DE2751361C2 - Verfahren zur Flugzeugsteuerung durch Steuerung abgelöster Flügelvorderkanten-Wirbelströme - Google Patents

Description

nun in die Stabilität und in die Steuerung einer Flugzeugkonfiguration aktiv eingegriffen, wobei dies nun sowohl symmetrisch, als auch unsymmetrisch erfolgen kann.

Bei symmetrischer Betätigung — d. h. die Backbord- und die Steuerbordseite erhalten gleichsinnige Betäti-

f| gung der entsprechenden Organe — werden die in den

|§ F i g. 4 und 5 erhaltenen Kennlinien bzw. Kennwerte für

pf die Auftriebssteuerung (ACa\ die Längssteuerung und

Il Trimmung (/1Ci^ und die Längsstabilität ACm'ACa er-

r| halten.

If Die einzelnen Kennwerte bei unsymmetrischer Betä- § tigung der Klappen für die Rollsteuerung gehen aus der §S F i g. 6 hervor, während die F i g. 7 und 8 die Verhälinisi5> se veranschaulichen, wie sie bei einseitigem oder beid- 1$ seitigem Ausblasen mit unterschiedlichem Blasimpuls fs bzw. unterschiedlicher Blasrichtung für Roll- und Sei- || tenkraftsteueriing auftreten, wobei nur (F i g. 7 und 8) |3 kurvensinnige Seitenkräfte erzeugt werden (Seitenkraft Jf zur Kurvenmitte gerichtet). § Die Seitenkraftsteuerung und die Rollsteuerung kann Ejj auf verschiedene Weise bei unsymmetrischer Bctätijf gung erfolgen. Einmal durch Ausschlag der Vorderkante tenklappe allein, dann durch einseitiges oder beidseiti- h ges Ausblasen mit unterschiedlichem Blasimpuls und/ ;;· oder unterschiedlicher Blasrichtung und weiterhin κ durch eine Kombination von Klappenausschlag und •I Ausblasen.

:| Nun gibt es hier aber noch weitere Kombinations-

ji möglichkeiten und zwar symmetrisches Blasen zusam-

; men mit unterschiedlichem Ausschlag der Vorderkan-

■^; tenklappe oder symmetrischer Klappenausschlag mit

; einseitigem oder unterschiedlichem beidseitigen Aus-

, blasen. Gerade bei der Rollsteuerung kommt das Ver-

; i fahren besonders wirkungsvoll zur Geltung, denn bisher

:■-.;■ ging die Wirksamkeit der oft enorm aufwendig konstru-

;.-, ierten Rollruder (Querruder, Spoiler etc.) mit stcigen-

;■;; dem Anstellwinkel sehr rasch verloren.
;; Die in der Zeichnung verwendeten Größen haben

,: folgende Bedeutung:

^: Cl = Rollmoment

Cm = Nickmoment

Ca = Auftrieb

a = Anstellwinkel

φΙ = linker Pfeilwinkel der Strömung
'. q>r = rechter Pfeilwinkel der Strömung

CaI " linker Ausblasebeiwert

Car = rechter Ausblaseboiwert.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

b5

Claims (2)

1 2 rung, Stabilisierung und Trimmung eines Flugzeuges Patentansprüche: heranzuziehen. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß durch Aus-

1. Verfahren zur Flugzeugsteuerung durch Steue- schlagen von Flügelvorderkantenklappen aus der Horirung abgelöster Flügeivorderkanlen-Wirbelströme 5 zontalebene nach unten und oben und bzw. oder konmittels beweglicher Vorderkantenklappen, da- zentriertes Blasen über den Tragflügel parallel zur durch gekennzeichnet, daß durch Aus- Tragflügelvorderkante eine Roll-, Längsmomenten-und schlagen von Flügelvorderkantenklappen aus der Seitenkraftsteuerung erzeugt wird. Das Aasschlagen Horizontalebene nach oben und unten und bzw. der Flügelvorderkantenklappen und das Blasen über oder konzentriertes Blasen über den Tragflügel par- io den Tragflügel ist nach einer Ausgestaltung der Erfinallel zur Tragflügelvorderkante eine Roll-, Längsmo- dung symmetrisch oder unsymmetrisch durchführbar, menten- und Seitenkraftsteuerung erzeugt wird. Durch diese Maßnahmen ist nun ein Verfahren ge-

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- schaffen worden, das es erlaubt, den nichtlinearen Aufzeichnet, daß das Ausschlagen der Flügelvorderkan- trieb von dem geometrischen Flügelanstellwinkel zu tenklappen und das Blasen über den Tragflügel sym- 15 entkoppeln, ferner eine effektive Rollsteuerung im Gemetrisch oder unsymmetrisch durchführbar ist. biet hoher Anstellwinkel zu ermöglichen und eine direkte Seitenkraftsteuerung durch differentiell betätigte

Vorderkantenklappen und bzw. oder spannweitiges Blasen zu schaffen. ' 20 Die Erfindung ist nachfolgend an einem Ausführungs-

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur beispiei beschrieben und zeichnerisch erläutert Die

Flugzeugsteuerung durch Kontrolle abgelöster Flügel- Zeichnungen zeigen

Vorderkanten-Wirbelströme mittels beweglicher Vor- Fig. la—If verschiedene Tragflächenformen mit

derkantenklappen. Vorderkanten-Wölbungsklappen;

Die Strömung um schlanke aerodynamische Flächen, 25 Fig.2 einen Schnitt entlang der Linie IMI gemäß

wie beispielsweise Delta-, Pfeil- c₅1er Knickflügel oder Fi g. la bis If;

ogive, gotische etc. Flügelgrundrisse, ist ab einem be- F i g. 3 ein Diagramm der nichtlinearen Auftriebser-

stimmten Anstellwinkel beherrscht durch das Auftreten zeugung;

stabiler, konzentrischer Wirbelschichten, die sich ahn- Fig.4 ein Diagramm der nichtlinearen Wölbungs-

lich einer Tütenform über dem Flügel aufrollen und von 30 klappensteuerung «wie mit spannweitigem Blasen zur

der Vorderkante der Tragfläche ausgehen. Die Entste- Auftriebssteuerung;

hung solcher Wirbelströme ist anhängig von der Pfei- F i g. 5 ein Diagramm der Verhältnisse bei verschiede-

lung und der Nasenstruktur der Tragfläche, welche den nen Klappenstellungen zur Längssteuerung und -stabili-

Anstellwinkel beeinflussen bzw. sej^sr Größe nach be- tat;

stimmen, ab welchem die Strömungscharakteristiken ei- 35 F i g. 6 ein Diagramm der Verhältnisse bei Rollsteue-

ne nichtlineare Abhängigkeit vom geometrischen An- rung und unsymmetrischer Betätigung;

Stellwinkel aufweisen. Dieser Zusatzauftrieb ist also Fig.7 eine Schemaskizze der Verhältnisse bei un-

vom geometrischen Anstellwinkel der tragenden Fläche symmetrischem beidseitigen Ausblasen;

abhängig. F i g. 8 eine Schemaskizze der Verhältnisse bei sym-

Nun sind schon Flügelausbildungen bekanntgewor- 40 metrischer Betätigung des Blasimpulses aber unter-

den — beispielsweise aus der Deutschen Patentschrift schiedlicher Blasrichtung.

6 99 157 — deren Auftriebserzeugung veränderbar isi Das Verfahren bezieht sich auf Modifikationen an durch Verstellung in Abhängigkeit von den an der oder in der Nähe der Tragflügelvorderkanten, wobei Ober- und Unterseite der Flügelnase auftretenden Luft- deren Form beliebig sein kann. Das heißt, das Verfahren drücken, wobei ein zwischen Oberseite und Unterseite 45 läßt sich bei jeder Flügelquerschnittskontur — rund bestehender Druckunterschied hervorgerufen durch oder spitz — anwenden, ganz gleich ob die Grundriß-Überdruck auf der Unterseite und Unterdruck auf der spur gebogen, gerade, ein- oder mehrfach geknickt ist Oberseite des Flügels, auf die Vergrößerung des An- und Teile oder das Ganze als Vorderkanten-Wölbungsstellwinkels des ganzen Flügels wirkt. klappen ausgebildet sind.

Die verschiedensten Maßnahmen zur Ausnützung 50 Zur Durchführung des Verfahrens ist vorgesehen, daß von Zusatzauftrieben bzw. zum Erhalt solcher sind be- die integrierten Wölbungsklappen bewegliche Teile reits vorgeschlagen worden. So beispielsweise durch die aufweisen, die sowohl nach oben, als auch nach unten Deutsche Offenlegungsschrift 15 06 598, wo die Ausbil- ausgeschwenkt bzw. ausgefahren werden. Durch diese dung der Flügelvorderkante als spezielle Spalt-Wöl- Maßnahme ist es nun möglich, den effektiven Anstellbungsklappe vorgeschlagen wird, oder durch die Deut- 55 winkel α vom geometrischen zu entkoppeln. Diese Entsche Offenlegungsschrift 19 17 532, wo in Weiterbildung kopplung und damit die unabhängige Erzeugung des zwei ausfahrbare Klappenteile spallbildend ausgeführt nichtlincaren Zusatzauftriebes kann auf dreierlei Art ersind. Alle diese vorgeschlagenen Lösungen sind mit dem folgen:

Nachteil behaftet, daß der volle nichtlineare Zusatzauf- Einmal durch nach oben ausgeschwenkte Nasenklaptrieb nicht ausgenützt werden kann, da bei dem notwen- so pen, wie beispielsweise sogenannte Krügerklappen dig erforderlichen Flügclanstellwinkcl die Steuerbarkeit oder Wölbungsklappen, zweitens durch konzentriertes und die Stabilität um die Roll- und die Gicrachsc sehr Blasen über die Flügcloberseite und parallel zur Vorschnell und vorzeitig eingebüßt werden. derkanie bzw. der Scharnierleiste der Klappen und drit-

Oer vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe lens durch die Kombination beider vorgenannter Maßzugrunde, ein Verfuhren /u schaffen, mit dem es möglich bs nahmen, wobei spannweitiges Blasen zusätzlich zurStaist. den effektiven F^;liigcliinsiellwinkcl /ti entkoppeln bilisieriiiig des nach der erstgenannten Maßnahme — und dadurch unabhängig vom Flügclansiellwinkcl in ei- also dem Ausschwenken der Nascnklappen — erzeugncni erweiterten Bereich den Zusatzantrieb zur Steue- ten Wirbclsysicms herangezogen wird. Hierdurch wird