DE2012243B1 - Flugzeug mit Deltaflügel - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Flugzeug mit die Hubtriebwerke hinreichend weit entfernt von

Delta-Flügel, insbesondere für den Kurz- und Senk- der Flügel-Vorder- und -Hinterkante angeordnet

rechtstart, das mit einer Triebwerksanlage zur Erzeu- sind. Dadurch wird der störende Einfluß der Trieb-

gung von Vertikal- und Horizontalschub ausgerü- werksströmung — Ansaugwirkung und Strahlinduk-

stet ist. 5 tion — auf die Tragflügelströmung vermieden. In

Es sind senkrecht- und kurzstartende Flugzeuge der Phase der Transition kann sich also frühzeitig

bekannt, bei denen Hubgebläse im Delta-Flügel in- eine gesunde, aerodynamischen Auftrieb erzeugende

stalliert sind. Solche Konfigurationen sind durch Strömung am Tragflügel ausbilden. Das aber bedeu-

starke Interferenzen gekennzeichnet, d. h. Trieb- tet einen Zuwachs an Sicherheit für das Flugzeug, da

werks- und Zellenströmung beeinflussen sich gegen- io diese kritische Phase des Übergangs vom Vertikal-

seitig sehr stark und vermindern dadurch die Lei- zum Horizontalflug beschleunigt überwunden wird,
stung und die Sicherheit des Flugzeuges. Die Die Erfindung ist in Ausführungsbeispielen in der

genannten störenden Interferenzerscheinungen ent- Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher

stehen in der Schwebeflug- und Transitionsphase beschrieben.

durch die starke Saugwirkung der Einlauf strömung 15 Fig. 1 zeigt ein Flugzeug 1, das mit Hub- und der Hubgebläse und ihrer Austrittsstrahlen. Durch Marschtriebwerken ausgerüstet ist, in einer Konfiden Sog wird einerseits die Zellenströmung auf der guration mit Delta-Flügel konstanter Pfeilung, d. h. Tragflächenoberseite unerwünscht abgelenkt, auf der gerader Anströmkante. Im vorderen Bereich dieses anderen Seite entsteht durch die Strahlinduktion ein Delta-Flügels ist der Vorflügel 3 angeordnet, der an Abwindfeld, das den aerodynamischen Auftrieb der 20 seiner Hinterkante die Klappe 4 aufweist. Der Haupt-Tragflächen und damit die Leistung des Flugzeuges flügel 2 ist an seiner Vorderkante im Bereich des in der Transitionsphase herabsetzt. Spaltes 6 mit einer Klappe 5 versehen. Beide den Spalt

Durch eine veränderliche Drehzahl der Triebwerke begrenzenden Klappen verlaufen annähernd parallel bei den unterschiedlichen Flugmanövern ergeben zueinander und erlauben eine Kontrolle der Spaltsich außerdem unterschiedliche Einlaufströmungen. 25 Strömung.

Diese Veränderungen wirken sich ihrerseits ungünstig In Flugrichtung hinter dem Spalt 6 sind im Bereich

als Interferenzströmungen aus und rufen starke der Spannweite des Vorflügels 3 in den Hauptflügel 2

Momentenänderungen über die Leitwerke auf die die Hubeinheiten 7 eingebaut. Den erforderlichen

Längs- und Seitenbewegung des Flugzeuges hervor. Horizontalschub liefert das unter dem Hauptflügel 2

Schließlich ist die Triebwerksströmung, insbeson- 30 angeordnete Reisetriebwerk 8, das mit einer Strahldere die Einlaufströmung, ihrerseits den Veränderun- ablenkvorrichtung zur Erzeugung von Vertikalschub gen im Aufwindfeld vor und im Abwindfeld hinter ausgerüstet sein kann. Bei dieser Triebwerkskonzepdem Tragflügel unterworfen. Dadurch wird aber der tion handelt es sich also um eine gemischte Huberforderliche Vertikalschub vermindert und die Lei- Schub-Anlage, bei der die jeweils benötigte Schubstung des Flugzeuges herabgesetzt. 35 komponente durch spezifische Triebwerke erzeugt

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem Flugzeug wird.

mit Delta-Flügel, insbesondere für den Kurz- und Die Funktion der beispielhaft dargestellten erfin-

Senkrechtstart, die gegenseitige Beeinflussung von dungsgemäßen Konfiguration des Flugzeuges soll

Triebwerks- und Zellenströmung gering zu halten im folgenden näher erläutert werden,
und darüber hinaus eine ungünstige Beeinflussung 40 Durch den Spalt 6 entsteht in der Phase der Tran-

des Längsmomentes durch eine veränderliche Höhen- sition auf der Oberseite des Hauptflügels 2 eine ge-

leitwerksströmung zu vermeiden. ordnete stabile Spaltströmung. Zum anderen ergibt

Ferner soll durch geeigneten Einbau der Trieb- sich, insbesondere auch bei großen Anstellwinkeln,

werke erreicht werden, daß die verbleibende geringe bei Kurzstarts oder in der Transition, oberhalb des

Interferenz wenig abhängig von Anstell- und Schiebe- 45 Vorflügels 3 eine stabile Wirbelströmung, die sich

winkel sowie von der Drehzahl der Triebwerke ist. der Spaltströmung auf der Saugseite des Hauptflü-

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gels 2 überlagert. Durch diese gemeinsame Wirkung gelöst, daß der Delta-Flügel aus einem Vorflügel und von Spalt 6 und Vorflügel 3 ist eine stabile Zuströeinem Hauptflügel besteht, wobei der Vorflügel mung für die Hubeinheiten 7 gewährleistet,
höher liegt als der Hauptflügel, so daß quer zur 50 Außerhalb der Hubeinheiten 7 bildet sich an den Flugrichtung zwischen Vor- und Hauptflügel ein Seitenkanten des Hauptflügels 2 gleichzeitig eine Spalt entsteht. stabile Wirbelströmung aus. Im Fluge mit Schiebein weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der winkel können die unterschiedlichen Anströmungen Vorflügel um eine quer zur Längsachse des Flug- der beiden Flügelhälften durch die Klappen 9 auszeuges verlaufende Ajphse schwenkbar gelagert. 55 geglichen werden. Die Steuerung und Trimmung des

Weiterhin sind nach der Erfindung die den Spalt Flugzeuges in der Längs- und Seitenbewegung wird

begrenzenden Kanten des Vorflügels und des Haupt- durch die Klappen 10 und die Ruder 11 und 12 er-

flügels mit Klappen versehen. möglicht.

