erfindung ausgebildeten Klappenfelder ausgefahren sind bzw. werden, weil sich die vorderen Ränder der Klappenfelder nach vorwärts und abwärts bewegen, anstatt dass sie sich über einen Bogen verdrehen. Diese Ergebnisse werden innerhalb der beschränkten Grenzen der Trägerstruktur der relativ dünnen Flügel von Überschallflugzeugen erreicht.
Die vorstehenden Aspekte und viele der begleitenden Vorteile dieser Erfindung werden leichter erkannt, wenn dieselben unter Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung besser verstanden wird, wenn diese in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen genommen wird, worin:
Fig. 1 eine Aufsicht von oben auf einen Teil eines Flugzeugrumpfs und eines Flügels ist, der Vorderkantenwirbelklappenaufbauten enthält, welche gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildet sind;
Fig. 2 eine Querschnittsansicht längs der Schnittlinie 2- 2 der Fig. 1 ist, welche den Innenbordträgerort der am weitesten außenbords befindlichen Mittelspannweitenwirbelklappe eines Klappenfelds eines Vorderkantenwirbelklappenaufbaus zeigt, wobei das Klappenfeld in der verstauten Position ist;
Fig. 3 eine Querschnittsansicht längs der Schnittlinie 3- 3 der Fig. 1 ist, welche den Innenbordträgerort der am weitesten außenbords befindlichen Mittelspannweitenwirbelklappe eines Klappenfelds eines Vorderkantenwirbelklappenaufbaus zeigt, wobei das Klappenfeld in der ausgefahrenen Position ist;
Fig. 4 eine Querschnittsansicht längs der Schnittlinie 4- 4 der Fig. 1 ist, die den Klappenantriebsmechanismus eines Vorderkantenwirbelklappenaufbaus in der eingefahrenen (ausgezogene Linien) und der ausgefahrenen (Phantomlinien) Position zeigt;
Fig. 5 eine vergrößerte Querschnittsansicht einer vorderen Dichtung ist, die in den Fig. 2 bis 4 gezeigt ist;
Fig. 6 eine vergrößerte Querschnittsansicht einer rückwärtigen Dichtung ist, die in den Fig. 2 bis 4 gezeigt ist;
Fig. 7 eine perspektivische Ansicht eines Teils eines Laufwerks ist, das in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist;
Fig. 8 eine Querschnittsansicht längs der Schnittlinie 8- 8 der Fig. 2 ist;
Fig. 9 eine Querschnittsansicht längs der Schnittlinie 9- 9 der Fig. 2 ist; und
Fig. 10 eine Querschnittsansicht längs des Schnitts 10-10 der Fig. 2 ist.
Fig. 1 veranschaulicht einen Teil eines Rumpfs 10 eines Flugzeugs, das zum Fliegen mit Überschallgeschwindigkeiten ausgebildet ist. Die Fig. 1 veranschaulicht außerdem einen Teil eines Flügels 12, der sich von dem Rumpf des Flugzeugs aus erstreckt. Wenn das Flugzeug mit Überschallgeschwindigkeit fliegt, umhüllt ein Machkonus, der durch die gestrichelte Linie 14 angedeutet ist, das Flugzeug coaxial. Die Spitze des Konus ist nahe der Nase des Flugzeugs lokalisiert. Der Flügel 12 ist in hohem Grade nach rückwärts gepfeilt. Infolgedessen wird der Innenbordteil des Flügels bei der maximalen Reiseflugmachzahl des Flugzeugs innerhalb des Machkonus gehalten, während der Außenbordteil des Flügels, der sich über die gestrichelte Linie 14 hinaus erstreckt, außerhalb des Machkonus liegt. Der veranschaulichte Flügel hat drei Abschnitte, deren Pfeilungswinkel in der Außenbordrichtung abnehmen. D. h., der Innenbordabschnitt ist der im höchsten Grade gepfeilte Abschnitt, der einen Pfeilungswinkel von etwa 75º hat; der Mittelabschnitt ist der am nächsten in höchstem Grade gegepfeilte Abschnitt, der einen Pfeilungswinkel von etwa 68º hat; und der Außenbordabschnitt ist der am wenigsten in hohem Grade gepfeilte Abschnitt, der einen Pfeilungswinkel von etwa 48º hat. Der Winkel der Pfeilung von jedem Abschnitt des Flügels 12 wird relativ zu einer Linie gemessen, die senkrecht zu der Längsmittellinie des Flugzeugs verläuft. Wie gezeigt ist, liegen der Innenbord- und Mittelabschnitt innerhalb des Machkonus, und der Außenbordabschnitt liegt außerhalb des Machkonus.
Wie unten beschrieben ist, sind die Vorderkantenwirbelklappenaufbauten 16 und 22, die gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildet sind, in dem Teil des Flügels 12 lokalisiert, der innerhalb des Machkonus 14 positioniert ist, d. h. in dem Innenbord- und Mittelspannweitenabschnitt des Flügels. Die Luftströmung um den Teil des Flügels 12 innerhalb des Machkonus 14 ist subsonisch, während die Luftströmung um den Teil des Flügels außerhalb des Machkonus supersonisch ist. Für eine effizientere Erzeugung von Auftrieb ist der Teil des Flügels 12 innerhalb des Machkonus 14 dicker relativ zu dem Teil des Flügels außerhalb des Machkonus, und er hat eine gerundete (subsonische) Vorderkante. Da der Teil des Flügels 12 innerhalb des Machkonus 14 dicker ist, kann dieser Teil des Flügels eine größere strukturelle Halterung für die Vorderkantenwirbelklappenaufbauten als der dünnere Teil des Flügels außerhalb des Machkonus vorsehen. Konventionelle Vorderkantenklappenaufbauten 18, wie angelenkte Vorderkantenklappen, können mit dem Außenbordteil des Flügels 12 verbunden sein, wo die Vorderkante scharf und die Pfeilung zum Erzeugen eines stabilen Vorderkantenwirbels ungenügend ist.
Die gemäß dieser Erfindung ausgebildeten Vorderkantenwirbelklappenaufbauten umfassen Innenbordvorderkantenwirbelklappenaufbauten 22 und Mittelspannweitenwirbelklappenaufbauten 16. Die Innenbordwirbelklappenaufbauten 22 sind an dem Abschnitt des Flügels 12 angebracht, der den größten Pfeilungswinkel hat, d. h. an dem Innenbordabschnitt. Die Mittelspannweitenwirbelklappenaufbauten 16 sind an dem Mittelabschnitt des Flügels angebracht. Die Innenbordwirbelklappenaufbauten 22 sind im Wesentlichen identisch mit den Mittelspannweitenwirbelklappenaufbauten 16. Der Hauptunterschied besteht darin, dass die Innenbordwirbelklappenaufbauten 22, weil sie über einer Tragfläche längerer Profilsehne bzw. Flügeltiefe mit höherem Dickenverhältnis lokalisiert sind, dicker als die Mittelspannweitenwirbelklappenaufbauten 16 sind. Die Mittelspannweitenwirbelklappenaufbauten 16 sind in der Dicke verjüngt bzw. verjüngen sich in der Dicke, wobei der dünnste Abschnitt an dem Außenbordende lokalisiert ist. Die in den Zeichnungen gezeigten Schnitte sind an dem am meisten außenbords befindlichen Ende der Mittelspannweitenwirbelklappenaufbauten 16 ausgeführt und zeigen den kritischsten Abschnitt für die strukturelle Halterung und den verfügbaren Raum.
