DE19741490A1 - Anströmprofil mit variabler Profiladaption - Google Patents
Anströmprofil mit variabler ProfiladaptionInfo
- Publication number
- DE19741490A1 DE19741490A1 DE19741490A DE19741490A DE19741490A1 DE 19741490 A1 DE19741490 A1 DE 19741490A1 DE 19741490 A DE19741490 A DE 19741490A DE 19741490 A DE19741490 A DE 19741490A DE 19741490 A1 DE19741490 A1 DE 19741490A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- rib
- elements
- inflow profile
- flexible
- rigid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 title claims description 8
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims abstract description 11
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 4
- ZZUFCTLCJUWOSV-UHFFFAOYSA-N furosemide Chemical group C1=C(Cl)C(S(=O)(=O)N)=CC(C(O)=O)=C1NCC1=CC=CO1 ZZUFCTLCJUWOSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 6
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 208000010201 Exanthema Diseases 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 1
- 201000005884 exanthem Diseases 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 206010037844 rash Diseases 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D7/00—Controlling wind motors
- F03D7/02—Controlling wind motors the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
- F03D7/022—Adjusting aerodynamic properties of the blades
- F03D7/0232—Adjusting aerodynamic properties of the blades with flaps or slats
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C3/00—Wings
- B64C3/38—Adjustment of complete wings or parts thereof
- B64C3/44—Varying camber
- B64C3/48—Varying camber by relatively-movable parts of wing structures
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
Description
Die Erfindung betrifft ein Anströmprofil mit variabler Profiladaption und starrer
Rippenstruktur sowie ein Verfahren zum Betätigen eines solchen Anströmprofils.
Tragflächen als Anströmprofile sind in der Verwendung für Flugzeuge bekannt.
Sie werden vom Start bis zur Landung des Flugzeugs ständig wechselnden
äußeren Bedingungen ausgesetzt, zusätzlich auch durch den Betrieb, wie
beispielsweise durch den Treibstoffverbrauch und den damit einhergehenden
Masseverlust, ständig neuen Flugbedingungen unterworfen. Dennoch werden
bekannte Tragflügel von modernen Unterschall-Verkehrsflugzeugen weiterhin
lediglich für einen Betriebspunkt optimal ausgelegt. Um in den verschiedenen
Phasen eines Fluges optimale Betriebsbedingungen zu erzielen, werden seit
Jahren im Verkehrsflugzeugbau Klappen eingesetzt, mit deren Hilfe eine
Anpassung des Tragflügelprofiles hauptsächlich in der Start- und Landephase
vorgenommen werden kann. Zum Erzielen einer Ausnutzung des maximalen
Strömungspotentials über dem gesamten Missionsprofil des Tragflügels, sollte
die Tragflügelgeometrie für jeden Flugzustand optimal angepaßt werden
können. Eine wichtige, hier anzupassende geometrische Größe stellt die
Verwölbung an der Tragflügelhinterkante dar.
Es wurden daher stetig aerodynamische Verbesserungen an den Tragflügeln in
Theorie und Praxis unternommen, beispielsweise ausfahrbare Vorder- und Hin
terkantenklappen bei modernen Verkehrsflugzeugen geschaffen, welche wäh
rend der Start- und Landephase, also in den Zeiten des Langsamfluges, zum
Einsatz kommen. Für die Schnellflugphase von Unterschall-Langstreckenflug
zeugen in großen und mittleren Höhen sind bislang kaum Leistungsverbes
serungen vorgenommen worden.
Tragflügel mit variabler Profiladaption sind in verschiedenster Form bekannt,
beispielsweise aus der GB 2 713 902, DE 27 55 442, US 4,351,502,
GB 2 059 368. Die bekannten variablen Profiladaptionen nutzen dabei zum
einen Kippelemente, welche drehbar miteinander verbunden und durch Ver
stellmechanismen zueinander geneigt werden können. Ein solcher Verstellme
chanismus stellt beispielsweise auch eine Gewindespindel dar, wobei mehrere
solcher Gewindespindeln über Kugelelemente miteinander verbunden sein
können und der Antrieb über einen Drehaktuator erfolgt. Alternativ hierzu sind
auch Hebelmechanismen bekannt (DE 27 55 442, US 4,351,502, GB 2 059 368).
Dabei geschieht eine Wölbklappenverstellung von Flugzeugen oder Was
serfahrzeugen durch Vorsehen eines mehr oder minder komplizierten Hebelme
chanismus sowie einer flexiblen oberen Deckhaut des Klappenelementes,
welches durch den Hebelmechanismus geneigt wird. Dieses wird dabei in einen
ebenfalls vorgesehenen Vorbau ein- und ausgefahren. Der Hebelmechanismus
kann aber auch so vorgesehen sein, daß er aus einem Dreharm besteht,
welcher mit einem starren Teil in einem weiteren Teil drehbar gelagert und über
ein aktives Scharnier angetrieben ist. Der Dreharm ist drehbar mit einem be
weglichen Teil verbunden. Weitere Elemente sind drehbar gelagert und über
eine Gleithülse axial verschieblich miteinander gekoppelt. Eines dieser weiteren
Elemente ist fest mit dem starren Teil und das andere Element fest mit dem
beweglichen Teil verbunden. Eine solche Anordnung beschreibt GB 2 059 368.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Anströmprofil mit variabler Pro
filadaption und starrer Rippenstruktur in leichtbaugerechter Konstruktion sowie
ein Verfahren zu dessen Betätigung zu schaffen.
