SE515029C2

SE515029C2 - Lowering control mechanism for flap on aircraft wing, comprising cam with pair of link arms pivotably secured via top and bottom links to flap and wing consoles

Info

Publication number: SE515029C2
Application number: SE9802900A
Authority: SE
Inventors: Jacob Ancker; Krister Karling
Original assignee: Saab Ab
Priority date: 1998-08-31
Filing date: 1998-08-31
Publication date: 2001-05-28
Also published as: SE9802900L; SE9802900D0

Abstract

The flap (1) is mounted on top of a cam with two arms (3, 4) formed by a front link (3) pivotably secured at its top end to a fixed top link (5) in a wing console (11) fixed to the wing (2), and a rear link (4) pivotably secured at its top end to a top link (6) movable with respect to the wing console. The bottom ends of the front and rear links are pivotably secured by bottom links (8, 9) to the lower part of a cam body forming a flap console (7) fixed to the flap.

Description

5 1 5 Û 2 9 Q, hos klaffen vid klaffvinklar i området 5-20 grader, dvs de klaffvinklar som normalt används vid start av ﬂygplan. Den i US 5207400 redovisade mekanismen kan bara optimeras för en specifik startklaffvinkel. En fyrledsmekanism av det redovisade slaget blir också känslig för glapp i ledema. 5 1 5 Û 2 9 Q, at the flap at flap angles in the range 5-20 degrees, ie the flap angles normally used at the start of the eye plane. The mechanism described in US 5207400 can only be optimized for a specific starting flap angle. A four-joint mechanism of the type reported also becomes sensitive to play in the joints.

BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Enligt en aspekt av föreliggande uppfinning framläggs en klaffmekanism vid en ﬂygplansvinge specificerad genom anordningskravet 1.DESCRIPTION OF THE INVENTION According to one aspect of the present invention, there is provided a flap mechanism at an eye plane wing specified by the device claim 1.

Genom ett arrangemang av en vingklaff såsom definierad i patentkravet 1 erhålls en klaffrörelse där _ klaffens översida under rörelsen tangerar den tänkta förlängningen av vingytans ovansída. En god och önskvärd klaffrörelse utmärker anordníngen.By arranging a wing flap as defined in claim 1, a flap movement is obtained where the upper side of the flap during the movement touches the intended extension of the upper side of the wing surface. A good and desirable flap movement characterizes the device.

Medelst klaffrnekanismen erhålles följaktligen en klaff som på ett robust sätt ger en god Fowler- rörelse, detta i kombination med andra fördelar som att man med klaffmekanismen enligt uppfinningsaspekten erhåller låga manöverlaster, att rnekanismens vertikala bygghöjd är liten samtidigt som utförandet är enkelt trots att anordningen i sig innehåller relativt många länkar.By means of the flap mechanism a flap is consequently obtained which in a robust manner gives a good Fowler movement, this in combination with other advantages such as with the flap mechanism according to the invention aspect low operating loads, that the vertical construction height of the mechanism is small while the design is simple. itself contains relatively many links.

FIGURBESKRIVNIN G Figurema 1 - 3 visar schematiskt klaffmekanismen i en sidovy med klaffen dels infälld, dels utfalld i två olika lägen.DESCRIPTION OF THE FIGURES Figures 1 - 3 schematically show the flap mechanism in a side view with the flap partly recessed and partly folded out in two different positions.

