DE2641468C2

DE2641468C2 - Flugzeug mit oberhalb der Tragflügel angeordneten Triebwerken

Info

Publication number: DE2641468C2
Application number: DE2641468A
Authority: DE
Inventors: Günter 2800 Bremen Krenz
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1976-09-15
Filing date: 1976-09-15
Publication date: 1985-06-13
Also published as: US4171786A; FR2364815B1; GB1593671A; DE2641468A1; FR2364815A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Flugzeug mit oberhalb der Tragflügel angeordneten Triebwerken, deren Lufteinläufe vor der Tragflügelvorderkante liegen und bei dem die Triebwerke mittels eines vor und über dem Tragflügel angeordneten, zur Auftriebserzeugung ausgebildeten Stummelflügels am Rumpf befestigt sind.

Bei Flugzeugen ist es zum Beispiel durch die US-PS 18 983 bekannt, die Triebwerke mittels eines langen, nach vorn ragenden Stieles (Pylon) oberhalb der Tragflügel oder unmittelbar vor den Tragflügeln anzuordnen. Im ersten Fall tritt der Triebwerksstrahl im Abstand oberhalb der Tragfläche aus dem Triebwerk aus, während er im zweiten FaIi die Oberseite der Tragfläche berührt. Beide Arter, der Triebwerksbefestigung weisen jedoch insofern Nachteile auf, als Interferenzen zwischen der Tragflügelströmung einerseits und der Strömung um den Triebwerksstiel bzw. die Triebwerksverkleidung andererseits Zusatzwiderstände hervorzurufen. Ferner ist aus der DE-OS 18 03 132 ein Flugzeug bekannt, 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. Eine solche Anordnung hat jedoch den Nachteil einer hohen thermischen Beanspruchung der vom Triebwerksstrah! beaufschlagten Flügelteile. Im übrigen treten auch hier an jedem Flügel die erwähnten Interferenzwiderstände auf.

Weiterhin ist aus der FR-PS 11 78 843 ein Flugzeug bekannt, bei dem die Triebwerke mittels Stummelflügel am Flugzeugrumpf angebracht sind. Diese Stummelflügel sind so am Flugzeugrumpf befestigt, daß der Strahlaustritt der Triebwerke vor der Flügelvorderkante liegt und die Tragflügel im Strahlbereich der Triebwerke liegen. Außerdem sind die Abstände, mit denen die Triebwerke vor und über den Tragflügeln am Rumpf angebracht sind, nicht angegeben. Da aber das gesamte aerodynamische Verhalten eines Flugzeuges nicht nur durch die Art der Triebwerksaufhängung, sondern auch durch die konkreten Abstände der Aufhängung bestimmt wird, kommt den jeweiligen Bemessungen besondere Bedeutung zu.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem Flugzeug der eingangs genannten Art Interferenzwiderstände durch eine Triebwerksaufhängung mittels Stummelflügel zu vermeiden und den Auftrieb des Tragflügels zu erhöhen.

Die Lösung dieser Aufgabe liegt erfindungsgemäß darin, daß der Abstand a zwischen der Unterseite des Triebwerkes und der Oberseite des Tragflügels 10% bis 50% des Durchmessers d des Lufteinlaufes des Triebwerkes und der Abstand b zwischen der Vorderkante des Tragflügels und der Strahlaustrittsebene des Triebwerkes 10% bis 40% der Tragflügeltiefe t in der senkrechten Längsmittelebene des Triebwerkes beträgt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Ansprücher. 2 bis 4 zu entnehmen. Der Vorteil dieser erfindungsgemäßen Anordnung besteht im wesentlichen darin, daß die Tragflächenströmung 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 bis her notwendige widerstandserzeugende Pylon in ein auftncbserzeugendes und widerstandsverminderndes Element umgewandelt. Durch die erfindungsgemäße Zuordnung des Stummel- bzw. Zusatzflügels vor und über dem Tragflügel wird ein Doppeldeckereffekt erzielt, der eine Auftriebserhöhung für den Tragflügel bedeutet und eine Widerstandsverminderung der Triebwerksbefestigung erreicht. Eine weitere Auftriebssteigerung bzw. Widerstandsverminderung 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 Triebwerksstrahl beschleunigte Umgebungsluft gegenüber den heißen Austrittsgasen isoliert.