Die Aufgabe wird durch ein Anströmprofil mit variabler Profiladaption und starrer
Rippenstruktur dadurch gelöst, daß das Anströmprofil eine flexible
Rippenstruktur mit segmentweise angeordneten und gelenkig miteinander in
Form einer kinematischen Kette bewegungsweiterleitend verbundenen
Rippenelementen, ein auf dieser gleitfähiges Hautfeld sowie zumindest ein
Antriebsmittel zum Bewegen der flexiblen Rippenstruktur aufweist. Die Aufgabe
wird durch ein Verfahren zum Betätigen eines solchen Anströmprofils dadurch
gelöst, daß ein im starren Teil des Anströmprofils angeordnetes Antriebsmittel
direkt oder indirekt an einem beweglichen Rippenelement der Rippenstruktur
angreift und dieses auslenkt, durch die gelenkige Anbindung der beweglichen
Rippenelemente aneinander zunächst ein erstes und nachfolgend ein weiteres
bewegliches Rippenelement ausgelenkt wird, sich die Bewegung über weitere
gelenkig angebundene, bewegliche Rippenelemente jeweils von einem
Rippenelement zum anderen Rippenelement fortsetzt, wobei sich das Neigen
eines Rippenelementes auf das Neigen des oder eines nachfolgenden
Rippenelementes fortsetzt und das Hautfeld des Tragflügels im Bereich der
ausgelenkten Rippenelemente über diese stetig gleitet und deren freie
Beweglichkeit zuläßt. Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen
Unteransprüchen definiert.
Bei Verkehrsflugzeugen wird eine solche variable Verwölbung der Tragflügelhin
terkante als Anströmprofil in erster Linie durch die flexible Gestaltung der
Fowlerklappen realisiert. Dabei ist es von großer Wichtigkeit, sowohl eine
spannweitig konstante als auch eine spannweitig differenzierte Verwölbung zu
ermöglichen. Eine konstante Verwölbung der Tragflügelhinterkante dient dabei
einer Konturoptimierung während des Reisefluges, um in Abhängigkeit von
Machzahl und Fluggewicht eine mehr oder minder starke Verwölbung erzielen
zu können. Zu Beginn des Reisefluges, d. h. bei hohem Fluggewicht, wird am
stärksten zugewölbt, am Ende des Reisefluges hingegen ist lediglich eine
geringe Zuwölbung erforderlich. Durch den spannweitig differenzierten
Ausschlag wird eine Umverteilung der Flügellasten in Abhängigkeit vom
jeweiligen Flugzustand vorgenommen. Dies bietet gerade bei schlanken, großen
Tragflügeln die Möglichkeit, die kritische Flügelverwindung über den gesamten
Flugbereich kontrollierbar zu gestalten.
Es wird ein Anströmprofil, insbesondere ein Tragflügel, mit variabler
Profiladaption geschaffen, das keine hohe Zahl von Antriebsmitteln in Form von
Aktuatoren benötigt. Vorteilhaft ist ein solches Anströmprofil leichtbaugerecht,
da von leichter Konstruktion. Bei den Fowlerklappen heutiger Verkehrsflugzeuge
nehmen die Rippen mittels ihrer Schub- und Biegesteifigkeit einen hohen Anteil
der dort vorherrschenden Luftlasten auf und tragen dadurch maßgeblich zur
gesamten Klappensteifigkeit bei. Dies wird durch Vorsehen der
erfindungsgemäßen flexiblen Rippenstruktur genutzt. Vorzugsweise wird bei der
erfindungsgemäßen flexiblen Rippenstruktur lediglich ein einziges Antriebsmittel
in Form eines Aktuators je Rippe zum Neigen der flexiblen Rippenstruktur
benötigt. Als besonders vorteilhaft erweist sich die erfindungsgemäße flexible
Rippenstruktur auch dadurch, daß sie gegenüber bekannten Tragflügeln mit
variabler Profiladaption eine hohe Steifigkeit bei gleichzeitig geringem Gewichts-
und Dickenzuwachs zeigt. Erfindungsgemäß wird vorteilhaft auch die hohe
Schub- und Biegesteifigkeit von Scheiben ausgenutzt. Vorzugsweise werden
nämlich die Rippenelemente flach und im wesentlichen scheibenförmig ausge
führt und sind jeweils an dem vorangehenden Rippenelement beweglich
und/oder gelenkig gelagert.
Vorteilhaft werden bei dem erfindungsgemäßen Anströmprofil die sonst starren
Rippenendstücke durch die flexible Rippenstruktur im hinteren Bereich des
Anströmprofiles ersetzt. Der vordere Bereich der jeweiligen Rippen des
Anströmprofiles wird hingegen weiterhin vorzugsweise starr ausgeführt. Falls
dies anwendungsspezifisch sinnvoll sein sollte, kann jedoch auch der vordere
Bereich erfindungsgemäß ausgeführt werden, also gelenkig miteinander in Form
einer kinematischen Kette verbundene Rippenelemente aufweisen.
Vorzugsweise ist ein einziges, das Anströmprofil ummantelndes Hautfeld
vorgesehen, das über der gesamten Rippenerstreckung gleitfähig ist. Alternativ
sind zumindest zwei Hautfelder vorgesehen, welche das Anströmprofil so
ummanteln, daß im Bereich des starren Vorderteiles der Rippen ein festes, nicht
über diese gleitfähiges und im flexiblen Endbereich der Rippen ein über diese
gleitfähiges Hautfeld vorgesehen ist.