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, umfasst jeder Wirbelklappenaufbau 16 und 22 ein Paar innere voneinander beabstandete Rippen 24, die mit dem vorderen Holm 20 des Flügels 12 verbunden sind. Jedes Paar von Rippen 24 erstreckt sich generell senkrecht von dem vorderen Holm 20 aus und sieht eine Halterung für die Wirbelklappenaufbauten 16 und 22 vor. Die Rippen sind um eine Strecke einwärts von den Querrändern des zugeordneten Klappenaufbaus lokalisiert, welche etwa gleich 25% der Breite des Klappenaufbaus ist.
Es sei auf die Fig. 2 und 3 Bezug genommen, wonach jeder Wirbelklappenaufbau 16 ein Vorderkantenfeld 26, einen Betätigungsmechanismus 27, ein Klappenfeld 29 und eine Mehrzahl von Dichtungen umfasst. Das Vorderkantenfeld 26 ist in der hier nachstehend beschriebenen Art und Weise an den Rippen 24 befestigt und durch die Rippen 24 gehaltert. Der Betätigungsmechanismus 27 verbindet das Klappenfeld 29 mit dem Vorderkantenfeld 26 und bewegt, wie nachstehend detaillierter beschrieben werden wird, das Klappenfeld 29 relativ zu dem Vorderkantenfeld 26, wie in Fig. 3 gezeigt ist. Wenn nichts anderes angegeben ist, sind die Komponenten der hier beschriebenen Wirbelklappenaufbauten 16 und 22 aus Materialien hergestellt, die konventionellerweise zur Herstellung von Flugzeugstrukturen verwendet werden, wie leichtgewichtige Metalllegierungen hoher Festigkeit oder Verbundmaterialien. Die gewählten Materialien müssen mit den Stagnationstemperaturen kompatibel sein, die mit einem Überschallflug bei Mach 2 bis 2,4 verbunden sind (250 bis 360ºF). Außerdem müssen die äußeren Strömungsoberflächen Regen- und Hagelerosionswiderstandsfähigkeitskriterien erfüllen.
Das Vorderkantenfeld 26 von jedem Klappenaufbau 16 umfasst die inneren Trägerrippen 24 und eine äußere Haut 28, welche die obere Oberfläche des Tragflügels begrenzt. Wie in den Fig. 8 bis 10 gezeigt ist, ist jede Rippe 24 eine C-förmige Rinne 31, die einen vertikalen Steg 32 und einen oberen und unteren Flansch 34 und 36 umfasst. Die Rippen 24 sind derart ausgerichtet, dass das Innere der Rinnen 31 von jedem Rippenpaar einander zugewandt ist. Voneinander beabstandete vertikale Querteile 38 unterteilen die Rinne 31 in Abteilungen (siehe die Fig. 2 und 3), welche in der Form generell trapezförmig sind. Die im Wesentlichen kreisförmigen Öffnungen 40, 42 und 44, die durch den vertikalen Steg 32 der Rippen 24 hindurchgehen, wie in Fig. 2 gezeigt ist, sind zum Vermindern des Gewichts enthalten und sehen Durchgänge für Kabel, Drähte, Vereisungsschutzkanäle, Energieübertragungsteile und andere Gegenstände, von denen es erforderlich ist, dass sie durch die Wirbelklappenaufbauten hindurchgehen, vor. Die hinteren Enden 46 der Rippen 24 sind mit dem vorderen Holm 20 des Flugzeugflügels verbunden, vorzugsweise durch Verschrauben bzw. Verbolzen der Rippen mit Armaturen, die auf der vorderen Fläche des Holms und den vorderen Holmsehnen installiert sind.
Wie am besten in Fig. 3 zu sehen ist, ist die Höhe des vertikalen Stegs 32 (siehe die Fig. 8 bis 10) der Rippen 24 nicht konstant. Mehr im besonderen nimmt die Höhe des vertikalen Stegs 32 in der Richtung nach dem vorderen Ende 48 der Rippen 24 bis auf ein Minimum an der Stelle 50 ab. Die Stelle 50 ist mehr als eine Hälfte der Entfernung von dem hinteren Ende 46 zu dem vorderen Ende 48 der Rippen lokalisiert. Danach nimmt die Höhe des vertikalen Stegs 32 in der Richtung nach dem vorderen Ende 48 hin zu.
Die Rippen 24 halten die äußere Haut 28, wie in den Fig. 8 und 10 gezeigt ist. Die äußere Haut 28 ist ein Waben- bzw. Zellenkernfeld, das einen abgeschrägten Bereich 52 von schmälerer Dicke umfasst, wo die Haut 28 mit den oberen Flanschen 34 der Rippen 24 verbunden ist. Allgemeiner sind abgeschrägte Bereiche in den Waben- bzw. Zellenkernfeldern bzw. -platten ausgebildet, wo die Haut mit anderen Strukturen verbunden ist. Das bevorzugte Befestigungsverfahren für das Befestigen der Haut 28 an den Rippen 24 sind Durchdringungsbefestigungselemente, wie Niete oder Schrauben. Der offene Umfang des vorderen Randes der äußeren Haut 28 ist auch abgeschrägt, um ein Beenden bzw. einen Abschluss nach außen des Felds bzw. der Platte zum Abdichten des Waben- bzw. Zellenkerns und zum Ausbilden einer Oberfläche für die Installation einer vorderen Dichtung 156 (in Fig. 5 gezeigt und unten beschrieben) vorzusehen.
Es sei auf Fig. 2 Bezug genommen, wonach sich die äußere obere Oberfläche der Haut 28 des Vorderkantenfelds 26 konvex nach abwärts krümmt, um eine gekrümmte vordere, distale Kante 54 zu bilden. Die Austritts- oder Hinterkante der Haut 28 ist bis zu einem Bereich 56 von schmälerer Dicke für das Anbringen von anderen Strukturen nach abwärts abgeschrägt. Mehr im besonderen ist der abgeschrägte Bereich 56 an der oberen vorderen Sehne des Holms 20 angeschraubt.
Der Betätigungsmechanismus 27 umfasst zwei Paare von Schienen und einen Antriebsmechanismus 62 (siehe Fig. 2 und 4). Die Schienenpaare sind generell mit den Rippen 24 abgefluchtet und an den Rippen 24 befestigt. Demgemäß ist jedes Schienenpaar etwa 25% einwärts von einer Querkante des zugeordneten Wirbelklappenaufbaus 16 oder 22 lokalisiert. Der Antriebsmechanismus ist zwischen den Schienenpaaren in der Mitte von jedem Klappenfeld lokalisiert. Die Schienenpaare führen die zugeordneten Klappenfelder 29, wenn sie durch die Antriebsmechanismen 62 relativ zu dem Vorderkantenfeld 26 bewegt werden.
Jedes Schienenpaar umfasst eine obere Schiene 64, ein bewegbares Laufwerk 66, eine untere Schiene 68 und ein stationäres Laufwerk 70. Die obere Schiene 64 ist gerade und ist auf der Seite des Stegs 32 einer betreffenden Rippe 24 angebracht, wie in den Fig. 9 und 10 gezeigt ist. Wie in Fig. 10 gezeigt ist, hat die obere Schiene 64 einen generell rechteckigen Kanal 72, der eine nach abwärts nach dem Klappenfeld 29 zu gerichtete Öffnung 74 umfasst. Der Kanal 72 und die Öffnung 74 erstreckt sich längs der Länge der Schiene 64. Das hintere Ende der Schiene 64 ist an der Rippe 24 unter der Öffnung 40, wie in Fig. 2 gezeigt ist, befestigt. Die Schiene 64 neigt sich nach aufwärts und vorwärts.