BESKRIVNING AV UFFÖRINGSFORNIER Med stöd av figurerna redovisas i det följande ett antal olika utföranden av uppfinningen. lﬁgurerna åskådliggörs en vingklaff 1 som är anordnad vid en vinges 2 bakre del på känt sätt. Ving- klaffen 1 utför vid utfallning av denna en vaggrörelse genom att klaffmekanismen är anordnad som en modifierad vagga. Två länkar utgör vaggarmar, en främre länk 3 och en bakre länk 4. Vaggar- mama, dvs den främre länken 3 och den bakre länken 4 är ledat angjorda till en vid vingens bakre del och i undre delen av denna anordnad vingkonsol 11. Vaggarmarna 3, 4 är nedhängande och -O 15 20 30 515 029 3 nedtill ledat anordnade vid en vaggkropp i form av en från vingklaffen 1 och nedhängande från vingklaffen 1 fixt angjord klaffkonsol 7. Den främre länken 3 är ledad till nedersta delen av klaffkonsolen 7 vid en nedre främre led 8. Den bakre länken 4 är på motsvarande sätt ledad till klafﬂšonsolen 7 vid en nedre bakre led 9. Vaggkroppen, dvs klaftkonsolen 7 kan genom detta arrangemang utföra en vaggrörelse, när vaggarmarna 3, 4 förs framåt resp bakåt i sina nedre ändar.DESCRIPTION OF EXECUTIVE FORVES With the aid of the figures, a number of different embodiments of the invention are presented in the following. The layers illustrate a wing flap 1 which is arranged at the rear part of a wing 2 in a known manner. The wing flap 1 performs a cradle movement when it folds out in that the flap mechanism is arranged as a modified cradle. Two links constitute rocker arms, a front link 3 and a rear link 4. The rocker arms, i.e. the front link 3 and the rear link 4 are articulated to a wing bracket 11 arranged at the rear part of the wing and in the lower part of this. , 4 are suspended and -0 15 20 30 515 029 3 are hinged at a lower body arranged in the form of a flap bracket 7 fixedly fixed from the wing flap 1 and suspended from the wing flap 1. The front link 3 is hinged to the lower part of the flap bracket 7 at a lower front link 8. The rear link 4 is correspondingly articulated to the flap bracket 7 at a lower rear link 9. The cradle body, ie the flap bracket 7 can by this arrangement perform a cradle movement, when the cradle arms 3, 4 are moved forwards and backwards at their lower ends .

Eftersom den främre länken 3 vid utsvängning av denna bakåt kommer att med sin nedre främre led 8 inta en högre nivå än den nedre bakre leden kommer vaggkroppen, dvs klaffkkonsolen 7 att tippa bakåt under en sådan vaggningsrörelse, varvid vingklaffen 1 beskriver en en bågforrnad rörelse bakåt, ut från Vingen 2, så som önskat. Denna rörelse är känd genom skriften US 5207400. Före- liggande aspekt av uppfinningen skiljer sig dock från anordningen i skriften genom att anslutningen av vaggarmama 3, 4 i sina övre ändar anordnats ledade till vingkonsolen på ett förfinat sätt.Since the front link 3 when swinging this backwards will with its lower front link 8 occupy a higher level than the lower rear link, the rocker body, i.e. the flap bracket 7, will tip backwards during such a rocking movement, the wing flap 1 describing an arcuate movement backwards , out of Wing 2, as desired. This movement is known from the publication US 5207400. However, the present aspect of the invention differs from the device in the publication in that the connection of the cradle arms 3, 4 at their upper ends is arranged hinged to the wing bracket in a refined manner.

Den främre länken 3 är i sin översta ände ledad medelst en ﬁx främre led 5 till vingkonsolen 11.The front link 3 is articulated at its upper end by means of a ﬁ x front link 5 to the wing bracket 11.

Den bakre länken 4 är dock ej fixt ledad i vingkonsolen l 1. I stället har en justerled 6 anordnats.However, the rear link 4 is not fixedly articulated in the wing bracket 11. Instead, an adjusting articulation 6 has been provided.

Justerleden 6 åstadkoms i övre änden av en justerlänk genom att justerlänken 12 är ledad vid en femte led 12 iyttersta bakre delen av vingkonsolen 11. Den bakre vaggarmen, dvs den bakre länken 4, är i sin översta ände ledad vid den översta änden av nyss nämnda justerlänk 12 i justerleden 6.The adjusting link 6 is provided at the upper end of an adjusting link in that the adjusting link 12 is hinged at a fifth link 12 in the rearmost rear part of the wing bracket 11. The rear rocker arm, i.e. the rear link 4, is hinged at its upper end at the upper end of adjusting link 12 in the adjusting joint 6.