Bevorzugt ist ein jeweiliger Aktuator als Antriebsmittel für den flexiblen
Teilbereich einer Rippe des Anströmprofils im starren Teilbereich der Rippe
festgelegt. Er kann aber auch im starren Bereich des Tragflügels an einer
anderen Stelle festgelegt sein. In beiden Fällen greift er entweder direkt oder
indirekt, beispielsweise über zwischen den Rippenelementen vorgesehene
Gelenke, an die Rippenelemente des flexiblen Teils der jeweiligen Rippen an.
Vorzugsweise sind zwischen den Rippenelementen der flexiblen Rippenstruktur
Drehgelenke als Gelenkelemente angeordnet. Die Gelenkelemente zwischen
den Rippenelementen sind vorzugsweise so ausgelegt, daß sie eine Bewegung
in zwei Richtungen ermöglichen, wodurch die flexible Rippenstruktur in ver
schiedene Richtungen auslenkbar ist. Die flexible Rippenstruktur kann vorzugs
weise nach oben und nach unten ausgeschlagen werden, wobei sich die Bewe
gung der Struktur von Rippenelement zu Rippenelement fortsetzt in Form einer
kinematischen Kette, den Hebelgesetzen folgend. Die Verbindung der
Rippenelemente untereinander ist somit bewegungsweiterleitend. Durch Neigen
der flexiblen Rippenstruktur gegenüber der starren, wobei dies durch Vorsehen
des über zumindest diesem flexiblen Bereich gleitfähigen Hautfeldes
zugelassen wird, also kein Verspannen oder Verklemmen auftritt, wird die
Anströmprofilverwölbung erzeugt. In Abhängigkeit von der Neigung der
einzelnen Rippenelemente zueinander kann das Anströmprofil mehr oder
weniger stark verwölbt werden. Anwendungs- und situationsspezifisch kann
dadurch das Anströmprofil variabel angepaßt werden.
Als Anströmprofil können Tragflügelprofile, Hubschrauberrotoren, Rotoren von
Windkraftanlagen und beliebige andere aerodynamische und Strömungsprofile
vorgesehen sein. Beispielsweise kann das erfindungsgemäße Anströmprofil
auch bei Wasserfahrzeugen oder bei der Umlenkung strömender Medien
Anwendung finden.
Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird im folgenden ein Ausführungsbei
spiel anhand der Zeichnungen beschrieben. Diese zeigen in:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Tragflügel
profiles mit flexibler Rippenstruktur,
Fig. 2 eine Detailansicht der flexiblen Rippenstruktur gemäß Fig. 1 in Nor
malposition, nach oben sowie nach unten ausgelenkter Position, und
Fig. 3 eine Prinzipskizze einer Ausführungsform eines erfindungsgemäß
gestalteten flexiblen Bereichs mit Hebelelementen.
In Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Tragflügels 1 mit Vorderprofil 2
und Hinterprofil 3 dargestellt. Das Hinterprofil 3 ist als Anströmprofil der flexible
Bereich einer Fowlerklappe.
Der Tragflügel 1 weist Rippen 10 in Form von Längsrippen und diese verbin
dend Querträger 20, 21 auf. Die Gesamtanordnung wird von einem Hautfeld 30,
31 ummantelt.
Die Längsrippen 10 sind unterteilt in einen starren Bereich 11 und einen flexib
len Bereich 12. Der starre Bereich 11 ist zwischen der vorderen Erstreckung der
Längsrippe bis im wesentlichen zum Querträger 21 hin gebildet. Der flexible
Bereich 12 erstreckt sind von dem Querträger 21 bis hin zur hinteren Spitze der
Längsrippe, also zur Tragflügelhinterkante. Vorzugsweise ist der starre Bereich
11 mit Öffnungen 13 versehen. Dadurch wird die Stabilität der Längsrippe
beibehalten, zugleich aber leichtbaugerecht gefertigt. Vorzugsweise ist die
Rippe aus einem leichten Material gefertigt, insbesondere einem
Faserverbundwerkstoff.
Der flexible Bereich der Längsrippen ist nach oben und unten schwenkbar. Um
diese Schwenkbarkeit zu ermöglichen, ist das Hautfeld 31, welches diesen fle
xiblen Bereich 12 ummantelt, auf diesem Bereich der Längsrippen gleitfähig.
Dies bedeutet, daß das Hautfeld dort nicht ortsfest mit den Rippen verbunden
ist. Im Bereich 11, also dem starren Bereich der Längsrippe, ist das Hautfeld 30
hingegen nicht gleitfähig. In diesem Bereich ist keine Relativbewegung zwischen
dem Hauffeld und dem starren Bereich der Längsrippe erforderlich, weswegen
das Hautfeld dort ortsfest an diesem Bereich befestigt sein kann. Ebenso ist es
alternativ aber auch möglich, das gesamte Hautfeld über dem Tragflügel,
vorzugsweise bis zum Vorderprofil 2 hin, gleitfähig zu gestalten. Es sollte jedoch
darauf geachtet werden, daß kein Ausbeulen des Hautfeldes aufgrund der
Gleitfähigkeit an unerwünschten Stellen auftreten kann. Das Hautfeld sollte
zumindest an zwei Stellen, insbesondere der Tragflügelvorder- und -hinterkante
festgelegt sein.
Der Aufbau des flexiblen Bereiches 12 kann besser Fig. 2 entnommen wer
den, in der eine Seitenansicht dieses flexiblen Bereiches 12 einerseits in der
Normalposition (II), andererseits in der nach oben ausgelenkten (I) und der nach
unten ausgelenkten (III) Position dargestellt ist.