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

Fig. 1 eine Ansicht von vorn auf das erfindungsgemäße Flugzeug,

Fig.2 eine Ansicht von oben auf das erfindungsgemäße Flugzeug,

Fig.3 einen Schnitt durch die senkrechte Längsmittelebene des erfindungsgemäß angeordneten Trieb-

werks, und

Fig.4 einen Schnitt durch den erfindungsgemäßen Stuaimelflügel und den Tragflügel in einer Ebene zwischen Triebwerk und Rumpf.

Aus F i g. 1 und 2 ist die prinzipielle Anordnung des Triebwerks 3 gegenüber dem Tragflügel 1 und dem 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 f-ber dem Tragfiügel 1 angeordneten Stummelflügels 6 am Rumpf 8 des Flugzeuges befestigt ist Das Triebwerk 3 liegt bei der erfindungsgemäßen Anordnung mit seinem Lufteinlauf 4 vor der Forderkante 2 des Tragflügels 1 und mit seiner Strahlaustrittsebene 5 hinter der Vorderkante 2 des Tragflügels 1. Der Stummelflügel 6, der das Triebwerk 3 trägt, ist gegenüber dem Tragflügel 1 nach oben und nach vorn versetzt, so daß beide Flügelteile ein Doppeldeckersystem bilden. Um diesen vorteilhaften Doppeldeckereffekt noch zu verstärken, kann der Stummelflügel 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 Fig.3 ist die erfindungsgemäß definierte Lage des Triebswerks 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 2 des Tragflügels 1 und seine Strahla-istrittsebene 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 50% des Durchmessers t/des Lufteinlaufes 4 des Triebwerks 3. Die Rücklage b der Strahlaustrittsebene 5 des Triebwerks 3 gegenüber der Vorderkante 2 des Tragflügels 1 beträgt 10% bis 40% der Tiefe t des Tragflügels 1, wobei die Tiefe /in der senkrechten Längsmittelebenc 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 Tragflügelströmung durch den Triebwerksstrahl insofern ein, als der Triebwerksstrahl die umgebende Luft und damit die Strömung des Tragflügels 1 beschleunigt und somit eine Widerstandsverminderung bzw. eine Auftriebserhöhung bewirkt.

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

Zusammenfassend lassen sich die Vorteile der erfindungsgemäßen Triebwerksanordnung durch folgende drei Punkte erklären: durch dia Lage des Triebwerks gegenüber dem Tragflügel wird 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 erzieit. 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 Tragflügel 1 bestehen bleiben kann und die notwendigen Änderungen am Stummelflügel bzw. am Zusatzflügel leichter und billiger vorgenommen werden können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Flugzeug mit oberhalb der Tragflügel angeordneten Triebwerken, deren Lufteinläufe vor der Tragflügelvorderkante liegen und bei dem die Triebwerke mittels eines vor und über dem Tragflügel angeordneten, zur Auftriebserzeugung ausgebildeten Stummelflügels am Rumpf befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand a zwischen der Unterseite des Triebwerks (3) und der Oberseite des Trageflügels (1) 10% bL 50% des Durchmessers d des Lufteinlaufs (4) des Triebwerks (3) und der Abstand b zwischen der Vorderkante (2) des Tragflügels (1) und der Strahlaustrittsebene (5) des Triebwerks (3) 10% bis 40% der Tragflügeltiefe t in der senkrechten Längsmiuelebene des Triebwerks (3) beträgt.

2. Flugzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterseite des Stummelflügels (6) um den Abstand h höher als die Oberseite des Tragflügels (1) und daß die Hinterkante (7) des Stummelflügels (6) um den Abstand c hinter der Vorderkante (2) des Tragflügels (1) liegt, wobei der Abstand h 70% bis 100% der Flügeltiefe /des Stummelflügels (6) und der Abstand c 10% bis 30% dieser Flügeltiefe/beträgt.

3. Flugzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stummelflügel (6) in Spannweitenrichtung durch einen Zusatzflügel (9) verlängert ist.

4. Flugzeug nach Anspruch 1 oder 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterseite des Zusatzflügels (9) um den Abstand h höher als die Oberseite des Tragflügeis (1) und daß die Hinterkante (10) des Zusatzflügels (9) um den Abstand c hinter der Vorderkante (2) des Tragflügels (1) liegt, wobei der Abstand h 70% bis 100% der Flügeltiefe 1 des Zusatzflügels (9) und der Abstand c 10% bis 30% dieser Flügeltiefe/beträgt.