DE2641468A1

DE2641468A1 - Flugzeug mit oberhalb der tragfluegel angeordneten triebwerken

Info

Publication number: DE2641468A1
Application number: DE19762641468
Authority: DE
Inventors: Guenter Krenz
Original assignee: Vereinigte Flugtechnische Werke Fokker GmbH
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1976-09-15
Filing date: 1976-09-15
Publication date: 1978-03-16
Also published as: US4171786A; DE2641468C2; FR2364815A1; FR2364815B1; GB1593671A

Description

"264U68-

7622-26 λ Bremen, d. 13. September 1976

O W22 B/Heu/we

Vereinigte Flugtechnische Werke-Fokker Gesellschaft mit beschränkter Haftung

Flugzeug mit oberhalb der Tragflügel angeordneten Triebwerken

Die Erfindung bezieht sich auf ein Flugzeug mit oberhalb der Tragflügel angeordneten Triebwerken, deren Lufteinläufe vor der Tragflügelvorderkante liegen.

Derartige Flugzeuge sind zum Beispiel durch die. US-Patentschrift 3 018 983 bekannt geworden, wobei die Triebwerke mittels eines langen nach vorne ragenden Stieles (Pylon) am Tragflügel befestigt oder un- «ittelbar auf der Tragfläche angeordnet sind. Im ersten Falle tritt

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der Triebwerksstrahl im Abstand oberhalb der Tragfläche aus dem Triebwerk aus, während er im zweiten Falle die Oberseite der Tragfläche berührt. Beide Arten der Triebwerksbefestigung weisen jedoch insofern Nachteile auf, als Interferenzen zwischen der Tragflügelströmung einerseits und der Strömung um den Triebwerksstiel

andererseits
bzw« die Triebwerksverkleidung Zusatzwiderstände hervorrufen. Ferner ist durch die deutsche Offenlegungsschrift 1 8O3 132 ein Flugzeug bekannt geworden, das mehrere hintereinander liegende Tragflächen aufweist, an deren Enden die Triebwerke angeordnet sind. Der Zweck einer derartigen Tragflächen- und Triebwerksanordnung besteht darin, die jeweils hinter dem betreffenden Triebwerk liegende Tragfläche von beiden Seiten zur Auftriebserhöhung mit dem Triebwerksstrahl anzublasen. Der Nachteil einer"solchen Anordnung besteht in der hohen thermischen Beanspruchung der vom Triebwerksstrahl beaufschlagten FlUgelteile. Im übrigen treten auch hier an jedem Flügel die erwähnten Interferenzwiderstände auf.

Aufgabe der Erfindung ist es, die erwähnten Interferenzwiderstände durch eine geeignete Triebwerksaufhängung zu vermeiden und den Auftrieb des Tragflügels zu erhöhen. Die Lösung dieser Aufgabe liegt erfindungsgemäß darin, daß die Triebwerke mittels eines vor und über dem Tragflügel angeordneten, zur Auftriebserzeugung ausgebildeten Stummelflügels am Rumpf befestigt sind. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Ansprüchen 2 bis 4 zu entnehmen· Der Vorteil dieser erfindungsgemäßen Anordnung besteht im wesentlichen darin, daß die Tragflächenströraung frei von widerstandserzeugenden Interferenzen ist. Dadurch wird der Auftrieb des Tragflügels erhöht, so daß die Flügelfläche bei einem vorgegebenen Auftrieb verkleinert werden kann. Ausgehend von der im Oberbegriff definierten Triebwerksanordnung wird der hierfür bisher notwendige widerstandserzeugende Pylon in ein auftriebserzeugendes und widerstandsverminderndes Element umgewandelt. Durch die erfindungsgernäße Zuordnung des Stummel- bzw. Zusatzflügels vor und über dem Tragflügel wird ein Doppeldeckereffekt

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erzielt, der eine Auftriebserhöhung für den Tragflügel bedeutet und eine TTi derstandsverminde rung der Triebwerksbefestigung erreicht. Eine weitere Auftriebssteigerung bzw. Hiderstandsverminderung wird durch die Beschleunigung der Strömung auf der Tragflächenoberseite durch Ejektorwirkung des Triebwerkstrahles erzielt. Im übrigen ist der Triebwerksstrahl durch einen erfindungsgemäß definierten Abstand so weit von der Oberseite der Tragfläche entfernt, daß eine thermische Belastung der Tragflächenhaut bzw. -struktur nicht zu befürchten ist; die Tragflächenhaut wird durch die durch den Triebwerks— strahl beschleunigte Umgebungsluft gegenüber den heißen Austritts— gasen isoliert.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden näher beschrieben und ist in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:

Figur 1 eine Ansicht von vorn auf das erfindungsgemäße Flugzeug, Figur 2 eine Ansicht von oben auf das erfindungsgemäße Flugzeug,

Figur 3 einen Schnitt durch die senkrechte Längsmittelebene des erfindungsgemäß angeordneten Triebwerks und

Figur 4 einen Schnitt durch den erfindungsgemäßen Sturamelflügel und den Tragflügel in einer Ebene zwischen Triebwerk und Rumpf.

Aus Figur 1 und 2 ist die prinzipielle Anordnung des Triebwerks 3 gegenüber dem Tragflügel 1 und dsm Rumpf 8 zu ersehen. Dabei ist zunächst erkennbar, daß der Tragflügel 1 frei von jeder Triebwerksbefestigung ist und daß das Triebwerk 3 mittels eines vor und über dem Tragflügel 1 angeordneten Stumnelflügeis 6 am Rumpf 8 des Flugzeuges befestigt ist₀ Das Triebwerk 3 liegt bei der erfindungsgemäßen An—

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ordnung mit seinem Lufteinlauf 4 vor der Vorderkante 2 des Tragflügels 1 und mit seiner Strahlaustrittsebene 5 hinter der Vorderkante 2 des Tragflügels 1. Der Sturamelflügel 6, der das Triebwerk trägt, ist gegenüber dem Tragflügel 1 nach oben und nach vorn versetzt» so daß beide Flügelteile ein Doppeldeekersystem bilden* Um diesen vorteilhafren Doppeldeckereffekt noch zu verstärken, kann der Stumraelflügel 6 durch den Zusatzflügel 9 in Spannweitenrichtung des Tragflügels 1 verlängert werden. Dabei weist der Zusatzflügel 9 etwa die gleiche Hoch— und Vorlage gegenüber dem Tragflügel 1 auf wie der Stummelflügel 6.

Aus Figur 3 ist die erfindungsgemäß definierte Lage des Triebwerks zum Tragflügel 1 zu entnehmen. Dabei liegt das Triebwerk 3 mit seiner Unterseite gegenüber der Oberseite des Tragflügels 1 um den Abstand a höher, während der Lufteinlauf 4 des Triebwerks 3 vor der Vorderkante des Tragflügels 1 und seine Strahlaustrittsebene 5 um den Abstand b hinter der Vorderkante 2 liegt. Als Bezugsmaß für die Lage des Triebwerks 3 wurde der Innendurchmesser d des Lufteinlaufes 4 des Triebwerks 3 gewählt. Damit ist eine bevorzugte Lage des Triebwerks 3 durch folgende Abstände gekennzeichnet: die Hochlage a des Triebwerks 3 gegenüber dem Tragflügel 1 beträgt 10?£ bis 5Cr/> des Durchmessers d des Lufteinlaufes 4 des Triebwerks 3. Die Rücklage b der Strahlaustrittsebene 5 des Triebwerks 3 gegenüber der Vorderkante 2 des Tragflügels beträgt 1(# bis 4<$ der Tiefe t des Tragflügels 1, wobei die Tiefe t in der senkrechten Längsmittelebene des Triebwerks 3 gemessen ist. Durch' diese Anordnung des Triebwerks sind schädliche Interferenzen zwischen Triebwerksströmung und Tragflügelströmung weitestgehend vermieden. Vielmehr tritt eine positive Beeinflussung der Tragflügel— strömung durch den Triebwerksstrahl insofern ein, als der Triebwerks— strahl die umgebende Luft und damit die Strömung des Tragflügels 1 beschleunigt und somit eine Tfiderstandsverminderung bzw. eine Auftriebs-

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erhöhung bewirkt.