Es sei auf die Fig. 9 und 10 Bezug genommen, wonach die obere Schiene 64 einen oberen vertikalen Flansch 76 enthält. Der obere vertikale Flansch 76 ist gegen den Steg 32 der Rippe 24 zwischengefügt und an diesem Steg 32 befestigt. Die obere Schiene 64 umfasst außerdem eine Mehrzahl von im Abstand voneinander angeordneter, generell paralleler Anschlussaussteifungen 78, die sich zwischen dem oberen Flansch 76 und dem rechteckig im Querschnitt geformten Abschnitt 72 erstrecken. (Zur Klarheit der Darstellung sind die Anschlussversteifer bzw. -aussteifungen in den Fig. 2 und 3 nicht gezeigt).
Unter spezieller Bezugnahme auf Fig. 9 sei darauf hingewiesen, dass die Enden der oberen Schiene 64 je einen Endflansch 80 umfassen, der coplanar mit dem oberen vertikalen Flansch 76 ist. Die Endflansche 80 verlaufen benachbart dem Steg 32 der Rippe 24 und sind daran angebracht. Die unteren Flansche 80 sind auch in den Fig. 2 und 3 sichtbar.
Es sei auf Fig. 10 Bezug genommen, wonach sich der horizontale Flansch 82 von der oberen Schiene 64 in dem Bereich der Schiene, der zwischen den Endflanschen 80 liegt, nach auswärts erstreckt. Der horizontale Flansch 82 verläuft generell senkrecht zu den Endflanschen 80. Der horizontale Flansch 82 liegt unterhalb der zugeordneten Rippe 24 gegen den unteren Flansch 36 an und ist daran angebracht.
Die Aussteifungen 78 und die Flansche 76, 80 und 82 sind integral mit der oberen Schiene 64 ausgebildet. Die Flansche 76, 80 und 82 sind an den Rippen 24 mittels Befestigungselementen (nicht gezeigt) befestigt, welche durch die Flansche und die benachbarten Oberflächen der Rippen 24 hindurchgehen.
Das bewegbare Laufwerk 66 ist zur Bewegung im Inneren des Kanals 72 der oberen Schiene 64 angebracht, wie in den Fig. 2, 3 und 9 gezeigt ist. Die Fig. 7 ist eine in Einzelteile aufgelöste perspektivische Ansicht, welche die Hauptteile des aus der oberen Schiene 64 entfernten bewegbaren Laufwerks 66 zeigt. Das bewegbare Laufwerk 66 umfasst einen Laufwerkskörper 84, vier Räder 86 und eine Anbringungsarmatur 88. (Zur Klarheit der Darstellung ist die Anbringungsarmatur 88 in Fig. 7 nicht gezeigt.)
Der Laufwerkskörper 84 hat, gesehen von der Seite her, die Form einer Ellipse. Es gibt einen vertikalen Schlitz in dem Laufwerkskörper, in dem die Anbringungsarmatur 88 installiert wird. Entgegengesetzte Bolzen 90 stehen von den flachen Seiten des Laufwerkskörpers 84 an dem vorderen und hinteren Ende desselben vor. Die Bolzen 90 haben Gewindeendlöcher 92 zum Aufnehmen von Halteschrauben (nicht gezeigt) für Rollen 86. Spezieller ist auf jedem der Bolzen 90 eine Rolle 86 befestigt. Die Bolzen 90, die coaxial durch jede Rolle 86 hindurchgehen, dienen als Achsen. D. h., die Rollen 86 sind um die Bolzen 90 drehbar. Vorzugsweise enthalten die Rollen 86 innere Nadellager oder sphärische Lager (nicht gezeigt), um die Reibung zu reduzieren. Das Vorsehen von vier Rollen 90 sorgt für verminderte Kräfte auf die Schiene 64. Die Rollen werden durch Halteschrauben, welche in die Enden der Bolzen geschraubt sind, auf den Bolzen gehalten.
Die Rollen 86 haben einen Durchmesser, der in der Höhe etwa gleich der Höhe des Kanals 74 in der Schiene 64 ist, wie in Fig. 9 gezeigt ist. Es sei auf Fig. 7 Bezug genommen, wonach jede Rolle 86 coaxial auf einem Bolzen 90 angebracht ist. Spezieller umfasst jede Rolle 86 eine zentrales, zylindrisches Loch 102. Die Rollen 86 werden mittels Schrauben, welche in die Schraubenlöcher 92 in den Bolzen 90 geschraubt sind, auf den Bolzen 90 gehalten.
Zwischen den Bolzen 90 ist ein Schlitz 96 durch den Laufwerkskörper 84 ausgebildet. Der Schlitz verläuft senkrecht zu den Bolzen. Durch die Mitte des Laufwerkskörpers 84 ist parallel zu den Bolzen 90 und demgemäß senkrecht zu dem Schlitz ein zylindrisches Bohrloch 98 ausgebildet. Ein erhöhter Vorsprung 100 steht senkrecht von beiden Seiten des Laufwerkskörpers 84 vor und umgibt die Eingänge zu dem Bohrloch 98 coaxial.
Es sei auf Fig. 2 Bezug genommen, wonach die Anbringungsarmatur 88 ein nach aufwärts gekrümmtes Ende 104 und ein Schienenverbindungsende 106 umfasst. Das gekrümmte Ende 104 ist bzw. wird in dem Schlitz 96 des Laufwerkskörpers 84 installiert (siehe Fig. 7). Wie in Fig. 9 gezeigt ist, ist das gekrümmte Ende 104 mittels eines Drehzapfens 108, der durch das auf den Seiten des Laufwerkskörpers 84 (siehe Fig. 7) lokalisierte Bohrloch 98 und durch ein Loch in dem gekrümmten Ende 104 der Anbringungsarmatur 88 eingefügt ist, drehbar an dem Laufwerkskörper 84 befestigt. Eine Mutter 110, die an dem Ende des Bolzens 108 befestigt ist, welches dem Kopf des Bolzens entgegengesetzt ist, hält den Bolzen in der eingefügten Position.
Ein Monokugelaufbau, der eine innere Lauffläche 112 und eine äußere Lauffläche 114 umfasst, ist innerhalb des gekrümmten Endes 104 der Anbringungsarmatur 88 in einem Press- bzw. Pass- oder Schrumpfsitz installiert. Die innere Lauffläche 112 und die äußere Lauffläche 114 sind vorzugsweise aus Stahl hergestellt. Die Oberflächen der inneren Lauffläche 112 und der äußeren Lauffläche 114 sind mit einem nichtklebrigen Material, wie Teflon, beschichtet oder sind als blankes Metall unter Verwendung von Fettschmierung gelassen.
Der vorstehende Monokugelaufbau gestattet es, dass sich die Anbringungsarmatur 88 um die Längsachse des Drehzapfens 108 mit einem niedrigen Reibungskoeffizienten dreht bzw. verschwenkt. Der Monokugelaufbau gestattet es außerdem, dass sich das Drehteil 88 um eine senkrecht zu der Längsachse des Drehzapfens 108 verlaufende Achse um wenige Grade dreht.
Es sei auf Fig. 2 Bezug genommen, wonach sich das vordere Ende 106 der Anbringungsarmatur 88 relativ zu dem gekrümmten Ende 104 nach vorwärts erstreckt und mit dem hinteren Ende des Klappenfelds 29 benachbart und parallel zu der unteren Schiene 68 verbunden ist. Mehr im besonderen umfasst das vordere Ende 106 eine generell rechteckförmige U-Rinne 116, die sich von dem massiven gekrümmten Ende 104 aus erstreckt. Die untere Oberfläche der U-Rinne 116 ist an das hintere Ende des Klappenfelds 29 unter Verwendung einer lokalen Verstärkungsplatte (nicht gezeigt) angeschraubt.