Vidare sträcker sig en kopplingslänk 13 som har sin bakre ände ledad i justerleden 6 fram till den främre vaggarrnen, dvs den främre länken 3, till vilken främre länk 3 kopplingslänken 13 är ledad i en centralt på den främre länken 3 anordnad kopplingsled 14.Furthermore, a coupling link 13 having its rear end articulated in the adjusting joint 6 extends to the front cradle, i.e. the front link 3, to which front link 3 the coupling link 13 is articulated in a coupling joint 14 arranged centrally on the front link 3.

Medelst de två länkarna, justerlänken 12 och kopplingslänken 13, ledat angjorda till vingkonsolen 11 åstadkoms att justerleden 6 beskriver en lätt bågformad rörelse under utfalllning av vingklaffen.By means of the two links, the adjusting link 12 and the coupling link 13, hinged to the wing bracket 11, it is achieved that the adjusting joint 6 describes a slightly arcuate movement during the failure of the wing flap.

Detta medför att den bakre vaggarmens övre led justeras kontinuerligt under rörelsen, så att vingklaffen tvingas följa en önskad bana under hela rörelseförloppet. Det blir härigenom möjligt att styra vingklaffen så att den översta delen av -kurvan på vingklaffens översída huvudsakligen tangerar den linje som utgör en tänkt förlängning bakåt av kurvan som begränsar vingproﬁlens ovansida.This means that the upper joint of the rear rocker arm is continuously adjusted during the movement, so that the wing flap is forced to follow a desired path during the entire course of the movement. This makes it possible to steer the wing flap so that the upper part of the curve on the upper side of the wing flap mainly touches the line which constitutes an imaginary extension backwards of the curve which limits the upper side of the wing profile.

Vingkonsolen ll är enligt ett utföringsexempel utförd för att ge mekanismen en stark struktur. De båda vaggarmarna 3 och 4 samt klafﬂmnsolen 7 är härvid placerade på den ena sidan av vingkonsolen 11, medan justerlänken 12 och kopplingslänken 13 placerats på motsatta sidan av vingkonsolen 11. Ett bananformat hål är härvid upptaget i vingkonsolen ll för att medge att kopplingsleden 6 får fritt spelrum (Denna variant ej visad i ritningarna, p g a åskådligheten). För att .d 15 20 '50 5 'l 5 0 2 9 'ri förstärka mekanismen kan länkarna, t ex vaggarmarna 3 och 4 dubbleras och placeras symmetriskt på båda sidor av vingkonsolen 11. Kopplingslärrken 13 kan alternativt utföras som en gaffel i en eller båda ändar. Härvid erhålls en struktur i full symmetri, varigenom en större last kan bäras.According to an exemplary embodiment, the wing bracket 11 is designed to give the mechanism a strong structure. The two cradle arms 3 and 4 and the flap bracket 7 are in this case placed on one side of the wing bracket 11, while the adjusting link 12 and the coupling link 13 are placed on the opposite side of the wing bracket 11. A banana-shaped hole is provided in the wing bracket 11 to allow the coupling joint 6 to free play (This variant is not shown in the drawings, due to the visual acuity). In order to reinforce the mechanism, the links, for example the cradle arms 3 and 4, can be doubled and placed symmetrically on both sides of the wing bracket 11. The coupling larch 13 can alternatively be designed as a fork in one or more both ends. A structure in full symmetry is obtained, whereby a larger load can be carried.

Mekanismen enligt uppfinningen ger låg utbyggnad nedåt, vilket ger litet luftmotstånd vid överbyggnad av mekanismen. Klaffen enligt exemplet kan fällas ut upp till 45 grader. Detta är dock beroende av klaffens profil. Utställningsvinklarna hos mekanismens enskilda delar vid en klaffmekanism av det beskrivna slaget är i huvudsak små, vilket ger små inre krafter, dvs tryck- och dragkrafter på länkarna. Länkarna kan därför ges små dimensioner, dvs relativt korta och med liten tvärsnittsarea, varvid den totala vikten av mekanismen blir lägre än vid tidigare kända mekanismer som presterar samma klaffrörelse. Vaggkroppen, dvs klafﬂronsolen 7 kan utformas hur som helst, så länge den håller sig inom givna yttre begränsningar.The mechanism according to the invention gives low extension downwards, which gives little air resistance when superstructure of the mechanism. The flap according to the example can be folded out up to 45 degrees. However, this depends on the profile of the flap. The exhibition angles of the individual parts of the mechanism in a flap mechanism of the type described are mainly small, which gives small internal forces, ie compressive and tensile forces on the links. The links can therefore be given small dimensions, ie relatively short and with a small cross-sectional area, whereby the total weight of the mechanism is lower than with previously known mechanisms which perform the same flap movement. The cradle body, ie the flap sun 7, can be designed in any way, as long as it stays within given external limits.