In Figur 4 ist die erfindungsgemäße Zuordnung von Stummelflügel 6 zum Tragflügel 1 zu erkennen, die im übrigen auch für den alternativen Zusatzflügel 9 gilt. Die Flügeltiefe des Stummelflügels 6 ist dabei als Bezugsmaß 1 gewählt worden. Damit ist eins bevorzugte Zuordnung von Stummelflügel 6 und Tragflügel 1 gekennzeichnet durch die Hochlage h und die Überlappung c. Die Hochlage h beträgt 70$ bis 100$ der Flügeltiefe 1 des Stummelflügels, und das Maß c der Überlappung von Hinterkante 7 des Stummelflügels 6 gegenüber der Vorderkante 2 des Tragflügels 1 liegt zwischen 10$ und 30$ der Flügeltiefe 1. Durch eine derartige Anordnung beider Flügel ist ein Doppeldeckereffekt gewährleistet, der eine Beschleunigung der Strömung auf der Oberseite des Tragflügels 1 und damit eine Auftriebssteigerung bewirkt. Andererseits ist eine Widerstandserhöhung aus dieser Doppeldeckeranordnung nicht zu erwarten. Die gleiche Zuordnung gilt für den Zusatzflügal 9, wodurch dieser positive Doppeldeckereffekt noch verstärkt werden kann..

Zusammenfassend lassen sich die Vorteile der erfiridungsgemäßen Triebwerksanordnung durch folgende drei Punkte erklären: durch die Lage des Triebwerks gegenüber dem Tragflügel vird eine Beschleunigung der Tragflügelströmung und damit eine Auftriebserhöhung und Widerstandsverringerung erzielt. Zweitens erreicht man durch Wegfall des bisher üblichen Pylons eine Widerstandsverminderung. Schließlich wird drittens eine Auftriebssteigerung durch Ausnutzung der schädlichen Pylonfläche zur Auftriebserzeugung und durch Interferenz mit dem Tragflügel erzielt. Durch diesen Auftriebszuwachs und den durch Fortfall des Pylons ebenfalls entfallenden Interferenzwiderstand kann die Fläche des Tragflügels verkleinert werden, womit der Widerstand ebenfalls vermindert wird. Für etwaige Weiterentwicklungen eines dermaßen konzipierten Flugzeuges bestehen bessere Änderungsmöglichkeiten, da der eigentliche

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Tragflügel 1 bestehen bleiben kann und die notwendigen Änderungen am Stumraelflügel bzw. am Zusatzflügel leichter und billiger vorgenommen werden können.

- Ansprüche —

- 7

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Claims

2B41468

7622-26 Bremen, d«I3» September' 1976

W22 B/Heu/we

Ansprüche

1· Flugzeug mit oberhalb der Tragflügel angeordneten Triebwerken,, deren Lufteinläufe vor der Tragflügelvorderkante liegen., dadurch gekennzeichnet, daß die Triebwerke (3) mittels eines vor und über dem Tragflügel (l) angeordneten, zur Auftriebser— zeugung ausgebildeten Stummelflügels (6) am Rumpf (8) befestigt sind«

2» Flugzeug nach Anspruch l_r dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand a zwischen der Unterseite d&s Triebwerks (3) und der Oberseite des Tragflügels (l) 10$ bis 50Ji des Durchmessers d des Lufteinlaufes (4) des Triebwerks (3) und der Abstand b zwischen der Vorderkante (2) des Tragflügels (l) und der Strahlaus— trittsebene (5) des Triebwerks (3) 10$ bis 40# der Tragflügeltiefe t in der senkrechten Längsmittelebene des Triebwerks (3) beträgt.

3· Flugzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich— n. e t, daß die Unterseite d&s Stumraelflüg^ls (6) ura den Abstand h höher als die Oberseite d&s Tragflügels (l) und daß die Hinterkante (7) des Stummelflügels (6) um d&n Abstand c hinter der Vorderkante (2) des Tragflügels (l) liegt, wobei der Abstand h 7Gj£ bis

der Flügeltiefe 1 des Stummelflügels (6) und der Abstand c bis 305& dieser Flügeltiefe 1 beträgt.

4· Flugzeug nach Anspruch 1 oder 2 oder 3* dadurch gekennzeichnet, daß der Sturaaelflügel (6) in Spannweitenrichtung

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durch einen Ziisatzfliigel (9) verlängert ist»

Flugzeug nach Anspruch I oder 2. oder 3 oder 4* dadurch gekennzeichnet, daß ate. Unterseite d&s Zusatzflügels (9Jl um den Abstand h höher als die Oberseite des Tragflügels Ql} und daß die Hinterkante (lO) des Sisatzflügels (9) um den Abstand c hinter der Forderkante (2) des Tragflügels (l) liegt_f wobei der Abstand h 70?ί bis 10e$ der Flügeltiefe 1 das Ziisatzflügels (9) und der Abstand c 1C# bis 30/£ dieser Flügeltiefe 1 beträgt.

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