Schließlich sieht die Erfindung vor, daß Einheiten Insgesamt besitzt so das erfindungsgemäße Flug-

zur Erzeugung von Vertikalschub, insbesondere 60 zeug mit der Spaltströmung und den beiden Wirbel-

deren Einlaß- und Auslaßöffnungen, im Bereich der systemen an Vor- und Hauptflügel (3 und 2) eine

Spaltströmung liegen. Das hat zum Vorteil, daß die stabile Strömungsform. Daraus ergibt sich für das

Einlaufe der Hubtriebwerke im unmittelbaren Wir- Flugzeug erhöhte Sicherheit, insbesondere bei Kurz-

kungsbereich der Spaltströmung liegen. Dadurch start und -landung und während der Transition,
wird gewährleistet, daß die Hubtriebwerke, insbeson- 65 Eine weitere Verbesserung der Senkrecht- und

dere in der Phase der Transition, genügend Ansaug- Kurzstart-Eigenschaften ist dadurch gegeben, daß

luft erhalten, um den geforderten Vertikalschub zu das Höhenleitwerk mit seinen ungünstigen Einflüssen

liefern. Ferner ist damit der Vorteil verbunden, daß auf die Flugzeugstabilität — hervorgerufen durch

die Interferenz mit den Triebwerksstrahlen — entfällt. Sichere Flugeigenschaften aber bedeuten bei Flugzeugen auch einen direkten Leistungsgewinn, weil Steuerschübe (ζ. Β. abgezapfte Triebwerksluft, die aus Steuerdüsen am Bug, Heck und an den Flügelspitzen austritt, oder Schubmodulation) und Reserveschübe (Schubüberschuß für den Ausfall eines Triebwerks) vermindert werden können. Eine Leistungssteigerung für den gesamten Vertikalschub ergibt sich gegenüber anderen Flugzeugen dadurch, daß die aus dem Strahleinfluß resultierenden Auftriebsverluste geringer sind. Dieser Effekt wird einerseits ermöglicht durch eine hinreichend große Entfernung der Triebwerke von den Flügelkanten; andererseits erlaubt die erfindungsgemäße Ausführung eine positive Einstellung des schwenkbaren Vorflügels: Dadurch kann trotz des strahlinduzierten Abwindes an der Flügelvorderkante Auftrieb am Vorflügel und eine positive Momentenänderung um die Querachse des Flugzeuges erzeugt werden.· Gegenüber herkömmlichen Konfigurationen mit Höhenleitwerkssteuerung—wo ein schwanzlastiges Moment durch Auftriebsverlust erkauft wird — erzielt man bei der erfindungsgemäßen Anordnung einen Auftriebsgewinn.

F i g. 2 zeigt eine andere Konfiguration eines Flugzeuges. In diesem Falle handelt es sich um eine Kampfflugzeugversion mit einem Doppeldelta-Flügel, in den ebenfalls erfindungsgemäß ein Vorflügel 3 integriert und dessen Vorderkante 13 am Übergang vom Vorflügel 3 zum Hauptflügel 2 geknickt ist. Die Triebwerksanlage besteht lediglich aus einem Triebwerk 14, das mit Schwenkdüsen 15 zur Erzeugung von Vertikal- und Horizontalschub vor und hinter dem Schwerpunkt 16 des Flugzeuges ausgerüstet ist.

Bei dieser Triebswerksanordnung liegt zwar keine störende Beeinflussung durch die Triebwerkseinlaufströmung vor, da sich die Lufteinläufe 17 vor der Vorderkante 13 des Delta-Flügels befinden. Aber es treten dennoch Interferenzerscheinungen durch die Strahlinduktion der austretenden Triebwerksstrahlen auf, da diese die Zellenströmung beeinflussen. Diese interferenzen werden aber durch die erfindungsgetnäße Ausführung des Delta-Flügels gering gehalten, und zwar auf die gleiche Weise, wie bereits oben, ίο Zeile 5 bis 15, für das Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 beschrieben.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Flugzeug mit Delta-Flügel, insbesondere für den Kurz- und Senkrechtstart, dadurch gekennzeichnet, daß der Delta-Flügel aus einem Vorflügel (3) und einem Hauptflügel (2) besteht, wobei der Vorflügel höher liegt als der Hauptflügel, so daß quer zur Flugrichtung zwischen dem Vor- und Hauptflügel ein Spalt (6) entsteht.

2. Flugzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorflügel (3) um eine quer zur Längsachse des Flugzeuges verlaufende Achse schwenkbar ist.

3. Flugzeug nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die den Spalt (6) begrenzenden Kanten des Vorflügels (3) und des Haupt-

flügels (2) mit Klappen (4 und 5) versehen sind.

4. Flugzeug nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einheiten (7) zur Erzeugung von Vertikalschub, insbesondere deren Einlaß- und Auslaßöffnungen, in Flugrichtung hinter dem Spalt (6) im Bereich der Spaltströmung liegen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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