Der flexible Bereich ist aus einzelnen scheibenförmigen Rippenelementen 40
bis 45 gebildet. Vorzugsweise ist das Rippenelement 40 fest mit dem starren
Bereich 11 der Längsrippe verbunden und das Rippenelement 45 die hintere
Spitze des flexiblen Bereiches 12, die Tragflügelhinterkante bildend. Zur
Verdeutlichung der einzelnen Rippenelemente sind diese in unterschiedlichen
Farbgebungen in der Fig. 2 dargestellt. Untereinander sind die
Rippenelemente 40 bis 45 durch Gelenke 46 verbunden. Durch die Gelenke
sind die einzelnen Rippenelemente als Segmente hintereinander gegeneinander
schwenkbar oder neigbar. Dadurch ergibt sich eine variable
Hinterkantenverwölbung für den Tragflügel. Abhängig von der jeweiligen
Neigung der einzelnen Rippenelemente zueinander, ergibt sich nämlich eine
variable unterschiedliche Verwölbung dieses flexiblen Bereiches der Längsrippe.
Um eine solche Verneigung der einzelnen gliederförmig aneinandergefügten
Rippenelemente untereinander zu erzielen, wird beispielsweise im starren
Bereich 11 der Längsrippe ein Antriebsmittel positioniert. Als Anbringungsort
eignet sich dabei beispielsweise eine Öffnung 13 im Bereich des Überganges
vom starren Bereich zum flexiblen Bereich der Längsrippe. Eine solche Öffnung
ist in Fig. 1 beispielsweise in der Nähe vom Querträger 21 gezeigt. Als
Antriebsmittel wird ein Aktuator mit einem beweglichen Rippenelement oder
einem der Gelenke 46 verbunden. Der Aktuator betätigt dadurch eines der
Rippenelemente, wodurch dieses geneigt wird. Die nachfolgenden bzw.
benachbarten Rippenelemente sind so miteinander verbunden, daß bei
Auslenkung eines Rippenelementes auch das folgende bzw. benachbarte
Rippenelement mit ausgelenkt wird. Auch die weiteren Rippenelemente sind
untereinander so verbunden, daß bei Auslenkung des jeweils benachbarten
Rippenelementes das nächste Rippenelement mitbewegt wird. Durch
Auslenkung des ersten Rippenelementes gegenüber den übrigen Rip
penelementen wird dadurch eine Kettenbewegung in Gang gesetzt
(kinematische Kette), wodurch ein Element nach dem anderen gegenüber dem
vorhergehenden verneigt wird. Das Ergebnis ist die Verwölbung des gesamten
flexiblen Bereiches 12.
Das diesen Bereich umgebende Hautfeld 31 muß zumindest elastisch
nachgiebig, besser jedoch gleitfähig auf diesem flexiblen Bereich sein, da
ansonsten bei der Verwölbung nach oben das Hautfeld auf der Unterseite des
flexiblen Bereiches reißen und das Hautfeld auf der Oberseite ausbeulen würde.
Als besonders vorteilhaft erweist es sich, die einzelnen Rippenelemente 40 bis
45 flach zu fertigen. Derartige flache Rippenelemente weisen eine hohe
Schubsteifigkeit auf und sind leichtbaugerecht. Im Vergleich zu einer bekannten
starren Längsrippe mit durchgehendem flachen Aufbau stellen sie lediglich
einen geringen Gewichtszuwachs aufgrund der Gelenke 46 dar. Dies
widerspricht jedoch nicht dem Leichtbaugedanken.
Eine Ausführungsform des erfindungsgemäß gestalteten flexiblen Bereiches 12
ist Fig. 3, welche eine Prinzipskizze darstellt, zu entnehmen. Bei dieser
Ausführungsform sind Hebelelemente 100 bis 103 vorgesehen. Ein Aktuator 50
stützt sich auf dem ersten Rippenelement 40 ab. Das erste Rippenelement 40
ist weiterhin fest mit dem starren Bereich 11 der Rippe 10 verbunden.
Über ein Angriffsgelenk 51 wird das zweite Rippenelement 41 von dem Aktuator
50 angetrieben. Das zweite Rippenelement 41 ist über ein Drehgelenk 60 mit
dem ersten Rippenelement 40 verbunden. An dem zweiten Rippenelement 41
ist das drifte Rippenelement 42 mittels eines Drehgelenkes 61 angekoppelt.
Bindeglied zwischen den ersten drei Rippenelementen ist das Hebelelement
100. Dieses ist drehbar mit dem ersten Rippenelement 40 im Gelenk 65, über
ein Schubgelenk 75 mit dem zweiten Rippenelement 41 sowie über ein weiteres
Schubgelenk 110 mit dem dritten Rippenelement 42 verbunden.
Die Verbindung der jeweils nachfolgenden Rippenelemente mit dem zweiten
und dritten Rippenelement ist entsprechend vorgesehen. Das dritte
Rippenelement 42 ist dabei dem zweiten Rippenelement 41 über das
Drehgelenk 61, das vierte Rippenelement 43 mit dem dritten Rippenelement 42
über das Drehgelenk 62, das fünfte Rippenelement 44 mit dem vierten
Rippenelement 43 über das Drehgelenk 63 und das sechste Rippenelement 45
mit dem fünften Rippenelement 44 über das Drehgelenk 64 verbunden. Die
Angliederung der jeweiligen Hebelelemente 101, 102 und 103 an die jeweiligen
Rippenelemente geschieht über Drehgelenke 66, 67 und 68 sowie
Schubgelenke 76, 77, 78 und 111, 112 und 113.