Mellan den ﬁxa främre leden 5 och kopplingsleden 14 kommer en icke försumbar tryckbelastning att uppstå i fullt utfällt läge hos klaffen l. Denna belastning härrör från den trycklast som uppkommer i kopplingslänken 13. Den främre länken 3 och kopplingslänken 13 kommeri detta fall att tjäna som ett slags överknäckning. Härvid är manöverlasten på den främre länken 3 fortsatt liten.Between the axa front joint 5 and the coupling joint 14 a non-negligible pressure load will arise in the fully extended position of the flap 1. This load derives from the pressure load which arises in the coupling link 13. The front link 3 and the coupling link 13 will in this case serve as a kind of over-cracking. In this case, the operating load on the front link 3 remains small.

Det kan av denna anledning vara lämpligt att anordna manövrering av klaffmekanismen via den främre länken 3.For this reason, it may be appropriate to arrange operation of the flap mechanism via the front link 3.

Fördelarna med en klaffmekanism av det beskrivna slaget blir ﬂera: kompakt lösning, i huvudsak låga inre krafter, låga manöverkrafter, robust konstruktion, låg vikt, endast roterande delar (det förekommer alltså ej gejdrar, glidning, skenor och liknande) och issäker konstruktion. Ytterligare en väsentlig fördel med utförandet enligt uppfinningen är dess okänslighet för glapp i ledema jämfört med t ex motsvarande fyrledsmekanism. Jämförelse görs härvid med klaffmekanismer som åstadkommer samma ideala rörelse som den-här beskrivna. Lösningen enligt uppfinningen erbjuder också en stor Fowler-rörelse i relation till den bygghöjd som mekanismen kräver.The advantages of a flap mechanism of the type described are ﬂ era: compact solution, mainly low internal forces, low maneuvering forces, robust construction, low weight, only rotating parts (there are no guides, slides, rails and the like) and ice-safe construction. A further significant advantage of the embodiment according to the invention is its insensitivity to play in the joints compared with, for example, the corresponding four-joint mechanism. Comparison is made here with flap mechanisms which achieve the same ideal movement as the one described here. The solution according to the invention also offers a large Fowler movement in relation to the construction height required by the mechanism.

Klaffmekanismen enligt uppﬁnningsaspekten kan naturligtvis i sin konstruktion varieras på ett antal olika sätt. Länkamas utseende och deras utbredning i planet kan varieras på en mångfald sätt.The flap mechanism according to the invention aspect can of course be varied in its construction in a number of different ways. The appearance of the links and their distribution in the plane can be varied in a variety of ways.

Figurerna har utformats så att mekanismens uppbyggnad görs så tydlig som möjlig för god åskådlighet. Principen för länkarnas och ledemas inbördes placering och koppling till varandra framgår dock av ﬁgurema. rd 15 51-5 029 5 För att åstadkomma en vridningsrörelse, hos klaffen 1 vid utfällning av densamma (vanligen benämnd konisk rörelse i ﬂygspråk) kan samma princip som för fallet att klaffkordan och rörelsen är konstant längs vingen tillämpas. Lederna 5, 6, 8, 9, 14 kan då utföras som kulleder. Den nämnda vridningen av klaffen i klaffplanet kan på känt sätt vara nödvändig p g a att klaff l och vinge 2 är avsmalnande utåt från ﬂygplanet. Mekanismens dimensioner anpassas till den rörelse som krävs i beroende av mekanismens placering i spännviddsled. Härvid kan mekanismen enligt uppﬁnningsaspekten användas även vid klaffar där vingens och klaffens kordor varierar linjärt i spännviddsled, något som är vanligt förekommande hos flygplan. Samma effekt som uppnås med kulleder kan också uppnås med lärnplig elastisk anpassning (eng. tailoring) av vingkonsolen (11) t och klaffkonsolen (7) eller en kombination av kulleder och elastisk anpassning. Även andra delar av mekanismen, vinge och klaff kan ingåi en elastisk anpassning. Det finns också möjlighet att låta antalet klaffmekanismer vara ﬂera än 2, alla med möjligheten att utföras i enlighet med ovanstående resonemang. Med rätt styvhet hos vinge 2 och klaff l behöver heller ej rörelsen vara rent konisk.The figures have been designed so that the structure of the mechanism is made as clear as possible for good visibility. However, the principle of the mutual placement and connection of the links and links to each other is stated in the ﬁ gurema. rd 15 51-5 029 5 In order to bring about a rotational movement of the flap 1 when it is folded out (usually called conical movement in the eye language), the same principle as in the case of the flap chord and the movement is constant along the wing can be applied. The joints 5, 6, 8, 9, 14 can then be designed as ball joints. The mentioned rotation of the flap in the flap plane may in a known manner be necessary because flap 1 and wing 2 are tapered outwards from the eye plane. The dimensions of the mechanism are adapted to the movement required depending on the location of the mechanism in the span direction. In this case, the mechanism according to the invention aspect can also be used in flaps where the cords of the wing and flap vary linearly in the span, something that is common in aircraft. The same effect as is achieved with ball joints can also be achieved with doctrinal elastic adjustment (tailoring) of the wing bracket (11) t and the flap bracket (7) or a combination of ball joints and elastic adjustment. Other parts of the mechanism, wing and flap can also be included in an elastic fit. It is also possible to let the number of flap mechanisms be ﬂ than 2, all with the possibility of being carried out in accordance with the above reasoning. With the right rigidity of wing 2 and flap l, the movement does not have to be purely conical either.

Claims

10 15 20 25 30 5,15- 0219 6 PATENT REQUIREMENTS

1. l. Flap mechanism at an aircraft wing (2) for guiding a flap (1) at the rear part of the wing (2) during folding out of the flap (1), features! in that the flap (1) is arranged on top of a cradle with two hanging cradle arms (3, 4) in the form of a front link (3) and a rear link (4), which links: - at their upper ends are articulated in the mechanism, the front link (3) at a wing bracket (11) connected to the wing (2) in a fixedly positioned joint (5) and the rear link (4) in a joint (6) movable relative to the wing bracket (11), at their lower ends are articulated at lower joints (8, 9), the front link (3) at a front lower joint (8) and the rear link (4) at a rear lower joint (9) in the lower part of a cradle body (7) which consists of a flap fast fixed at the flap (1) - where the path of the movable joint (6) is controlled in a predetermined curve in the event of a flap failure by means of an adjusting link (12) and a coupling link (13) both at a of their respective ends are articulated to each other in the movable joint (6), whereby the flap (1) is extended out of the wing (2) and angled outwards, downwards relative to the wing (2), when the lower ends of the rocker arms (3, 4) angled out from the wing (2).

Flap mechanism according to claim 1, characterized in that the adjusting link (12) is hinged at its second end at a fifth joint (10) at the end of the wing bracket (11) and the coupling link (13) at its second front end is hinged at a coupling joint (14 ) in the front link (3) at a point located between the axial link (5) and the front lower link (8), whereby the path of the movable link (6) in the event of a flap (1) is also controlled by the front link (1). 3) movement.

Flap mechanism according to claim 2, characterized in that at least one of the links (3, 4, 6, 12, 13) is arranged to be doubled, the link being made on either side of the wing bracket (11) to increase the stability of the mechanism.

Flap mechanism according to one of the preceding claims, characterized in that the fold-out of the flap (1) is actuated via rotation of the front link (3) about the leden xa joint (5).

Flap mechanism according to one of the preceding claims, characterized in that the mechanism is designed with elastic adaptation so that the flap can perform a rotational movement in the flap plane.