Die untere Schiene 68 bildet einen Kanal, der eine Öffnung 120 hat, die nach aufwärts nach der Rippe 24 zu gerichtet ist, wie in Fig. 8 gezeigt ist. Der Kanal ist generell rechteckig in der Form, ausgenommen die Nut 122, die sich mittig längs des Bodens des Kanals erstreckt.
Das Äußere der unteren Schiene 68 entspricht generell der Form des inneren Kanals darin mit einer grundsätzlichen Ausnahme. Ein Halte- bzw. Trägerfuß 124 erstreckt sich nämlich von jeder Bodenecke bzw. unteren Ecke der unteren Schiene 68. Jeder Fuß 124 ist generell rechteckig im Querschnitt und erstreckt sich weg von der unteren Schiene 68 in einer Richtung, die generell parallel zu der lateralen Achse der unteren Schiene ist. Jeder Fuß 124 erstreckt sich entlang der Länge der unteren Schiene 68 und ist oberhalb des Klappenfelds 29 lokalisiert, wie später beschrieben werden wird.
Das stationäre Laufwerk 70 ist innerhalb des Kanals der unteren Schiene 68 positioniert. Das stationäre Laufwerk 70 ist im Wesentlichen identisch mit dem vorher beschriebenen bewegbaren Laufwerk 66, mit einer Hauptausnahme. Speziell ist es so, dass das stationäre Laufwerk 70 eine von der Anbringungsarmatur 88 des bewegbaren Laufwerks 66 unterschiedliche Anbringungsarmatur 128 umfasst.
Die Anbringungsarmatur 128 des stationären Laufwerks 70 umfasst einen Hauptkörperteil 130 und zwei Flansche 132. Die Flansche 132 sind in der Form generell rechteckig und sind zentral oberhalb des Hauptkörperteils 130 der Anbringungsarmatur 128 angeordnet. Die Flansche 132 der Anbringungsarmatur 128 sind unter Verwendung von Durchdringungsbefestigungselementen, vorzugsweise Schrauben, mit dem unteren Flansch 36 der Rippe 24 verbunden.
Der Hauptkörperteil 130 der Anbringungsarmatur 128 ist im Querschnitt generell rechteckig. Der Hauptkörperteil 130 und die beiden Flansche 132 sind aus einem Stück gearbeitet. Das distale Ende des Hauptkörperteils 130 verengt sich bis zu einer gerundeten Spitze 134, wie in Fig. 2 gezeigt ist.
Außerdem ist, wie in Verbindung mit dem bewegbaren Laufwerk 66 beschrieben ist, ein Monokugelaufbau in der Spitze 134 der Anbringungsarmatur 128 unter Benutzung eines Press- bzw. Pass- oder Schrumpfsitzes installiert, wie in Fig. 8 gezeigt ist. Ein Drehzapfen 108, der mittels einer Mutter 110 befestigt ist, verbindet das stationäre Laufwerk mit der Anbringungsarmatur 128. Der Monokugelaufbau gestattet es, dass sich das stationäre Laufwerk 70 um die Längsachse des Drehzapfens 108 mit einem niedrigen Reibungskoeffizienten dreht bzw. verschwenkt. Der Monokugelaufbau gestattet es außerdem, dass sich das Drehteil 88 um wenige Grade um eine zu der Längsachse des Drehzapfens 108 senkrechte Achse verdreht.
Der Antriebsmechanismus 62 ist zentral zwischen den Rippen 24 in der Mitte von jedem Klappenaufbau 16 lokalisiert, wie schematisch in Fig. 1 gezeigt ist. Es sei auf Fig. 4 Bezug genommen, wonach jeder Antriebsmechanismus 62 einen rechtwinkligen Antrieb 136, eine Gewindespindel 137, eine Kugelmutter 140 und ein Verbindungsteil 142 umfasst. Der rechtwinklige Antrieb 136 ist an dem vorderen Holm 20 des Flügels 12 durch Armaturen 21 auf der vorderen Seite des Holms unter Benutzung von Schrauben befestigt.
Der rechtwinklige Antrieb 136 erhält Drehenergie von einer Antriebswelle 138. Die Antriebswelle 138 erstreckt sich generell parallel zu dem Holm 20 und verbindet den Kugelantriebsmechanismus 62 von jedem Klappenaufbau 16 und 22. Die Drehung der Antriebswelle 138 wird mit einer Kraftantriebseinheit (PDU) (nicht gezeigt) bewerkstelligt. Die PDU kann zentral zwischen den Klappenaufbauten 16 und 22 auf dem Flügel 12 lokalisiert sein, oder es kann eine PDU zentral in dem Rumpf zum Antreiben der Wirbelklappenaufbauten auf bzw. an beiden Flügeln eines Flugzeugs lokalisiert sein. Die PDU besteht generell aus einem Getriebekasten und einem primären und sekundären Motor. Der primäre Motor ist vorzugsweise ein Hydrauliktyp, wobei der sekundäre Motor elektrisch ist. Alternativ kann sowohl der primäre als auch der sekundäre Motor hydraulisch sein.
Wie vorher bemerkt wurde, umfasst der Flügel 12 mehrere unterschiedliche Abschnitte, die unterschiedliche Pfeilungswinkel haben. Dieses erfordert es, die Antriebswelle 138 zu biegen oder ihre Laufrichtung zu ändern, wenn sie von einem Flügelabschnitt zum anderen kreuzt. Um es zu ermöglichen, dass sich die Antriebswelle 138 biegt, umfasst die Antriebswelle Winkelantriebe mit Verbindungen konstanter Geschwindigkeit (nicht gezeigt) an Orten, wo die Antriebsstange von einem Flügelabschnitt zu einem anderen durchgeht. Die Antriebswelle 138 geht durch die hinterste Öffnung 40 (siehe Fig. 2) in den Rippen 24 hindurch.
Eine Kugelschraube 137 erstreckt sich freitragend von dem rechtwinkligen Antrieb 136 unter einem Winkel zwischen dem festen Vorderkantenfeld 26 und dem Klappenfeld 29 nach vorwärts, wobei die Schraube zentral durch die Kugelmutter 140 geschraubt ist. Wie später detaillierter erläutert werden wird, enthält das distale Ende der Schraube 137 einen Anschlag 144, der verhindert, dass die Kugelmutter 140 außer Eingriff von der Schraube 137 kommt.
Das Klappenfeld 29 ist gelenkig an der Kugelmutter 140 mittels einer Anbringungsverbindung bzw. eines Anbringungsgelenks 146 befestigt. Wenn das Klappenfeld 29 ausfährt und einfährt, läuft diese Anbringungsverbindung bzw. dieses Anbringungsgelenk 146 nicht in einer geraden Linie, obwohl sie bzw. es durch zwei gerade Schienen 60 geführt ist. Die Tatsache, dass die Anbringungsverbindung bzw. das Anbringungsgelenk 146 nicht in einer geraden Linie läuft, erfordert es, dass die Schraube bzw. Gewindespindel 137 fähig ist, sich um wenige Grade zu verschwenken. Dieses wird durch ein Universalgelenk oder homokinetisches Gelenk in bzw. auf der Seite des Winkelantriebs 136 (nicht gezeigt) erreicht. Das interne Universalgelenk oder homokinetische Gelenk nimmt außerdem Klappenauslenkungen aufgrund von Belastungen auf.
Das Verbindungsteil 142 hat einen rechteckigen Kanalquerschnitt. Der horizontale Flansch des Verbindungsteils 142 ist an einem verstärkten abgeschrägten Bereich des Klappenfelds 29 angeschraubt. (Wie unten erörtert ist, ist das Klappenfeld 29 aus einer Waben- bzw. Zellenkernplatte gebildet). Das hintere Ende des Verbindungsteils 142 überspannt bzw. umgeht die Kugelmutter 140 und ist drehbar mit zwei Bolzen bzw. Schrauben 146 auf entgegengesetzten Seiten der Kugelmutter mit der Kugelmutter verbunden.
Wie vorher bemerkt, ist die äußere Haut 148 des Klappenfelds 29 aus einem Waben- bzw. Zellenkernfeld ausgebildet. Die äußere Haut 148 bildet eine Strömungsoberfläche oder eine untere vordere Flügelkontur, wenn die Klappe verstaut ist (siehe Fig. 2). Das Waben- bzw. Zellenkernfeld, welches die Haut 148 des Klappenfelds 29 bildet, enthält mehrere abgeschrägte Bereiche. Die vordere, die hintere und die beiden Seitenkanten sind zur Ausbildung eines Massivkantenteils für die Feldabdichtung und die Installation von Dichtungen abgeschrägt. Zusätzlich sind zwei lange und schmale Bereiche an Abschrägung vorhanden, wo die beiden unteren Schienen 68 des Klappenaufbaus an dem Klappenfeld 29 angebracht sind. Diese schmalen Bereiche an Abschrägung sind lang genug, um die Installation der Anbringungsarmaturen 88 des bewegbaren Laufwerks 66 aufzunehmen. Der abgeschrägte Endbereich an dem hinteren Ende des Mittelabschnitts des Klappenfelds 29 sorgt für die Installation des Verbindungsteils 142 zwischen der Kugelmutter 140 und dem Klappenfeld 29. Die Installation der unteren Schienen 68 an dem Klappenfeld 29 erfordert eine Reihe von Abstandshaltern 150. Diese Abstandshalter passen eng zwischen die gekrümmte Oberfläche des Klappenfelds 29 und die Flansche 124 der geraden unteren Schienen 68 (siehe die Fig. 2 und 8). Diese Abstandshalter 150 sind quadratische Metallplatten mit variabler Dicke. Die Befestigung der Schienen 68 durch die Abstandshalter 150 an dem Klappenfeld 29 geschieht durch Niete oder Schrauben.
Die äußere untere Oberfläche der äußeren Haut 148 des Klappenfelds 29 krümmt sich konvex aufwärts, um eine gekrümmte vordere Kante 154 zu bilden. Die gekrümmte vordere Kante 154 des Klappenfelds 29 kontaktiert tangential die gekrümmte vordere Kante des festen Vorderkantenfelds 28, so dass der Klappenaufbau eine gerundete, glatte Vorderkante hat, wenn das Klappenfeld 29 eingefahren ist.
Wie vorher bemerkt, bewegt der Betätigungsmechanismus 27 das Klappenfeld 29 relativ zu dem festen Vorderkantenfeld 28. Dieses wird wie folgt erreicht. Ausgehend von dem Zustand, in dem das Klappenfeld 29 in der in den Fig. 2 und 4 gezeigten vollständig eingefahrenen Position ist, wird der rechtwinklige Antrieb betätigt, um die Schraube bzw. Gewindespindel 137 in einer ersten Richtung zu drehen, was eine Vorwärtsbewegung der Kugelmutter 140 längs der Länge der Kugelschraube bzw. -spindel bewirkt. Die Vorwärtsbewegung der Kugelmutter 140 drückt das Verbindungsteil 142 vorwärts, welches seinerseits das Klappenfeld 29 vorwärts drückt.
Wenn das Klappenfeld 29 vorwärts gedrückt wird, bewegt sich die untere Schiene 68 (siehe Fig. 2) zusammen mit dem Klappenfeld vorwärts. Wenn sich die untere Schiene 68 vorwärts bewegt, verschiebt sich die untere Schiene längs des stationären Laufwerks 70, wie in Fig. 3 gezeigt ist. Wenn sich die untere Schiene 68 vorwärts verschiebt, zieht die damit verbundene Anbringungsarmatur 88 das bewegbare Laufwerk 66 nach vorwärts. Dieses bewirkt, dass sich das bewegbare Laufwerk 66 entlang der oberen Schiene 64 nach vorwärts verschiebt. Da die obere und untere Schiene divergent sind, verschiebt sich die Bewegung des Klappenfelds 29 parallel nach vorwärts und dreht sich außerdem im Uhrzeigersinn (bezogen auf die Ansicht in den Fig. 2 bis 4) um wenige Grade. Wenn das Klappenfeld 29 zuerst beginnt, sich zu entfalten bzw. auszufahren, ist das Verbindungsglied bzw. die Kupplung zwischen den beiden Drehachsen 108 auf dem bewegbaren Laufwerk 66 und dem stationären Laufwerk 70 sehr lang. Daher wird die Anfangsbewegung durch Translation bzw. Parallelverschiebung (Fowler- Bewegung) bei sehr wenig Drehung dominiert. Wenn das Verbindungsglied bzw. die Kupplung zwischen den beiden Laufwerken 66 und 67 abnimmt, wird die Drehung der Klappe mehr und mehr ausgeprägt.
Die maximale Vorwärtsposition des Klappenfelds 29 relativ zu dem festen Vorderkantenfeld 28 ist in Fig. 3 gezeigt. In dieser Position ist die Vorderkante 154 des Klappenfelds 29 vorwärts und unterhalb der Vorderkante 54 des festen Vorderkantenfelds 28. Der rechtwinklige Antrieb 136 kann jederzeit gestoppt werden, wobei das Klappenfeld 29 in einer Position zwischen der vollständig eingefahrenen Position und der maximalen Vorwärtsposition platziert wird. Mehr im besonderen wird, wenn der rechtwinklige Antrieb 136 betätigt wird, die Vorderkante 154 des Klappenfelds 29 relativ zu der Vorderkante 54 des festen Vorderkantenfelds 28 längs eines im Wesentlichen glatten parabolischen Wegs nach vorwärts und abwärts bewegt.
Mehrere Komponenten des Klappenaufbaus 16 dienen dazu, die maximale Vorwärtsbewegung des Klappenfelds 29 relativ zu dem festen Vorderkantenfeld 28 zu beschränken. Erstens beschränkt der Anschlag 144 an dem Ende der Gewindespindel 137 die Vorwärtsbewegung der Kugelmutter 140, wie durch die in Fig. 4 gezeigte Phantomposition der Mutter gezeigt ist. Zweitens kann eine weitere Vorwärtsbewegung der unteren Schiene 64 durch Installieren eines Anschlags in dem hinteren Ende der unteren Schiene 68, welcher das stationäre Laufwerk 70 stoppt, verhindert werden. Drittens kann das vordere Ende der oberen Schiene 64 mit einem Anschlag ausgerüstet werden, um zu verhindern, dass das bewegbare Laufwerk 66 über das vordere Ende derselben hinausläuft. Wie die meisten Klappen hat diese Wirbelklappe vielleicht eine elektrische Klappenpositionsabfühleinrichtung, welche die Klappenbewegung (Stoßdämpfung) verlangsamt, den Antriebsmotor stoppt und eine Antriebsbremse basierend auf einer Klappenpositionslogik in Eingriff bringt.
Wenn es gewünscht wird, das Klappenfeld 29 einzufahren, wird der rechtwinklige Antrieb 136 betätigt, um die Gewindespindel 137 in der umgekehrten Richtung zu drehen. Dieses bewegt die Kugelmutter 140 längs der Gewindespindel 137 nach hinten, welche auf das Verbindungsteil 142 wirkt, um das Klappenfeld 29 nach hinten zu ziehen. Infolgedessen bewegt sich das bewegbare Laufwerk 66 entlang der oberen Schiene 64 nach hinten, und die untere Schiene bewegt sich längs dem stationären Laufwerk 70 nach hinten.
Es sei auf die Fig. 2 bis 4 Bezug genommen, wonach eine vordere Dichtung 156 entlang der inneren vorderen Kante 54 des festen Vorderkantenfelds 28 läuft, um zu verhindern, dass Luft durch den Klappenaufbau 16 strömt, wenn das Klappenfeld 29 eingefahren ist. Eine vergrößerte Ansicht der vorderen Dichtung 156 ist in Fig. 5 dargestellt. Die vordere Dichtung 156 umfasst eine Schicht 158 aus einem dauerhaften flexiblen Material, wie einem mit Silikongummi imprägnierten Textilmaterial, das ein hohles, wulstiges distales Ende 160 hat. Die Schicht 158 ist an dem inneren vorderen Rand 54 des festen Vorderkantenfelds 28 befestigt, wobei sich das wulstige Ende 160 nach abwärts über den vorderen Rand des festen Vorderkantenfelds hinaus erstreckt. Ein Halter 162, der vorzugsweise aus einer Metalliegierung ausgebildet ist, ist benachbart der ersten Schicht 158 entgegengesetzt dem vorderen Rand 54 des Vorderkantenfelds 26 angeordnet. Der Halter 162 umfasst ein generell löffelförmiges distales Ende 164, welches so positioniert ist, dass sich seine konkave Oberfläche über das wulstige Ende 160 der ersten Schicht wölbt.
Wenn das Klappenfeld 29 eingefahren wird, drückt der vordere Rand 154 desselben gegen das wulstige Ende 160 der vorderen Dichtung 156, so dass er das wulstige Ende gegen den Halter 162 drückt und eine Kompressions- bzw. Druckdichtung bildet. Häufig wird diese als eine Wulstdichtung bezeichnet.
Die flexible Schicht 158 und der Halter 162 sind an dem vorderen Rand 54 des oberen festen Vorderkantenfelds 28 durch Befestigungselemente verbunden, und im besonderen durch Befestigungselemente, welche durch die flexible Schicht 158, den Halter 162 und den vorderen abgeschrägten Rand 54 des festen Vorderkantenfelds 28 hindurchdringen.
Außerdem ist eine hintere Dichtung 166 vorgesehen, wie in den Fig. 2 bis 4 gezeigt ist. Die hintere Dichtung 166 bildet eine Verbindung mit einem kurzen unteren Hautfeld 165 gerade vorwärts von dem vorderen Holm 20. Die hintere Dichtung 166 läuft über die Länge des Klappenaufbaus 16 unterhalb der Rippen 24. Eine vergrößerte Ansicht der hinteren Dichtung 166 ist in Fig. 6 gezeigt.
Das kurze untere Hautfeld 168, das die hintere Klappendichtung 166 trägt, ist außerdem ein Zugangsfeld zu dem Vorderkantenhohlraum in dem Fall, in welchem das Klappenfeld 29 in der eingefahrenen Position einfriert. Das kurze untere Hautfeld bzw. die kurze untere Hautplatte 168 ist an der unteren vorderen Sehne des vorderen Holms 20 und dem unteren Flansch 36 der Trägerrippen 24 befestigt.
Die hintere Dichtung 166 ist eine Wulstdichtung, die eine Schicht 170 aus einem dauerhaften flexiblen Material, wie mit Silikongummi imprägniertem Textilmaterial, hat, welche benachbart der kurzen unteren Hautplatte bzw. dem kurzen unteren Hautfeld 168 angeordnet ist. Die flexible Schicht 170 umfasst ein hohles, wulstiges distales Ende 172, das quer nach aufwärts und ein wenig nach vorwärts über den distalen Rand des kurzen unteren Hautfelds 168 vorsteht. Ein Halter 174, der vorzugsweise eine Metalllegierung umfasst, ist benachbart der flexiblen Schicht 170 angeordnet. Der Halter umfasst einen generell löffelförmigen Abschnitt 176, welcher quer vorsteht, um sich über die hintere Seite des wulstigen distalen Endes 172 der flexiblen Schicht 170 zu wölben und dieselbe zu halten.
Die hintere Dichtung 166 umfasst eine Kontaktplatte 178, die über die Länge des Klappenaufbaus 16 auf dem Klappenfeld 29 läuft. Im besonderen ist die Kontaktplatte 178 an einem abgeschrägten Bereich 180 des Klappenfelds 29 an einem Ort hinter der unteren Schiene 68 angebracht. Vorzugsweise wird die Kontaktplatte 178 aus einer Metalllegierung zu einer Form ausgebildet, welche generell einem Großbuchstaben "L" entspricht. Mehr im besonderen ist ein Schenkel des "L" an dem abgeschrägten Bereich 180 angebracht, während der andere Schenkel quer nach aufwärts vorsteht, wobei seine hintere Oberfläche in wesentlicher Abfluchtung mit dem distalen Rand des abgeschrägten Bereich 180 ist. Wenn das Klappenfeld 29 im Wesentlichen eingefahren ist, drückt die Kontaktplatte 178 auf dem Klappenfeld gegen das wulstige distale Ende 172 der flexiblen Schicht 170 auf dem kurzen unteren Hautfeld 168. Vorzugsweise sind die Kontaktplatte 178, der Halter 174 und die flexible Schicht 170 mittels durchdringender Befestigungselemente an den abgeschrägten Bereichen 180 und 168 befestigt.
Wenn die Klappenfelder 29 in ihrer verstauten Position sind, ist eine Dichtung (nicht gezeigt) auf den Klappenseitenrändern zwischen den Klappenfeldern vorgesehen, um eine Leckage und eine spannweitenweise Strömung innerhalb des Vorderkantenhohlraums zu verhindern. Diese Seitendichtungen sind an den abgeschrägten Rändern der Klappenfelder 29 angebracht und sind ähnlich bzw. gleichartig den hinteren Dichtungen 166.
Es sei auf die Fig. 2 bis 4 Bezug genommen, wonach eine Leitflächen- bzw. Zwischenwanddichtung 182 zum Verhindern einer Luftströmung durch den Klappenaufbau 16, wenn das Klappenfeld 29 ausgefahren ist, vorgesehen ist. Die Leitflächen- bzw. Zwischenwanddichtung 182 umfasst eine flexible Platte, die vorzugsweise aus einer Metalllegierung oder einem Verbundmaterial hergestellt ist, sowie entlang der Länge des Klappenaufbaus 16 verläuft. Die Platte ist zu einer Form ausgebildet, die generell einem Großbuchstaben "L" entspricht. Der vertikale Schenkel des "L" bildet eine Verbindung mit dem vorderen Flansch der Rippen 24, wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist, so dass sich dieser Schenkel quer nach abwärts von dem festen oberen Feld 28 zu einem Ort unterhalb der Rippen erstreckt. Der andere Schenkel erstreckt sich nach hinten, wie in Fig. 4 gezeigt ist. Wenn sich der Klappenaufbau 16 vollständig entfaltet, bleibt der sich nach hinten erstreckende Schenkel in nächster Nähe zu dem Inneren der äußeren Haut 148 des Klappenfelds 29, um eine aerodynamische Abdichtung zu bilden. In der Leitflächen- bzw. Zwischenwanddichtung 182 sind Ausschnitte zum Aufnehmen von Unregelmäßigkeiten vorgesehen, wie die obere Schiene 68 (siehe die Fig. 2 und 3) und das Verbindungsteil 142 (siehe Fig. 4). Vorzugsweise verbinden Durchdringungsbefestigungselemente die Leitflächen- bzw. Zwischenwanddichtung 182 mit den Rippen 24.
Die vorstehend beschriebene Ausführungsform der Erfindung stellt mehrere Vorteile zur Verfügung. Erstens wird, wenn das Vorderkantenklappenfeld nach vorwärts und abwärts relativ zu der festen Oberfläche eines Flügels ausgefahren wird, die effektive Sehnenlänge und die Wölbung des Flügels erhöht, was zu einem erhöhten Auftriebskoeffizienten für einen gegebenen Anstellwinkel führt. In der Vergangenheit hat eine solche Entfaltung einen instabilen Wirbel auf dem Klappenfeld mit nachteiligen Auswirkungen auf die Flugzeugkontrolle bzw. -steuerung und Fahrtqualität ausgelöst. Bei Vorderkantenklappenaufbauten, die gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildet sind, wird ein solcher Wirbel stabilisiert, und es tritt demgemäß keine nachteilige Auswirkung auf die Flugzeugkontrolle bzw. -steuerung oder die Fahrtqualität auf. Es sei auf die Fig. 3 und 4 Bezug genommen, wonach, wenn das Klappenfeld 29 relativ zu dem festen Vorderkantenfeld 28 ausgefahren wird, der nach aufwärts gekrümmte vordere Rand 154 des Klappenfelds 29 als eine Auslösung für Strömungstrennung und Einleitung eines Wirbels auf der oberen Oberfläche des Wirbelklappenfelds 29 wirkt. Dieser Wirbel erzeugt Auftrieb. (Ein solcher Wirbel ist schematisch durch gestrichelte Strömungslinien in Fig. 4 angedeutet.) Der nach abwärts gekrümmte vordere Rand des festen oberen Felds 28 bewirkt, dass sich die Luftströmung wieder an die obere Flügeloberfläche anlegt, was den Wirbel stabilisiert.
Zweitens kann, wie vorher bemerkt, das Klappenfeld 29 zu Positionen ausgefahren werden, die zwischen einer vollständig eingefahrenen Position (siehe Fig. 2) und einer vollständig ausgefahrenen Position (siehe Fig. 3) sind. Diese zwischenliegenden entfalteten Positionen machen Vorderkantenaufbauten gemäß der vorliegenden Erfindung über einen weiten Bereich von Unterschallgeschwindigkeiten nützlich. Im besonderen kommt es, wenn das Klappenfeld 29 aus der vollständig ausgefahrenen Position eingefahren wird, dazu, dass sich der vordere Rand 154 des Klappenfelds relativ zu der Vorderkante 54 der oberen festen Vorderkantenfelds 28 zurückzieht und nach aufwärts dreht. Die Wirkung hiervon besteht darin, dass ein kleinerer Wirbel erzeugt wird, was nützlich bei höheren Unterschallgeschwindigkeiten ist, wenn das Flugzeug mit einem niedrigeren Anstellwinkel fliegt, um das Auftriebs-zu-Luftwiderstands-Verhältnis zu verbessern.
Drittens erzeugt der stabile Wirbel auf der Vorderkante des Flügels Auftrieb, was ein Nasen-aufwärts-Nick-Moment erzeugt. Dieses Nasen-aufwärts-Nick-Moment reduziert die Abwärtstrimmerfordernisse auf dem horizontalen Heck, was zu mehr Gesamtauftrieb (getrimmter Auftrieb) und einem besseren Auftriebs-zu-Luftwiderstands-Verhältnis führt.
Viertens wird, wenn das Klappenfeld 29 ausgefahren wird, dasselbe so ausgefahren, dass sein vorderer Rand 154 generell immer nach der auf- bzw. hereinkommenden Luftströmung zu gerichtet ist. Dieses minimiert die Betätigungskraft, die zum Entfalten bzw. Ausfahren einer Klappe erforderlich ist, welche gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist, verglichen mit Klappen vom Krüger-Typ, die gegen die ankommende Luftströmung in die Entfaltung gedreht werden müssen.
Darüber hinaus führt das Ausfahren des Klappenfelds 29 in einer Richtung nach der auf- bzw. eintreffenden Luftströmung zu in der vorliegenden Erfindung zu einem sich gleichmäßig ändernden Auftriebskoeffizienten und zu reduziertem Luftwiderstand relativ zu Vorschlägen des Standes der Technik. Bei Klappen, die in Position gedreht werden, gibt es gewöhnlich eine temporäre abrupte Änderung im Auftrieb und Luftwiderstand.
Zusätzlich nimmt das Kupplungsmoment zwischen dem bewegbaren Laufwerk 66 und dem stationären Laufwerk 70 für partielle Ausfahr- bzw. Entfaltungspositionen des Klappenfelds 29 ab. Daher nimmt die Belastungsreaktionsfähigkeit des Klappenaufbaus 16 für partielle Entfaltungs- bzw. Ausfahrpositionen zu, so dass höheren Klappenfeldbelastungen (bewirkt durch höhere Geschwindigkeiten) entgegengewirkt werden kann, ohne die Struktur zu verstärken. In der verstauten Position ist die Kupplung zwischen den Laufwerken maximiert. Dieses bedeutet, dass die Klappe sehr fest an Ort und Stelle gehalten wird und dass den hohen Luftbelastungen bei Überschallgeschwindigkeiten mit minimalen Betätigungsbelastungen und Auslenkungen entgegengewirkt werden kann.
Schließlich verwenden Vorderkantenklappenaufbauten, die gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildet sind, Führungsschienen, die gerade sind und daher kostengünstig hergestellt werden können. Häufig verwenden Klappenentfaltungs- bzw. -ausfahrsysteme gekrümmte Führungsbahnen oder -schienen, deren Herstellung schwierig und teuer ist.
Obwohl eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht und beschrieben worden ist, versteht es sich, dass verschiedene Änderungen darin ausgeführt werden können. Z. B. könnten die Rollenlaufwerke 66 und 70 durch Verschiebe- bzw. Leitblöcke ersetzt werden, was einen Oberflächenkontakt für bessere Abnutzungscharakteristika vorsieht. Jeder Klappenaufbau 16 könnte mit zwei voneinander beabstandeten Antriebsmechanismen 62 versehen sein, um das Strecken zu minimieren. Zusätzlich könnte sich ein einzelnes Vorderkantenfeld 26 über mehrere Klappenfelder 29 erstrecken. Außerdem könnten die Schienen 64 und 68 von Kanalabschnitten so verändert werden, dass sie laterale Flansche für Rollen zum Laufen längs der Oberseite und Unterseite dieser Flansche haben. Demgemäß versteht es sich, dass die Erfindung innerhalb des Bereichs der beigefügten Ansprüche auch anderweitig als speziell hier beschrieben praktiziert werden kann.

Claims

1. Vorderkantenklappenanordnung (16; 22) zur Verbindung mit einem vorderen Holm (20) eines Flugzeugflügels (12), wobei die Vorderkantenklappenanordnung (16; 22) folgendes umfasst:

a) ein festes Vorderkantenfeld (26), das eine sich konvex nach abwärts krümmende obere Oberfläche zur Ausbildung einer nach abwärts gekrümmten Vorderkante (54) hat, und eine Hinterkante (56), die zur Verbindung mit dem vorderen Holm (20) des Flugzeugflügels (12) angepasst ist;

b) ein bewegbares Klappenfeld (29); und

c) einen Betätigungsmechanismus (27) zum Verbinden des bewegbaren Klappenfelds (29) mit dem festen Vorderkantenfeld (26) und zum Bewegen des Klappenfelds (29) relativ zu dem festen Vorderkantenfeld (26) zwischen:

i) einer eingefahrenen Position;

ii) einer ausgefahrenen Position, worin eine Vorderkante (154) des Klappenfelds (29) an einem Ort vorwärts von und unterhalb der Vorderkante (54) des festen Vorderkantenfelds (26) liegt,

wobei die Bewegung des Klappenfelds (29) eine Translations- und Rotationsbewegung ist, die generell längs der eintreffenden Luftströmung gerichtet ist,

dadurch gekennzeichnet, dass das Klappenfeld (29) eine untere Oberfläche (148) hat, die sich konvex nach aufwärts krümmt, derart, dass die Vorderkante (154) aufwärts gekrümmt ist, und dass die Vorderkante (154) des Klappenfelds (29) in der eingefahrenen Position benachbart der Vorderkante (54) des festen Vorderkantenfelds (26) liegt, derart, dass die Vorderkante (154) des Klappenfelds (29) in im Wesentlichen tangentialer Abfluchtung mit der Vorderkante (54) des festen Vorderkantenfelds (26) zur Ausbildung einer im Wesentlichen gerundeten vorderen Flügelvorderkante ist.

2. Vorderkantenklappenanordnung (16; 22) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine erste innere Rippe (24), die zum Halten bzw. Tragen des festen Vorderkantenfelds (26) mit dem vorderen Holm (20) des Flügels (12) des Flugzeugs verbunden ist.

3. Vorderkantenklappenanordnung (16; 22) nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine zweite innere Rippe (24), die mit dem vorderen Holm (20) des Flügels (12) des Flugzeugs, beabstandet von der ersten inneren Rippe (24), zum Halten bzw. Tragen des festen Vorderkantenfelds (26) verbunden ist.

4. Vorderkantenklappenanordnung (16; 22) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungsmechanismus (27) eine erste, generell gerade, feste Führungsschiene (64), die mit der ersten Rippe (24) verbunden ist, und eine zweite, generell gerade, feste Führungsschiene (64), die mit der zweiten Rippe (24) verbunden ist, zum Führen der Bewegung des Klappenfelds (29), wenn das Klappenfeld (29) relativ zu dem festen Vorderkantenfeld (26) bewegt wird, umfasst.

5. Vorderkantenklappenanordnung (16; 22) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungsmechanismus (27) ein erstes bewegliches Laufwerk (66) umfasst, das in bzw. an der ersten festen Führungsschiene (64) angebracht und an dem Klappenfeld (29) befestigt ist, und ein zweites bewegliches Laufwerk (66), das in bzw. an der zweiten festen Führungsschiene (64) angebracht und an dem Klappenfeld (29) befestigt ist, derart, dass jedes bewegliche Laufwerk (66) längs seiner jeweiligen festen Führungsschiene (64) läuft, wenn das Klappenfeld (29) relativ zu dem festen Vorderkantenfeld (26) bewegt wird.

6. Vorderkantenklappenanordnung (16; 22) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass jedes bewegliche Laufwerk (66) dreh- bzw. schwenkbar an dem Klappenfeld (29) angebracht ist.

7. Vorderkantenklappenanordnung (16; 22) nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungsmechanismus (27) eine generell gerade erste bewegbare Führungsschiene (68) umfasst, die an dem Klappenfeld (29) zum Führen der Bewegung des Klappenfelds (29), wenn das Klappenfeld (29) relativ zu dem festen Vorderkantenfeld (26) bewegt wird, angebracht ist.

8. Vorderkantenklappenanordnung (16; 22) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungsmechanismus (27) eine generell gerade zweite bewegbare Führungsschiene (68) umfasst, die an dem Klappenfeld (29) zum Führen der Bewegung des Klappenfelds (29), wenn das Klappenfeld (29) relativ zu dem festen Vorderkantenfeld (26) bewegt wird, angebracht ist.

9. Vorderkantenklappenanordnung (16; 22) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungsmechanismus (27) ein erstes stationäres Laufwerk (70), das in bzw. an der ersten bewegbaren Führungsschiene (68) angebracht ist, und ein zweites stationäres Laufwerk (70), das in bzw. an der zweiten bewegbaren Führungsschiene (68) angebracht ist, umfasst, derart, dass die stationären Laufwerke (70) entlang den bewegbaren Führungsschienen laufen, wenn das Klappenfeld (29) relativ zu dem oberen festen Oberkantenfeld (26) bewegt wird.

10. Vorderkantenklappenanordnung (16; 22) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der beiden stationären Laufwerke (70) dreh- bzw. schwenkbar an dem vorderen unteren Ende einer Halte- bzw. Tragrippe (24) angebracht ist.

11. Vorderkantenklappenanordnung (16; 22) nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen ersten Abdichtungsmechanismus (156), welcher die Vorderkante (54) des festen Vorderkantenfelds (26) zu der Vorderkante (154) des Klappenfelds (29) im Wesentlichen abdichtete wenn das Klappenfeld (29) in der eingefahrenen Position ist.

12. Vorderkantenklappenanordnung (16; 22) nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungsmechanismus (27) folgendes umfasst:

a) einen Winkelantriebsgetriebekasten (136), der an dem vorderen Holm (20) des Flügels (12) angebracht ist;

b) einen Kugelschrauben- bzw. -spindelmechanismus (137; 140), der sich vorwärts von dem Getriebekasten (136) erstreckt, eine Schraube bzw. Spindel (137) hat, die sich dreht, wenn der Winkelantriebsgetriebekasten (136) betätigt wird, wobei der Kugelschrauben- bzw. -spindelmechanismus (137; 140) eine Kugelmutter (140) umfasst, die auf der Schraube bzw. Spindel (137) in Gewindeeingriff angebracht ist; und

c) einen Kupplungsmechanismus (146) zum Ankuppeln der Kugelmutter (140) des Betätigungsmechanismus (27) an das Klappenfeld (29).

13. Vorderkantenklappenanordnung (16; 22) nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Abdichtungsmechanismus (166), der das hintere Ende (180) des Klappenfelds (29) zu dem vorderen Ende eines unteren festen Felds (168) im Wesentlichen abdichtet, wenn das Klappenfeld (29) in der eingefahrenen Position ist.

14. Vorderkantenklappenanordnung (16; 22) nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorderkantenklappenanordnung (16; 22) für die Verwendung mit einer Mehrzahl von Vorderkantenklappen auf bzw. an einem Flugzeugflügel (12) vorgesehen ist, wobei diese weiter einen Abdichtungsmechanismus zum im Wesentlichen Abdichten des Klappenfelds (29) zu einer anderen Vorderkantenklappenanordnung (16; 22) umfasst.

15. Vorderkantenklappenanordnung (16; 22) nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Leitflächenplatte (182), die sich von dem Vorderkantenfeld (26) nach abwärts erstreckt, wobei die Leitflächeplatte (182) ein distales Ende hat, das sich zu einer Position in der Nähe des Klappenfelds (29) erstreckt, wenn das Klappenfeld (29) in der ausgefahrenen Position ist.