Wird der Aktuator 50 betätigt, neigt sich das zweite Rippenelement 41 durch
eine Rotation um das Drehgelenk 60. Dadurch wird das Hebelelement 100 über
das Schubgelenk 75 durch eine Rotation um das Drehgelenk 65 geneigt. Über
das Schubgelenk 110 wird aufgrund der Neigung des Hebelelementes 100 das
dritte Rippenelement 42 um das Drehgelenk 61 rotiert. Dadurch wird eine
Neigung des dritten Rippenelementes 42 gegenüber dem zweiten
Rippenelement 41 hervorgerufen.
Aufgrund der Ausbildung einer kinematischen Kette sowie der
bewegungsweiterleitenden Verbindung der Rippenelemente untereinander
werden die nachfolgenden Rippenelemente entsprechend ausgelenkt, wodurch
die gewünschte Verwölbung der Tragflügelhinterkante erzeugt wird.
Die in Fig. 3 dargestellte Ausführungsform kann für einen flexiblen Bereich, der
zumindest drei Rippenelemente aufweist, verwendet werden. Die
Maximalanzahl von Rippenelementen ist nicht begrenzt, es können also beliebig
viele Rippenelement hintereinander geschaltet sein.
Die Neigungen der einzelnen Rippenelemente zueinander können individuell
dadurch variiert werden, daß die jeweiligen Längenverhältnisse der
Hebelelemente 100, 101, 102 und 103 sowie der Rippenelemente 40 bis 45
variiert werden.
Das in Fig. 3 dargestellte Prinzip des zusätzlichen Vorsehens von
Hebelelementen kann auch modifiziert werden. Insbesondere kann anstelle der
Schubgelenke in der Ausführungsform gemäß Fig. 3 dort auch die Elastizität
der Struktur genutzt und die Schubgelenke durch Drehgelenke ersetzt werden.
Auch die Positionierung des Aktuators 50 kann variiert werden. Der Aktuator
kann sowohl an einem Gelenkbolzen, also auch an den Rippenelementen selbst
angreifen. Es können alternativ auch mehrere Aktuatoren vorgesehen sein.
1
Tragflügel
2
Vorderprofil
3
Hinterprofil
10
Rippe, Längsrippe
11
starrer Bereich
12
flexibler Bereich
13
Öffnungen
20
Querträger
21
Querträger
30
Hautfeld, nicht gleitfähig
31
Hautfeld, gleitfähig
40
Rippenelement
41
Rippenelement
42
Rippenelement
43
Rippenelement
44
Rippenelement
45
Rippenelement
46
Gelenke
50
Aktuator
51
Angriffsgelenk
60
Drehgelenk
61
Drehgelenk
62
Drehgelenk
63
Drehgelenk
64
Drehgelenk
65
Drehgelenk
66
Drehgelenk
67
Drehgelenk
68
Drehgelenk
75
Schubgelenk
76
Schubgelenk
77
Schubgelenk
78
Schubgelenk
100
Hebelelement
101
Hebelelement
102
Hebelelement
103
Hebelelement
110
Schubgelenk
111
Schubgelenk
112
Schubgelenk
113
Schubgelenk
Claims (12)
1. Anströmprofil mit variabler Profiladaption und starrer Rippenstruktur,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Anströmprofil (1) eine flexible Rippenstruktur (12) mit segmentweise
angeordneten und gelenkig miteinander in Form einer kinematischen Kette
bewegungsweiterleitend verbundenen Rippenelementen (40, 41, 42, 43, 44,
45), ein auf dieser gleitfähiges Hautfeld (31) sowie zumindest ein
Antriebsmittel zum Bewegen der flexiblen Rippenstruktur aufweist.
2. Anströmprofil nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Rippenelemente schub- und biegesteif, insbesondere flach und im
wesentlichen scheibenförmig sind.
3. Anströmprofil nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Rippenelement jeweils an dem vorangehenden Rippenelement
beweglich und/oder gelenkig gelagert ist.
4. Anströmprofil nach Anspruch 1, 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Aktuator (50) als Antriebsmittel im Bereich der starren Rippenstruktur
(11) krafteinleitend mit einem Teil der flexiblen Rippenstruktur (12) verbunden
ist.
5 Anströmprofil nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der vordere Bereich einer jeweiligen Rippe (10) des Anströmprofils im
wesentlichen starr und der hintere Endbereich der Rippe flexibel ist.
6. Anströmprofil nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein einziges, das Anströmprofil ummantelndes Hautfeld vorgesehen ist,
das über der gesamten Rippenerstreckung gleitfähig ist.
7. Anströmprofil nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß zumindest zwei Hautfelder (30, 31) das Anströmprofil so ummanteln,
daß im Bereich des starren Vorderteils der Rippen ein ortsfestes, nicht über
dieses gleitfähiges, im flexiblen Endbereich der Rippe ein über diese
gleitfähiges Hautfeld vorgesehen ist.
8. Anströmprofil nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der jeweilige Aktuator (50) als Antriebsmittel der Rippe des
Anströmprofils im starren Teilbereich der Rippe und/oder des Anströmprofils
festgelegt ist und an ein Rippenelement des flexiblen Teilbereichs der Rippe
angreift.
9. Anströmprofil nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen den Rippenelementen der flexiblen Rippenstruktur Gelenkele
mente angeordnet sind.
10. Anströmprofil nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Gelenkelemente zwischen den Rippenelementen so ausgelegt sind,
daß sie eine Bewegung in zwei Richtungen ermöglichen, wodurch die flexible
Rippenstruktur in verschiedene Richtungen auslenkbar ist.
11. Anströmprofil nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein oder mehrere Hebelelemente (100, 101, 102, 103) vorgesehen sind,
die jeweils drei Rippenelemente miteinander gelenkig verbinden, wobei
zumindest drei Rippenelemente vorgesehen sind und das Hebelelement mit
jedem der Rippenelemente über ein Dreh- oder Schubgelenk verbunden ist.
12. Verfahren zum Betätigen eines Anströmprofils nach einem der Ansprüche 1
bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein im starren Teil (11) des Anströmprofils (1) angeordnetes Antriebsmittel (50) direkt oder indirekt an einem beweglichen Rippenelement (40, 41, 42, 43, 44, 45) der flexiblen Rippenstruktur (12) angreift und dieses auslenkt,
daß durch die gelenkige Anbindung der beweglichen Rippenelemente anein ander zunächst ein erstes und nachfolgend ein weiteres bewegliches Rip penelement ausgelenkt wird,
daß sich die Bewegung über weitere gelenkig angebundene, bewegliche Rippenelemente jeweils von einem Rippenelement zum anderen Rip penelement fortsetzt, wobei sich das Neigen eines Rippenelementes auf das Neigen des oder eines nachfolgenden Rippenelementes fortsetzt, und
daß das Hauffeld (31) des Anströmprofils im Bereich der ausgelenkten Rip penelemente über diese stetig gleitet und deren freie Beweglichkeit zuläßt.
daß ein im starren Teil (11) des Anströmprofils (1) angeordnetes Antriebsmittel (50) direkt oder indirekt an einem beweglichen Rippenelement (40, 41, 42, 43, 44, 45) der flexiblen Rippenstruktur (12) angreift und dieses auslenkt,
daß durch die gelenkige Anbindung der beweglichen Rippenelemente anein ander zunächst ein erstes und nachfolgend ein weiteres bewegliches Rip penelement ausgelenkt wird,
daß sich die Bewegung über weitere gelenkig angebundene, bewegliche Rippenelemente jeweils von einem Rippenelement zum anderen Rip penelement fortsetzt, wobei sich das Neigen eines Rippenelementes auf das Neigen des oder eines nachfolgenden Rippenelementes fortsetzt, und
daß das Hauffeld (31) des Anströmprofils im Bereich der ausgelenkten Rip penelemente über diese stetig gleitet und deren freie Beweglichkeit zuläßt.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19741490A DE19741490C2 (de) | 1997-09-19 | 1997-09-19 | Anströmprofil mit variabler Profiladaption |
GB9820441A GB2332894B (en) | 1997-09-19 | 1998-09-18 | Aerofoil profile member with variable profile adaptation |
US09/157,711 US6164599A (en) | 1997-09-19 | 1998-09-21 | Aerofoil profile with variable profile adaptation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19741490A DE19741490C2 (de) | 1997-09-19 | 1997-09-19 | Anströmprofil mit variabler Profiladaption |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19741490A1 true DE19741490A1 (de) | 1999-04-01 |
DE19741490C2 DE19741490C2 (de) | 2000-06-08 |
Family
ID=7843020
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19741490A Expired - Fee Related DE19741490C2 (de) | 1997-09-19 | 1997-09-19 | Anströmprofil mit variabler Profiladaption |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6164599A (de) |
DE (1) | DE19741490C2 (de) |
GB (1) | GB2332894B (de) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007071249A1 (en) * | 2005-12-20 | 2007-06-28 | Lm Glasfiber A/S | Wind turbine rotor blade comprising a trailing edge section of constant cross section |
DE102012112405A1 (de) * | 2012-12-17 | 2014-06-18 | Eads Deutschland Gmbh | Gekrümmtes Flügelprofil mit einer schwenkbaren Hinterkantenklappe |
ITMI20130144A1 (it) * | 2013-02-01 | 2014-08-02 | Inoxsail Srl | Appendice immersa per barche a sezione alare variabile automaticamente |
CN110234869A (zh) * | 2016-12-02 | 2019-09-13 | 艾克特叶片有限公司 | 风力涡轮机叶片 |
Families Citing this family (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10021850A1 (de) * | 2000-05-05 | 2001-11-08 | Olaf Frommann | Adaptive Profilierung für Windenergierotoren |
DE10317258B4 (de) * | 2003-04-14 | 2006-09-07 | Eads Deutschland Gmbh | Verstellmechanismus für einen formvariablen Flügel |
US6843452B1 (en) * | 2003-06-17 | 2005-01-18 | The Boeing Company | Variable trailing edge geometry and spanload control |
US6799739B1 (en) | 2003-11-24 | 2004-10-05 | The Boeing Company | Aircraft control surface drive system and associated methods |
US7338018B2 (en) | 2005-02-04 | 2008-03-04 | The Boeing Company | Systems and methods for controlling aircraft flaps and spoilers |
US7500641B2 (en) * | 2005-08-10 | 2009-03-10 | The Boeing Company | Aerospace vehicle flow body systems and associated methods |
US7708231B2 (en) | 2005-11-21 | 2010-05-04 | The Boeing Company | Aircraft trailing edge devices, including devices having forwardly positioned hinge lines, and associated methods |
BRPI0600613B1 (pt) | 2006-03-14 | 2015-08-11 | Tecsis Tecnologia E Sist S Avançados S A | Pá multielementos com perfis aerodinâmicos |
US11644010B1 (en) | 2006-06-10 | 2023-05-09 | Star Sailor Energy, Inc. | Energy storage system |
US8648481B2 (en) | 2006-06-10 | 2014-02-11 | Star Sailor Energy, Inc. | Wind generator with energy enhancer element for providing energy at no wind and low wind conditions |
US7954769B2 (en) * | 2007-12-10 | 2011-06-07 | The Boeing Company | Deployable aerodynamic devices with reduced actuator loads, and related systems and methods |
GB2473448A (en) | 2009-09-09 | 2011-03-16 | Vestas Wind Sys As | Wind Turbine Rotor Blade With Undulating Flap Hinge Panel |
US20110223021A1 (en) * | 2010-03-10 | 2011-09-15 | Vestas Wind Systems A/S | Wind turbine rotor blade |
US9120554B2 (en) * | 2011-08-16 | 2015-09-01 | The Boeing Company | Variable camber fluid-dynamic body utilizing optimized smart materials |
US8506248B2 (en) | 2011-10-06 | 2013-08-13 | General Electric Company | Wind turbine rotor blade with passively modified trailing edge component |
US8602732B2 (en) * | 2011-10-06 | 2013-12-10 | General Electric Company | Wind turbine rotor blade with passively modified trailing edge component |
US9856012B2 (en) | 2012-06-21 | 2018-01-02 | Bombardier Inc. | Morphing wing for an aircraft |
US11085415B1 (en) | 2017-12-22 | 2021-08-10 | Star Sailor Energy, Inc. | Wind generator system having a biomimetic aerodynamic element for use in improving the efficiency of the system |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE367939C (de) * | 1914-03-31 | 1923-01-29 | John Percival Clark | Tragflaeche fuer Flugzeuge mit veraenderbarer Kruemmung |
US1500810A (en) * | 1920-11-19 | 1924-07-08 | Jr Jonathan P Glasby | Aircraft-wing construction |
US3146973A (en) * | 1960-12-27 | 1964-09-01 | Bolkow Entwicklungen Kg | Mechanism for actuating a movable flight control surface |
US3332383A (en) * | 1965-06-24 | 1967-07-25 | Wright Edward Morris | Variable camber airfoil |
DE4002972A1 (de) * | 1990-02-01 | 1991-08-08 | Guenter Waldherr | Veraenderbares tragflaechenprofil |
Family Cites Families (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB215048A (en) * | 1923-01-04 | 1924-05-05 | Guido Antoni | Improvements in and relating to aircraft planes |
GB290300A (en) * | 1927-05-13 | 1929-08-01 | Louis Peyret | Improvements in and relating to control surfaces for aircraft |
GB452116A (en) * | 1934-02-20 | 1936-08-14 | Jacques Gerin | Improvements in aeroplanes having a variable lifting surface |
DE1234874B (de) * | 1955-07-22 | 1967-02-23 | Perkin Elmer Corp | Vorrichtung zur Erzeugung eines homogenen magnetischen Feldes |
US3042371A (en) * | 1958-09-04 | 1962-07-03 | United Aircraft Corp | Variable camber balding |
US3109613A (en) * | 1960-11-28 | 1963-11-05 | Mabel Wilson Raspet | Variable-camber airfoil |
GB1124358A (en) * | 1965-12-22 | 1968-08-21 | Marston Excelsior Ltd | Aerofoils for aircraft |
SE346292B (de) * | 1969-12-02 | 1972-07-03 | J Eriksson | |
US3698668A (en) * | 1971-04-08 | 1972-10-17 | Boeing Co | Variable camber airfoil |
DE2348304C3 (de) * | 1973-09-26 | 1980-01-24 | Dornier System Gmbh, 7990 Friedrichshafen | Strömungskörper zur Beeinflussung strömender Medien |
US3994452A (en) * | 1974-03-28 | 1976-11-30 | The Boeing Company | Variable camber airfoil |
GB1536331A (en) * | 1976-04-01 | 1978-12-20 | Secr Defence | Aerofoils |
DE2755442C2 (de) * | 1977-12-13 | 1985-07-25 | Richard Prof. Dr. 7000 Stuttgart Eppler | Vorrichtung zur Lagerung von Rudern und Wölbungsklappen von Flugzeugen und Wasserfahrzeugen |
US4247066A (en) * | 1978-02-21 | 1981-01-27 | General Dynamics Corporation | Airfoil variable cambering device and method |
US4312486A (en) * | 1979-09-20 | 1982-01-26 | The Boeing Company | Variable camber trailing edge for airfoil |
GB2059368B (en) * | 1979-09-29 | 1983-09-07 | British Aerospace | Variable camber wing |
US4351502A (en) * | 1980-05-21 | 1982-09-28 | The Boeing Company | Continuous skin, variable camber airfoil edge actuating mechanism |
US5224826A (en) * | 1989-07-26 | 1993-07-06 | Massachusetts Institute Of Technology | Piezoelectric helicopter blade flap actuator |
US5150864A (en) * | 1991-09-20 | 1992-09-29 | Georgia Tech Research Corporation | Variable camber control of airfoil |
US5186420A (en) * | 1991-11-08 | 1993-02-16 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Articulated fin/wing control system |
US5367970A (en) * | 1993-09-27 | 1994-11-29 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Controllable camber fin |
-
1997
- 1997-09-19 DE DE19741490A patent/DE19741490C2/de not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-09-18 GB GB9820441A patent/GB2332894B/en not_active Expired - Fee Related
- 1998-09-21 US US09/157,711 patent/US6164599A/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE367939C (de) * | 1914-03-31 | 1923-01-29 | John Percival Clark | Tragflaeche fuer Flugzeuge mit veraenderbarer Kruemmung |
US1500810A (en) * | 1920-11-19 | 1924-07-08 | Jr Jonathan P Glasby | Aircraft-wing construction |
US3146973A (en) * | 1960-12-27 | 1964-09-01 | Bolkow Entwicklungen Kg | Mechanism for actuating a movable flight control surface |
US3332383A (en) * | 1965-06-24 | 1967-07-25 | Wright Edward Morris | Variable camber airfoil |
DE4002972A1 (de) * | 1990-02-01 | 1991-08-08 | Guenter Waldherr | Veraenderbares tragflaechenprofil |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007071249A1 (en) * | 2005-12-20 | 2007-06-28 | Lm Glasfiber A/S | Wind turbine rotor blade comprising a trailing edge section of constant cross section |
DE102012112405A1 (de) * | 2012-12-17 | 2014-06-18 | Eads Deutschland Gmbh | Gekrümmtes Flügelprofil mit einer schwenkbaren Hinterkantenklappe |
DE102012112405B4 (de) * | 2012-12-17 | 2017-06-08 | Airbus Defence and Space GmbH | Gekrümmter Flügelabschnitt mit einer schwenkbaren Hinterkantenklappe |
ITMI20130144A1 (it) * | 2013-02-01 | 2014-08-02 | Inoxsail Srl | Appendice immersa per barche a sezione alare variabile automaticamente |
WO2014118749A1 (en) * | 2013-02-01 | 2014-08-07 | Inoxsail S.R.L. | Appendage for boats with deformable profile |
CN110234869A (zh) * | 2016-12-02 | 2019-09-13 | 艾克特叶片有限公司 | 风力涡轮机叶片 |
US11306696B2 (en) | 2016-12-02 | 2022-04-19 | Act Blade Limited | Wind turbine blade |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US6164599A (en) | 2000-12-26 |
GB9820441D0 (en) | 1998-11-11 |
DE19741490C2 (de) | 2000-06-08 |
GB2332894B (en) | 2001-10-17 |
GB2332894A (en) | 1999-07-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE19741490C2 (de) | Anströmprofil mit variabler Profiladaption | |
DE102006036464B4 (de) | Hochauftriebssystem für ein Flugzeug | |
DE60307951T2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung des Luftstroms um eine Tragfläche, welche eine vordere Kantenvorrichtung mit flexibler Strömungsoberfläche aufweist | |
DE60212303T2 (de) | Betätigungssystem für ein aerodynamisches Ruder | |
EP2178748B1 (de) | Hochauftriebssystem für ein flugzeug | |
EP1205383B1 (de) | Mechanismus zur zumindest bereichsweisen Verstellung der Wölbung von Tragflügeln | |
DE19741326C2 (de) | Anströmprofil mit variabler Profiladaption | |
DE102005016639B4 (de) | Tragflügel mit ausfahrbaren aerodynamischen Flügelklappen, insbesondere Auftriebsklappen | |
DE102004045651B4 (de) | Flügel, insbesondere Tragflügel eines Flugzeugs, mit veränderbarem Profil | |
DE2828162C2 (de) | ||
DE2451887C3 (de) | Flugzeugtragflügel | |
EP2274200B1 (de) | Landeklappenkinematik angetrieben über ritzelantrieb | |
DE2951265C2 (de) | ||
DE3013774C2 (de) | ||
DE10328717B3 (de) | Betätigungseinrichtung für eine an der Hinterkante des Tragflügels eines Flugzeugs angeordnete Ruderklappe | |
DE102011105912A1 (de) | Tragflügel mit einem Hauptflügel und einem Hochauftriebskörper sowie Verfahren zur Ausführung von Verstellbewegungen eines Hochauftriebskörpers gegenüber einem Hauptflügel | |
DE102007009060A1 (de) | Spoiler für eine aerodynamisch wirksame Fläche eines Luftfahrzeugs | |
EP2280867B1 (de) | Lateral-kopplungsvorrichtung zum halten und führen zumindest eines aerodynamischen körpers gegenüber dem hauptflügel eines flugzeugs, tragflügel und flugzeug mit einer solchen lateral-kopplungsvorrichtung | |
DE2453558C3 (de) | Schubgas-Umlenkschaufel | |
EP1637450B1 (de) | Flügel, insbesondere Tragflügel eines Flugzeugs, mit veränderbarem Profil | |
DE2216414A1 (de) | Steuersystem für Drehflügelflugzeuge | |
DE3730412A1 (de) | Schubduese fuer gasturbinentriebwerke | |
DE1481553A1 (de) | Einrichtung zur Betaetigung der Austrittsleitklappen an Auftriebsgeblaesen | |
DE19936721B4 (de) | Tragflügelprofil mit adaptiver Verwölbung | |
WO2002047976A2 (de) | Aerodynamischer flügel mit zumindest bereichsweise variabler wölbung sowie struktur-gelenke |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: DEUTSCHES ZENTRUM FUER LUFT-UND RAUMFAHRT E.V., 51 |
|
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: DEUTSCHES ZENTRUM FUER LUFT- UND RAUMFAHRT E.V. |
|
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: DEUTSCHES ZENTRUM FUER LUFT- UND RAUMFAHRT E.V. |
|
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |