WO2002047976A2 - Aerodynamischer flügel mit zumindest bereichsweise variabler wölbung sowie struktur-gelenke - Google Patents

Aerodynamischer flügel mit zumindest bereichsweise variabler wölbung sowie struktur-gelenke Download PDF

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WO2002047976A2
WO2002047976A2 PCT/DE2001/004629 DE0104629W WO0247976A2 WO 2002047976 A2 WO2002047976 A2 WO 2002047976A2 DE 0104629 W DE0104629 W DE 0104629W WO 0247976 A2 WO0247976 A2 WO 0247976A2
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wing
aerodynamic wing
joint
variable curvature
component
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PCT/DE2001/004629
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French (fr)
Inventor
Juan Perez
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Airbus Defence and Space GmbH
Original Assignee
EADS Deutschland GmbH
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Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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

Definitions

  • the invention relates to an aerodynamic wing with a curvature that is variable at least in some areas, in particular for aircraft, and structural joints for use in aerodynamic wings for connecting components that are movable to one another.
  • US 4,349,169 shows an aerofoil with a profile that can be changed by means of an actuator.
  • Drive rods of the actuator are connected to the structure of the wing by means of joints, the axial direction of the joints running in the spanwise direction. This makes it possible to change the profile if several actuators with corresponding actuating rods are arranged one behind the other, as seen in the span direction.
  • the profile shape change disclosed there takes place over the entire span direction in this object.
  • a torsion or twist of a wing box extending in the span direction, which consists of the rods, the support element and the corresponding Part of the wing cladding is formed, is not possible with the subject of US 4,349,169 or only with considerable technical problems.
  • these actuators would have to have different actuation paths.
  • the bearings with an axis of rotation in the span direction as is provided with the respective bearings, result in tensioning of the piston or actuating rods, tensioning of the bearing points and the mechanics inside the respective actuators. This creates the risk of jamming.
  • DE 680525 only discloses linear actuators.
  • DE 680525 does not disclose any indications of an aerofoil profile that is variable in the span direction.
  • EP 860 355 discloses an aerodynamic component with a variable curvature, which is formed from ribs with an outer belt and a plurality of stiffening struts which act on it and are constant in length.
  • the stiffening struts are actuated to deform the component by means of actuators in such a way that the stiffening struts move in the longitudinal direction of the ribs or the direction of flow.
  • twisting of the wing is possible by different actuation of actuators arranged one behind the other in the span direction.
  • the bearing points of the stiffening struts are braced.
  • the object of the invention is to create a wing of variable curvature with which, by deforming at least partial areas, a flexible adaptation of the wing profile to the aerodynamic loads that occur is possible, the adjustment mechanism being as simple as possible, allowing a simple drive concept and allowing relative displacements Elements considered.
  • Figure 1 a is a plan view of an embodiment of the wing at least partially variable curvature intended for an aircraft, the front and rear end of which is provided with a front edge and a rear edge flap, with the spars and drive units of the adjustment mechanism according to the invention being shown schematically in the embodiment in the wing area are marked with kink struts,
  • FIGS. 1a and 1b shows a perspective view of the flexible wing box according to FIGS. 1a and 1b
  • FIG. 2 shows a section in the flow direction through the wing according to FIGS. 1a and 1b
  • 3a shows a drive unit in the embodiment with kink struts seen from the side
  • 3b shows a perspective view of the drive unit according to FIG. 3a
  • FIG. 3c shows a further perspective view of the drive unit of FIG. 3a
  • FIG. 3d shows a perspective view of part of the drive unit of FIG. 3a
  • FIG. 4 shows a drive unit in the embodiment with a longitudinally displaceable strut arrangement seen from the side
  • FIG. 5a shows a drive unit in the embodiment according to FIG. 4 seen from the side in a first adjustment position
  • FIG. 5b shows a drive unit according to FIG. 5a in a second adjustment position
  • FIG. 5c shows a drive unit according to FIG. 5a in a third adjustment position
  • FIG. 6 shows a side view of part of an embodiment of a drive unit in which the connections between the links, between the links and the planking and between a spar and the planking are made by structural joints,
  • FIG. 7 shows a perspective illustration of the flexible wing box according to FIG. 2, in which various curvature states of the flexible wing box are shown with broken lines.
  • 1 a and 1 b show the entire aerodynamic wing 1 of an aircraft or generally of an aircraft with a wing area 7 of variable curvature or variable wing area, the wing depth of which extends in the direction 4.
  • the arrow provided with the reference symbol 5 shows the direction of flow of the surrounding air with respect to the wing 1, while the reference symbol 10 indicates the longitudinal or span direction.
  • the invention is not only intended for aircraft, but is also suitable for any vehicle and other applications in which aerodynamic and shape-changing surfaces or wings are required.
  • the wing 1 comprises a root area 9 and a largely dimensionally stable wing box 6 in the transition between the root area 9 and the variable wing area 7.
  • the invention can also can be used without the rigid wing box 6.
  • the rigid wing box 6 is located on the fuselage (not shown) of the aircraft, and with the root region 9, the wing 1 is attached to the fuselage of the aircraft.
  • the wing 1 can additionally have a front edge flap 11 and a rear edge flap 12.
  • a wing tip 13 is arranged, the shape of which depends on the area of application of the wing 1.
  • the wing 1 can also have ribs 14 running approximately in the longitudinal direction. According to the invention, however, the wing 1 can also encompass the wing area 7 alone, i.e. without e.g. a leading edge flap 11 or a trailing edge flap 12.
  • a plurality of spars or longitudinal beams extend in the longitudinal extension thereof, which support a first and a second planking opposite this.
  • Each Adjacent spars or side members are movable against one another by means of at least two drive rows or adjustment mechanisms.
  • the spars or their respective edge areas are connected to the planking via joints 130, which are preferably designed as structural joints.
  • a first 21, second 22, third 23 and fourth 24 spar is shown which converge towards the wing tip in accordance with the wing depth which decreases to the wing tip 13.
  • the number of spars depends on the application and the design as well as the wing depth of wing 1.
  • An adjustment mechanism 15a, 15b, 15c is arranged between each two adjacent spars, each of which comprises at least two drive units 25a, 26a, 27a or 25b, 26b, 27b or 25c, 26c, 27c spaced apart in the longitudinal direction 10 of the wing.
  • At least one drive unit is seen in the wing depth direction 4 over the entire wing area 7, while in the span direction 10 at least two drive units are preferably arranged between two adjacent spars.
  • the interaction of a plurality of drive units of a drive row or of a plurality of drive units arranged between two spars in each case brings about a predetermined change in the profile shape of the wing 1.
  • Each drive unit comprises at least one strut arrangement 100 running between two adjacent spars.
  • two strut arrangements 101, 102 arranged one behind the other in the span direction 10 can be provided.
  • the at least one strut arrangement 100 can be formed from a rod which is variable in length or two interacting buckling struts or in some other way.
  • the ends of the strut arrangement are in each case on a spar and on a planking by means of a joint 113 provided in a bearing device 110 stored, the ends of the same strut arrangement are mounted on the opposite spar and on the opposite planking.
  • the bearing device 110 has, in addition to the bearing point or the joint 113 for mounting the respective end of the strut arrangement, two links 115, 116, a joint 117 for the articulated connection of the links 115 and 116 and a connecting link or receiving element 114 for receiving or connection of the joints 113, 117.
  • a first link 115 is mounted on a first bearing device 121 on the corresponding spar and a second link 116 on a bearing device 122 connected to the corresponding planking.
  • the joints 113 and 117 can also be used as a joint, e.g. be carried out by using a suitable ball joint.
  • the strut arrangement 100 runs approximately diagonally in a flexible wing box extending between two spars. Since the spars are also articulated or flexibly connected to the planking and the length of the strut arrangement 100 or the spacing of the ends thereof between adjacent spars can be lengthened or shortened by means of an adjustment mechanism or by means of actuators, adjacent spars can be pivoted or twisted.
  • an aerodynamic wing with at least partially variable curvature is provided with at least two spars, which are located between a first and a second cladding for supporting them and between which at least two drive units are arranged to change their relative position, each drive unit being one in their length comprises a strut arrangement 100 which can be adjusted by means of an adjusting mechanism, the ends of which are supported by means of a bearing device 110, a first link being articulated at each end of the strut arrangement, the respective end being articulated with the respective cladding and a second link connects the end with the nearest spar.
  • the embodiment of the wing region 7 of variable curvature shown by way of example in FIG. 1 shows a first 25, a second 26 and a third 27 drive row which consist of the drive units 25a, 26a, 27a or 25b, 26b, 27b or 25c, 26c, 27c are formed.
  • Each drive row 25, 26, 27 extends transversely to the spars 21, 22, 23, 24 or in the direction of the wing depth 4 and preferably extends over the entire variable wing area 7, ie between the respective outer spars of the wing area 7 which are movable relative to one another 1, a drive row runs between the first spar 21 and the fourth spar 24.
  • Each drive row 25, 26, 27 is formed from at least one drive unit with at least one strut arrangement 100.
  • Each drive unit is arranged between two adjacent bars to pivot them.
  • the number of drive units of a drive row 25, 26, 27 thus depends on the number of adjustable spars located at this longitudinal wing position 10 and required for warping the variable wing region 7. Accordingly, three drive rows 25, 26, 27, each with three drive units 25a, 25b, 25c and 26a, 26b, 26c and 27a, 27b, 27c, are shown in the figures over the wing length.
  • An adjustment mechanism 15a, 15b, 15c is provided for driving each drive unit, wherein an adjustment mechanism for actuating only one drive unit or a plurality of drive units can be provided between two bars.
  • this can be formed from a drive shaft 29, 29a, 29b, 29c, which connects and controls or mechanically drives the drive units located between two adjacent bars 21, 22, 23, 24.
  • a first drive shaft 29a connects the first drive units 25a, 26a, 27a located between the first 21 and second 22 spars
  • a second drive shaft 29b connects the second drive units 25b located between the second 22 and third 23 spars , 26b, 27b, a third drive shaft 29c, the drive units 25c, 26c, 27c located between the third 23 and fourth 24 spar.
  • each drive unit can be provided with its own actuator as part of an adjustment mechanism that is controlled mechanically, hydraulically or electrically.
  • a row 28 of actuators 28a, 28b, 28c can each be arranged for linear extension of a linkage, an actuator being preferably arranged between each two adjacent spars 21 and 22 or 22 and 23 or also 23 and 24.
  • Such a row 28 has the function of a drive row 25, 26, 27 and can also be provided instead of the first, second and / or third drive row.
  • the advantage of a row 28 is that it can have a shape in which only a small space is required.
  • An embodiment of a drive unit 25a is shown in detail in FIGS. 2, 3a, 3b, 3c and 3d.
  • FIG. 2 shows the drive units 25a, 25b, 25c from the side
  • FIGS. 3a, 3b, 3c show the drive unit in a side view and in a perspective representation in FIG. 3d the bearing of this embodiment of the drive unit 25a is shown.
  • Reference numeral 30 denotes the wing thickness direction.
  • the embodiment of the drive unit 25a shown there has a first 101 and a second 102 strut arrangement in the form of a pair of buckling struts, that is to say a first 31 and second 32 pair of buckling struts, approximately in the wing depth direction 4 or runs or run next to one another transversely to the longitudinal direction 10 of the wing.
  • a first 101 and a second 102 strut arrangement in the form of a pair of buckling struts, that is to say a first 31 and second 32 pair of buckling struts, approximately in the wing depth direction 4 or runs or run next to one another transversely to the longitudinal direction 10 of the wing.
  • Each pair of buckling struts 31, 32 each have a first 31 or 35 and a second 34, 36 buckling strut, which are articulated to one another at ends 19b via joints 37 and 38, respectively.
  • the two buckling struts of a pair on each joint 37 or 38 can preferably be designed in a fork shape and connected to one another by means of bolts 43a, 43b.
  • the drive units provided between the spars 21, 22, for example with the buckling struts are provided for the movement of spars, for example the spars 21, 22, which are located next to them in the wing depth direction 4, or for their rotation about their longitudinal axis (span direction 10).
  • the ends of a pair of buckling struts 35, 36 are each mounted on a spar and on a panel by means of the bearing device 110, each end opposite the other end of the same strut arrangement on the opposite spar and on the opposite Planking is mounted .
  • the two pairs of buckling struts are on the one hand on a first planking 131 and a first spar 21 and the other on a second planking 131 and a second spar
  • the buckling struts extend between two bars 21, 22 from the first to the second cladding.
  • the buckling struts can be mounted on the respective bars and cladding by means of a swivel joint or an elastic joint.
  • the ends 19a of the struts 33, 35 and 34, 36 located on the spars 21 and 22 are supported on the spars 21 and 22 by means of rotary joints 41a, 41b and 42a, 42b.
  • the swivel joints 37 and 38 and 41a, 41b and 42a, 42b are aligned such that the joints 37, 38 for connecting the respective articulated struts 33, 34 and 35 of a pair by means of an actuator from a neutral position in the span direction 10 can be moved.
  • Each pair of support struts is supported at each of its ends by means of bearing devices 110, which in the embodiment according to FIGS. 3a to 3d have a bearing point or a joint 113 for articulated reception of the respective support strut or strut arrangement 100, a Bearing point or a joint 117 for the articulated connection of two links 115, 116 and a connecting member or receiving element 114 for connecting the joints 113 and 117.
  • the joints 113, 117 can also be designed as a single joint.
  • the first link 115 is mounted on the respective planking and the second link 116 is mounted on the respective spar.
  • the handlebars are generally mounted on bearing means or joints 121 and 122, respectively.
  • the mounting means 121 and 122 of the handlebars are supported on support or stiffening elements 51 and 52, which in turn are preferably on the corresponding planking 131 or 132 or on the corresponding spar 21, 22 at least over a portion - are attached.
  • the Stiffening elements 51, 52 serve both to improve the introduction of force and to stiffen the respective cladding 131, 132 or the respective spar 51, 52.
  • the links can also be mounted on a plurality of supporting or stiffening elements 51 and 52, respectively this is shown in Figures 3a to 3d.
  • the bearing means 121 and 122 are spaced apart from the joint 117. This compensates for relative displacements of elements of the drive unit, the planking and the spars when the wing profile changes, which occurs due to an adjustment of the strut arrangement 100.
  • the rotary joints 41a, 41b and 42a, 42b for mounting a kink strut on the corresponding spar, the planking or a support element 51, 52 are preferably provided on the bearing device in the form of a fitting 53.
  • the swivel joints 41a, 41b and 42a, 42b for mounting a buckling strut allow the buckling strut to be rotated approximately around the wing thickness direction 30.
  • the pivoting movement of the buckling struts 33, 34 and 35, 36 causes them to be pivoted toward one another, ie the joints 33 and 38 are moved away from one another or towards one another.
  • a profile change is achieved by shortening or lengthening the distance between the respectively opposite connection points 33, 38 to the two spars 21 and 22 in accordance with the angular position which the bent struts 33, 34 and 35, 36 assume each other.
  • the respective position of the strut arrangement is changed by the adjusting mechanism 15a, 15b or 15c. This can be formed by actuators 43, each of which actuates a strut arrangement 100.
  • variable wing area 7 comprising at least one flexible wing box with two spars 21, 22, 23, 24 forming the flexible wing box, which are located between a first and a second planking for supporting them and between which at least one drive unit 25a is arranged at least between the two adjacent bars to change the relative position of the bars.
  • Each drive unit comprises at least one strut arrangement 100 running between the two spars, the first free end 19a of which via joints 41a, 41b; 42a, 42b are connected to a first edge region (18a of a spar 21, 22, 23, 24 located in the vicinity of the first planking, and their second free end 19a via joints 41a, 41b; 42a, 42b to a further first, in edge region 18a of the opposite spar 21, 22, 23, 24 located in the vicinity of the second planking.
  • the longitudinal extent of the at least one strut can be lengthened or shortened between the spars by means of an actuator, and the spars by shortening or lengthening the distance between them opposite first edge regions 18a for changing the curvature of the variable wing region 7 in order to pivot or twist their longitudinal direction, since the opposite first edge regions 18a are connected to respectively opposite planking (FIG. 7).
  • the drive unit 25a, 25b, 25c can also be formed from a linearly extendable or shortenable strut arrangement 100 which, for length change, comprises, for example, an actuator 28a, 28b, 28c, as shown in FIGS. 4; 5a, 5b, 5c is shown, wherein features of the same function can be provided with the same reference numerals as in FIGS. 3a to 3d.
  • the strut arrangement 100 comprises two, one behind the other in its longitudinal direction, Struts 133, 134 which are longitudinally displaceable with respect to one another.
  • This embodiment can also be a strut which can be lengthened or shortened.
  • An actuator 143 which is arranged between the two, causes the struts 133, 134 to be lengthened and shortened.
  • the struts 33, 34 and 35, 36 are extended and the pivoting movement of the struts 33, 34 and 35, 36 by means of corresponding actuators 43, which are approximately diametrically opposite Ends of the spars 21, 22 or 22, 23 or 23, 24, which are connected to the moving buckling struts, are moved and pivoted relative to one another, whereby the cross section of the wing box 7a in question, which is visible in the longitudinal direction 10 of the wing, is twisted or distorted (FIGS. 6a, 6b , 6c).
  • the change in length of the struts variable in length, for example by means of the actuator 143, which telescopically pushes a strut apart or together.
  • the struts 133, 134 are connected via a joint 117 to the links 115, 116, which are connected to one another via a joint 117.
  • the joints 113, 117 coincide, i.e. the respective strut 133, 134 and the handlebars are supported with the same joint.
  • various joints can also be provided for these functions.
  • Each link 115, 116 is connected in an articulated manner to the planking and to the respective spar via a joint 121 or 122.
  • an optionally usable support element 51 is also provided on the spar 21, 22 to improve the introduction of force.
  • the handlebar 116 is mounted on a region of the spar with a greater wall thickness.
  • Adjacent links 116 of different drive units 25a, 25b, 25c are mounted in the same joint 122 in the embodiment shown, but are not rigidly connected to one another.
  • the joint 130 is designed to connect a spar with a planking as a structural joint, with layers of the respective The ends of a spar are unfolded accordingly, forming a flange in order to connect the spar to a panel.
  • the connection can also be made using a foot.
  • FIG. 1 A further embodiment of the mounting of a strut arrangement 100 according to the invention is shown in FIG. This embodiment is shown using the example of the use of a buckling strut 33 in a strut arrangement 100.
  • the bearing device 110 comprises a connecting member or receiving element 114 for receiving the bearing 41a or 41b and for transmitting the forces and moments acting thereon.
  • the joint 113 for connecting the strut 133 to the links 115, 116 in the form of a swivel joint is also provided on the bearing device 110.
  • a structural or belt joint 217 is provided in the embodiment shown.
  • at least two belts or belts 218, 219 or layers of a fiber composite component of one of the functional elements involved, that is to say a belt that is flexible in its longitudinal direction, are used to form a swivel joint.
  • the first flexible band 218 is fastened to the mutually facing sides of each link 115, 116 and extends from there on the outside of a joint pin 113a of the joint 113 facing away from it.
  • the links 115, 116 are thereby articulated on the articulation 113.
  • a second flexible band 219 is fastened to the sides of the links 115, 116 facing away from one another and connects the links 115, 116 directly to one another, with a corresponding length of the free area of the first flexible band pressing against the articulated bolt 113a.
  • the links 115, 116 are held in their longitudinal direction or fixed in the respective pivot position.
  • the flexible bands 218, 219 are seen at least in regions offset from one another, viewed in the span direction 10, in particular at those points where these cross over. So at least two flexible bands are used, which are arranged offset to one another in the span direction 10 and cross each other in the free joint area. It is also possible to provide a plurality of flexible belts 218, 219 arranged next to one another in the span direction 10 with the above-described mode of operation.
  • This type of structural or belt joint can also be provided for any use in aerodynamic wings for the articulated connection of parts which are movable with respect to one another, the axis direction being the reference direction instead of the span-width direction.
  • the bearing device 110 shown in FIG. 6 can also be used with linearly displaceable struts 133, 134. If linear-displaceable struts 133, 134 of a strut arrangement were used, the joint 41 a or 41 b would be omitted in the illustration in FIG. 6.
  • FIG. 6 shows an alternative mounting or connection of the links 115, 116 to the respective cladding 131 to the swivel joints 121, 122.
  • the joints or bearing means shown there which are designated by the reference numerals 221 and 222, comprise a link 230 for supporting the respective link 115, 116.
  • FIG. 6 shows a support point with the line that is neutral with respect to the position of the respective link 230a drawn.
  • the upper side 231 of the link 230 facing the handlebar 115, 116 is curved in order to enable the handlebar to rotate.
  • the respective handlebar is held on the link by means of at least two flexible straps 233, 234 while allowing rotary movements.
  • the flexible bands 233, 234 can be formed from belts or belts or layers of a fiber composite component of one of the functional elements involved.
  • the flexible straps 233, 234 each hold the respective handlebar opposite directions on the link 230.
  • a first flexible band 233 is attached to a first side 230b of the link with respect to the support line 230a and to an area 230c of the handlebar opposite this with respect to the support line 230a of this side 230b.
  • At least one second flexible band, viewed in the span direction 10 is arranged crosswise to the first band, ie the areas to which this is fastened lie opposite the previously mentioned fastening areas with respect to the support line 230a.
  • This type of structural or belt joint can also be provided for any use in aerodynamic wings for the articulated connection of parts which are movable with respect to one another, the axis direction being the reference direction instead of the span-width direction. It is then a structural joint for connecting movable components in an aerodynamic wing, a link being provided on a first component for supporting a second component, the upper side of the link facing the second component being curved to prevent a rotary movement of the to enable the second component, the second component being held by means of at least two flexible bands in each case in opposite directions on the link while allowing rotary movements
  • FIG. 6 shows an alternative mounting or connection of the spars 21, 22 on the respective cladding (the cladding 131 in the illustration in FIG. 6).
  • the joint 130 shown there is designed as a swivel joint.
  • flexible bands 130a, 130b which run crosswise to one another in the joint region are fastened to the respective spar 21, 22 and to the respective planking 131.
  • a first band 130a runs from a first side of the respective link as the movable component to a first region of the Cladding 131 as the fixed component, while a second band 130b runs from a second side of the respective handlebar opposite to the first side to a second area of the cladding 131 opposite the first area with respect to a neutral line 130c.
  • Fastening means for example in the form of a plate or a tensioning means 130e, can be provided for fastening one or more bands.
  • a joint or support or meniscus disc 130f can also be used, on which the corresponding end of the respective spar rests. The disk 130f, on the other hand, rests on the planking 131 or a fastening means 130e or is held on the planking in some other way.
  • the disc 130f can advantageously have a sliding layer on the side facing the movable element, that is to say the spar.
  • the pane can also be fixed to the spar, so that the spar and pane are movable with respect to the planking.
  • the sliding surface of the disc must have a corresponding curvature.
  • One of the flexible bands of the joint 221, 222 can also be configured uniformly with that of the joint 217 (in the illustration in FIG. 6, the bands 130b and 233).
  • This type of structural or belt joint can also be provided for any use in aerodynamic wings for the articulated connection of parts which are movable with respect to one another, the axis direction being the reference direction instead of the span-width direction.
  • all the actuators 43, 143 used for the drive units according to the invention can be controlled, regulated and monitored electrically or electronically by at least one control unit, or alternatively or additionally mechanically for these purposes be coupled together.
  • the actuators 28a, 28b, 28c arranged on the wing tip 13 which can be electrically, electronically or mechanically coupled to the actuators 43, the elongation of the curvature of the wing 1 can still be influenced.
  • a drive shaft 29a, 29b, 29c can be provided which drives or drives drive units arranged one behind the other in the longitudinal direction 10 of the wing.
  • the actuator 43 can be a worm drive which is controlled by a drive shaft 29a running in the longitudinal direction of the wing.
  • a drive shaft 29a is preferably connected to all drive units 25a, 26a, 27a arranged within two spars, for example within spars 21 and 22 along the longitudinal extension of the wing.
  • the actuators can also be connected electrically, optically or hydraulically for the purpose of controlling them.
  • the actuator can have an autonomous supply or can be supplied electrically, hydraulically or pneumatically.
  • At least one actuator 43 is preferably arranged on each drive unit 25a, 26a, 27a for pivoting corresponding buckling struts. In the case of electrical, optical or hydraulic control, the actuator can also be provided with a control device.
  • corresponding sensors are to be provided on the drive unit 25a, which record the actual position and, if appropriate, further variables such as the adjustment speed or acceleration. These variables are used for a comparison with corresponding target variables and differences which arise are compensated for by means of the control device.
  • control devices provided locally on the actuators 43, one or more central (not shown) or decentralized 40 control devices can also be provided.
  • sensors according to the prior art can be provided at corresponding points connected to at least one electronic computer via lines.
  • a single drive unit or a single actuator can also be provided.
  • a plurality of drive units 25a, 25b, 25c; 26a, 26b, 26c and 27a, 27b, 27c, each with at least one actuator 43, can be arranged in series or parallel to one another.
  • the planking can additionally be provided with piezo elements to reinforce the actuating forces exerted on the planking by the pivoting of the spars. These can work in such a way that they increase this pressure due to the pressure in the cladding, which arises due to the movement of the spars 21, 22 or 22, 23 or 23, 24, in order to increase the pressure from the actuators 43 and 28a, 28b, 28c to reduce the adjustment power to be applied.
  • spars can also be provided on a wing 1, between which drive units or actuators can be arranged in the manner described. Can too the arrangement described can also be provided for the entire wing, that is to say also for the front edge and rear edge flaps, or only for the latter.
  • the at least partially flexible hydrofoil according to the invention or the flexible hydrofoil area is not only intended for aircraft, but can also be used generally for vehicles, e.g. be used for spoiler wings, if other size ratios are also decisive there.

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Abstract

Aerodynamischer Flügel zumindest bereichsweise variable Wölbung mit einem variablen Flügelbereich (7) mit mindestens zwei Holmen (21, 22, 23, 24), die zwischen einer ersten (131) und einer zweiten (132) Beplankung zu deren Abstützung gelegen sind und zwischen denen zur Veränderung von deren relativer Lage zumindest zwei Antriebseinheiten (25a, 25b, 25c) angeordnet ist, wobei jede Antriebseinheit eine in ihrer Länge über einen Verstell-Mechanismus einstellbare Streben-Anordnung (100; 101, 102) umfasst, deren Enden mittels einer Lagerungs-Einrichtung (110) gelagert sind, wobei an jedem Ende der Streben-Anordnung (100; 101, 102) ein erster Lenker (115) das jeweilige Ende gelenkig mit der jeweils näher gelegenen Beplankung (131, 132) und ein zweiter Lenker (116) das Ende mit dem jeweils näher gelegenen Holm (21, 22, 23) verbindet. (Fig. 1b)

Description

Aerodynamischer Flügel mit zumindest bereichsweise variabler Wölbung sowie Struktur-Gelenke
Die Erfindung betrifft einen aerodynamischen Flügel mit zumindest bereichsweise variabler Wölbung insbesondere für Flugzeuge sowie Struktur-Gelenke zur Verwendung in aerodynamischen Flügeln zur Verbindung zueinander beweglicher Bauteile.
Zur Verbesserung der aerodynamischen Eigenschaften von Flügeln sind aus dem allgemeinen Stand der Technik Konzepte für einen Flügel mit variablem und über Steuermechanismen einstellbarem Profil bekannt. Diese Konzepte sind jedoch verhältnismäßig aufwendig gebaut und deshalb auch nachteilig in bezug auf die Ansteuerung und Kontrolle der Stellbewegungen.
Die US 4,349,169 zeigt einen Tragflügel mit einem mittels eines Stellantriebs veränderlichen Profil. Antriebsstangen des Stellantriebs sind mittels Gelenke mit der Struktur des Tragflügels verbunden, wobei die Achsrichtung der Gelenke in Spannweitenrichtung verläuft. Dadurch ist zwar eine Profilveränderung möglich, wenn in Spannweiten-Richtung gesehen mehrere Stellantriebe mit entsprechenden Betätigungs-Stangen hintereinander angeordnet sind. Die dort offenbarte Profilform-Veränderung erfolgt jedoch bei diesem Gegenstand über die gesamte Spannweiten-Richtung.
Eine Torsion oder Verwindung eines sich in Spannweiten-Richtung erstreckenden Flügelkastens, der aus den Stangen, dem Stützelement und dem entsprechenden Teil der Flügel-Beplankung gebildet ist, ist mit dem Gegenstand der US 4,349,169 nicht oder nur mit erheblichen technischen Problemen möglich. Bei mehreren in Spannweiten-Richtung hintereinander angeordneten Stellantrieben müßten diese zueinander unterschiedliche Stellwege ausführen. Jedoch kommt es dann bei den Lagerungen mit einer Drehachse in Spannweiten-Richtung, wie dies mit den jeweiligen Lagern vorgesehen ist, zu Verspannungen der Kolben- oder Betätigungsstangen, einer Verspannung der Lagerstellen und der Mechanik im Inneren der jeweiligen Stellantriebe. Dadurch besteht die Gefahr von Verklemmungen.
Der Betätigungsmechanismus der DE 680525 offenbart ausschließlich lineare Stellantriebe. Die DE 680525 offenbart keine Hinweise auf einen in Spannweiten- Richtung veränderliches Tragflügel-Profil.
In der EP 860 355 ist ein aerodynamisches Bauteil mit veränderbarer Wölbung offenbart, das aus Rippen mit einem Außengürtel umd mehreren an diesem angreifenden längenkonstanten Versteifungsstreben gebildet wird. Die Versteifungsstreben werden zur Verformung des Bauteils mittels Akutatoren derart betätigt, daß sich die Versteifungsstreben in der Rippen-Längsrichtung oder Strömungsrichtung bewegen. Bei diesem Gegenstand ist eine Verwindung des Tragflügels durch unterschiedliche Ansteuerung von in Spannweiten-Richtung hintereinander angeordneten Aktuatoren möglich. Jedoch erfolgt eine Verspannung der Lagerstellen der Versteifungsstreben.
Die Aufgabe der Erfindung ist, einen Tragflügel variabler Wölbung zu schaffen, mit dem durch Verformung zumindest von Teilbereichen eine flexible Anpassung des Flügelprofils an die auftretenden aerodynamischen Lasten möglich ist, wobei der Verstellmechanismus möglichst einfach gebildet ist, ein einfaches Antriebskonzept erlaubt und Relativ-Verschiebungen seiner Elemente berücksichtigt. Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weitere Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Durch die Verwendung der verschwenkbaren Knickstreben können die üblichen Rippen im wesentlichen eliminiert werden. Diese Bauweise ermöglicht zusammen mit der Verwendung von gewichtssparenden Stellantrieben die Gestaltung eines in bezug auf das Gewicht günstigen Tragflügels variabler Wölbung.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der beigefügten Figuren beschrieben. Es zeigen:
Figur 1 a eine Draufsicht auf eine für ein Flugzeug vorgesehene Ausführungsform des Flügels zumindest bereichsweise variabler Wölbung, dessen vorderes und hinteres Ende mit einer Vorderkanten- und einer Hinterkanten-Klappe versehen ist, wobei in dem Flugelbereich schematisch Holme sowie Antriebseinheiten des erfindungsgemäßen Verstellmechanismus in der Ausführungsform mit Knick-Streben eingezeichnet sind,
Figur 1 b eine perspektivische Darstellung des flexiblen Flügelkastens nach der Fig. 1a bzw. 1 b,
Figur 2 einen Schnitt in Strömungsrichtung durch den Flügel nach der Figur 1a bzw. 1b,
Figur 3a eine Antriebseinheit in der Ausführungsform mit Knick-Streben von der Seite gesehen, Figur 3b eine perspektivische Ansicht der Antriebseinheit nach der Figur 3a
Figur 3c eine weitere perspektivische Ansicht der Antriebseinheit der Figur 3a,
Figur 3d eine perspektivische Ansicht eines Teils der Antriebseinheit der Figur 3a,
Figur 4 eine Antriebseinheit in der Ausführungsform mit einer längsverschieblihcen Streben-Anordnung von der Seite gesehen,
Figur 5a eine Antriebseinheit in der Ausführungsform nach der Figur 4 von der Seite gesehen in einer ersten Verstellposition,
Figur 5b eine Antriebseinheit nach der Figur 5a in einer zweiten Verstellposition,
Figur 5c eine Antriebseinheit nach der Figur 5a in einer dritten Verstellposition,
Figur 6 eine Seitenansicht eines Teils einer Ausführungsform einer Antriebseinheit, bei der die Verbindungen zwischen den Lenkern, zwischen den Lenkern und der Beplankung und zwischen einem Holm und der Beplankung durch Struktur-Gelenke ausgeführt sind,
Figur 7 eine perspektivische Darstellung des flexiblen Flügelkastens nach der Fig. 2, in die mit unterbrochenen Linien veschiedene Wölbungszustände des flexiblen Flügelkastens eingezeichnet sind. In der Figur 1 a und 1 b ist der gesamte aerodynamischer Flügel 1 eines Flugzeugs oder allgemein eines Fluggerätes mit einem Flugelbereich 7 variabler Wölbung oder variablen Flugelbereich dargestellt, dessen Flügeltiefe sich in der Richtung 4 erstreckt. Der mit dem Bezugszeichen 5 versehene Pfeil zeigt die Strömungsrichtung der umgebenden Luft in Bezug auf den Flügel 1 , während das Bezugszeichen 10 auf die Flügellängs- oder Spannweiten-Richtung hinweist.
Die Erfindung ist nicht nur für Fluggeräte vorgesehen, sondern auch für jedes Fahrzeug und weitere Anwendungen geeignet, bei denen aerodynamische und formveränderliche Flächen oder Flügel erforderlich sind.
Der Flügel 1 umfaßt neben dem Flugelbereich 7 variabler Wölbung, der aus mehreren variablen Flügelkasten 7a, 7b, 7c gebildet wird, einen Wurzelbereich 9 und einen weitgehend formsteifen Flügelkasten 6 im Übergang zwischen dem Wurzelbereich 9 und dem variablen Flugelbereich 7. Die Erfindung kann jedoch auch ohne den formsteifen Flügelkasten 6 angewendet werden. Der formsteife Flügelkasten 6 ist am Rumpf (nicht gezeigt) des Flugzeugs gelegen, und mit dem Wurzelbereich 9 ist der Flügel 1 am Rumpf des Flugzeugs befestigt. Der Flügel 1 kann zusätzlich eine Vorderkanten-Klappe 11 und eine Hinterkanten-Klappe 12 aufweisen. Am freien Ende des Flügels 1 ist eine Flügelspitze 13 angeordnet, deren Form vom Anwendungsbereich des Flügels 1 abhängt. Der Flügel 1 kann auch in etwa in Längsrichtung verlaufende Rippen 14 aufweisen. Erfindungsgemäß kann der Flügel 1 jedoch auch den Flugelbereich 7 allein umfassen, also ohne z.B. einer Vorderkanten-Klappe 11 oder einerHinterkanten- Klappe 12.
Innerhalb des Flügels 1 und insbesondere des variablen Flügelbereichs 7 verlaufen in dessen Längserstreckung mehrere Holme oder Längsträger, die eine erste und eine dieser gegenüberliegende zweite Beplankung abstützen. Jeweils benachbarte Holme oder Längsträger sind gegeneinander mittels zumindest zweier Antriebsreihen bzw. Verstellmechanismen beweglich. Dabei sind die Holme oder deren jeweilige Randbereiche über Gelenke 130, die vorzugsweise als Struktur-Gelenke ausgeführt sind, mit den Beplankungen verbunden.
In der in den Figuren 1a und 1 b beispielhaft gezeigten Ausführungsform des Flügelbereichs 7 ist ein erster 21 , zweiter 22, dritter 23 und vierter 24 Holm dargestellt, die entsprechend der sich zur Flügelspitze 13 verringernden Flügeltiefe zur Flügelspitze hin aufeinander zulaufen. Die Zahl der Holme hängt vom Anwendungsfall und der Bauart sowie der Flügeltiefe des Flügels 1 ab. Zwischen jeweils zwei benachbarten Holmen ist ein Verstellmechanismus 15a, 15b, 15c angeordnet, der jeweils zumindest zwei in Flügellängs-Richtung 10 beabstandete Antriebseinheiten 25a, 26a, 27a bzw. 25b, 26b, 27b bzw. 25c, 26c, 27c umfaßt. In Flügeltiefen-Richtung 4 über den ganzen Flugelbereich 7 gesehen ist zumindest eine Antriebseinheit, während in der Spannweiten-Richtung 10 vorzugsweise zumindest zwei Antriebseinheiten jeweils zwischen zwei benachbarten Holmen angeordnet sind. Bei der Verwendung mehrerer Antriebseinheiten bewirkt das Zusammenwirken mehrerer Antriebseinheiten einer Antriebsreihe bzw. eines mehrerer zwischen jeweils zwei Holmen angeordneten Antriebseinheiten eine vorgegebene Veränderung der Profilform des Flügels 1.
Jede Antriebseinheit umfaßt zumindest eine zwischen zwei benachbarten Holmen verlaufende Streben-Anordnung 100. Es können insbesondere zwei in Spannweiten-Richtung 10 gesehen hintereinander angeordnete Streben- Anordnungen 101 , 102 vorgesehen sein. Die zumindest eine Streben-Anordnung 100 kann aus einer in ihrer Länge veränderlichen Stange oder zwei zusammenwirkenden Knickstreben oder in anderer Weise gebildet sein. Die Enden der Streben-Anordnung sind mittels einem in einer Lager-Einrichtung 110 vorgesehenen Gelenk 113 jeweils an einem Holm und an einer Beplankung gelagert, wobei die Enden derselben Streben-Anordnung am jeweils gegenüberliegenden Holm und an der jeweils gegenüberliegenden Beplankung gelagert sind. Die Lagereinrichtung 110 weist dazu neben der Lagerstelle oder dem Gelenk 113 zur Lagerung des jeweiligen Endes der Streben-Anordnung zwei Lenker 115, 116, ein Gelenk 117 zur gelenkigen Verbindung der Lenker 115 und 116 sowie ein Verbindungs-Glied oder Aufnahme-Element 114 zur Aufnahme oder Verbindung der Gelenke 113, 117. Dabei ist ein erster Lenker 115 an einer ersten Lagervorrichtung 121 am entsprechenden Holm und ein zweiter Lenker 116 an einer mit der entsprechenden Beplankung verbundenen Lagervorrichtung 122 gelagert. Durch die Beabstandung der Lagervorrichtungen 121 und 122 vom Gelenk 117 zur Verbindung der Lenker wird das Auftreten von Zwangskräften vermieden bzw. wird die Relativ-Verschiebung der Lagerung 113 zum jeweiligen Holm und der jeweiligen Beplankung kompensiert, die aufgrund einer Verstellung der Streben-Anordnung 100 und einer Formänderung des jeweiligen Flügelkastens eintritt.
Bei der Ausführungsform mit den Knick-Streben können die Gelenke 113 und 117 auch als ein Gelenk, z.B. durch die Verwendung eines geeigneten Kugel-Gelenks ausgeführt sein.
Dadurch, daß die Enden der Streben-Anordnung 100 mit jeweils gegenüberliegenden Beplankungen und gegenüberliegenden Holmen in Verbindung stehen, verläuft die Streben-Anordnung 100 in etwa diagonal in einem sich zwischen zwei Holmen erstreckenden, flexiblen Flügelkasten. Da die Holme außerdem gelenkig oder flexibel mit den Beplankungen verbunden sind und die Längserstreckung der Streben-Anordnung 100 oder der Abstand der Enden derselben zwischen benachbarten Holmen mittels eines Verstellmechanismus oder mittels Stellantrieben verlängerbar oder verkürzbar ist, können jeweils benachbarte Holme verschwenkt oder auch verwunden werden. Erfindungsgemäß ist also ein aerodynamischer Flügel mit zumindest bereichsweise variabler Wölbung mit mindestens zwei Holmen vorgesehen, die zwischen einer ersten und einer zweiten Beplankung zu deren Abstützung gelegen sind und zwischen denen zur Veränderung von deren relativer Lage zumindest zwei Antriebseinheiten angeordnet ist, wobei jede Antriebseinheit eine in ihrer Länge über einen Verstell-Mechanismus einstellbare Streben-Anordnung 100 umfaßt, deren Enden mittels einer Lagerungs-Einrichtung 110 gelagert sind, wobei an jedem Ende der Streben-Anordnung ein erster Lenker das jeweilige Ende gelenkig mit der jeweils näher gelegenen Beplankung und ein zweiter Lenker das Ende mit dem jeweils näher gelegenen Holm verbindet.
Die in der Figur 1 beispielhaft gezeigte Ausführungsform des Flügelbereichs 7 variabler Wölbung zeigt eine erste 25, eine zweite 26 und eine dritte 27 Antriebsreihe, die aus den Antriebseinheiten 25a, 26a, 27a bzw. 25b, 26b, 27b bzw. 25c, 26c, 27c gebildet sind. Jede Antriebsreihe 25, 26, 27 verläuft quer zu den Holmen 21 , 22, 23, 24 oder in Richtung der Flügeltiefe 4 und erstreckt sich vorzugsweise über den gesamten variablen Flugelbereich 7, d.h. zwischen den jeweils äußeren gegeneinander beweglichen Holmen des Flügelbereichs 7. In der Darstellung der Figur 1 verläuft eine Antriebsreihe zwischen von dem ersten Holm 21 bis zum vierten Holm 24. Jede Antriebsreihe 25, 26, 27 wird aus zumindest einer Antriebseinheit mit zumindest einer Streben-Anordnung 100 gebildet. Jede Antriebseinheit ist zwischen jeweils zwei benachbarten Holmen zu deren Verschwenkung angeordnet. Die Anzahl von Antriebseinheiten einer Antriebsreihe 25, 26, 27 hängt also von der Zahl der sich an dieser Flügel-Längsposition 10 befindlichen und zur Verwölbung des variablen Flügelbereichs 7 erforderlichen verstellbaren Holme ab. In den Figuren sind dementsprechend über die Flügellänge drei Antriebsreihen 25, 26, 27 mit jeweils drei Antriebseinheiten 25a, 25b, 25c bzw. 26a, 26b, 26c bzw. 27a, 27b, 27c dargestellt. Zum Antrieb jeder Antriebseinheit ist ein Verstellmechanismus 15a, 15b, 15c vorgesehen, wobei ein Verstellmechanismus zur Betätigung nur einer Antriebseinheit oder mehrerer Antriebseinheiten zwischen zwei Holmen vorgesehen sein kann. In einer Ausführungsform eines Verstellmechanismus kann dieser aus einer Antriebswelle 29, 29a, 29b, 29c gebildet sein, die jeweils die zwischen zwei benachbarten Holmen 21 , 22, 23, 24 gelegenen Antriebseinheiten verbindet und ansteuert oder mechanisch antreibt. Zum Beispiel bei der Ausführungsform nach der Figur 1a verbindet eine erste Antriebswelle 29a, die zwischen dem ersten 21 und zweiten 22 Holm gelegenen ersten Antriebseinheiten 25a, 26a, 27a, eine zweite Antriebswelle 29b, die zwischen dem zweiten 22 und dritten 23 Holm gelegenen Antriebseinheiten 25b, 26b, 27b, eine dritte Antriebswelle 29c, die zwischen dem dritten 23 und vierten 24 Holm gelegenen Antriebseinheiten 25c, 26c, 27c.
Auch kann alternativ oder zusätzlich jede Antriebseinheit mit einem eigenen Stellantrieb als Bestandteil eines Verstellmechanismus versehen sein, der mechanisch, hydraulich oder elektrisch angesteuert wird.
Im Bereich der Flügelspitze kann eine Reihe 28 von Stellantrieben 28a, 28b, 28c jeweils zur linearen Verlängerung eines Gestänges angeordnet sein, wobei vorzugsweise zwischen jeweils zwei benachbarten Holmen 21 und 22 oder 22 und 23 oder auch 23 und 24 vorzugsweise jeweils ein Stellantrieb angeordnet ist. Eine solche Reihe 28 hat die Funktion einer Antriebsreihe 25, 26, 27 und kann auch anstelle der ersten, zweiten und / oder dritten Antriebsreihe vorgesehen sein. Der Vorteil einer Reihe 28 ist, daß sie eine Gestalt aufweisen kann, bei der nur ein geringer Platzbedarf erforderlich ist. Eine Ausführungsform einer Antriebseinheit 25a ist in den Figuren 2, 3a, 3b, 3c und 3d im Detail dargestellt. Die Figur 2 zeigt die Antriebseinheiten 25a, 25b, 25c von der Seite und die Figuren 3a, 3b, 3c zeigen die Antriebseinheit in einer Seitenansicht sowie in perspektivischer Darstellungln der Figur 3d ist die Lagerung dieser Ausführungsform der Antriebseinheit 25a dargestellt. Das Bezugszeichen 30 bezeichnet die Flügeldicken-Richtung.
Die dort dargestellte Ausführungsform der Antriebseinheit 25a weist eine erste 101 und eine zweite 102 Streben-Anordnung in der Gestalt eines Paares von Knickstreben, d.h. eines ersten 31 und zweiten 32 Paares von Knickstreben auf, das bzw. die in etwa in der Flügeltiefen-Richtung 4 oder quer zur Flügellängs- Richtung 10 nebeneinander verläuft bzw. verlaufen. Alternativ kann bei der Gestaltung der Streben-Anordnung aus Knick-Streben je Streben-Anordnung auch nur ein Paar von Knick-Streben oder können auch mehr als zwei Paare von Knick- Streben verwendet werden. Jedes Paar von Knickstreben 31 , 32 weist jeweils eine erste 31 bzw. 35 und eine zweite 34, 36 Knickstrebe auf, die an Enden 19b jeweils über Gelenke 37 bzw. 38 gelenkig miteinander verbunden sind. Dazu können die beiden Knickstreben eines Paares an jedem Gelenk 37 bzw. 38 vorzugsweise gabelförmig gestaltet und mittels Bolzen 43a, 43b miteinander verbunden sein. Die zwischen den Holmen 21 , 22 vorgesehenen Antriebseinheiten, z.B. mit den Knickstreben, sind zur Bewegung von in Flügeltiefen-Richtung 4 neben diesen gelegenen Holmen, z.B. der Holme 21 , 22, oder deren Verdrehung um ihre Längsachse (Spannweiten-Richtung 10) vorgesehen. Zu diesem Zweck die Enden eines Paares von Knick-Streben 35, 36 mittels der Lager-Einrichtung 110 jeweils an einem Holm und an einer Beplankung gelagert sind, wobei jedes Ende gegenüber dem jeweils anderen Ende derselben Streben-Anordnung am gegenüberliegenden Holm und an der gegenüberliegenden Beplankung gelagert ist.. In der Darstellung der Figuren 3a, 3b," 3c, 3d sind die beiden Paare von Knickstreben zum einen an einer ersten Beplankung 131 und einem ersten Holm 21 und zum anderen an einer zweiten Beplankung 131 und einem zweiten Holm
22 gelagert. Vorzugsweise erstrecken sich die Knickstreben bei ihrem Verlauf zwischen zwei Holmen 21 , 22 von der ersten zur zweiten BeplankungDie Lagerung der Knickstreben an den jeweiligen Holmen und Beplankungen kann mittels Drehgelenk oder elastischem Gelenk erfolgen.
Beispielsweise sind die an den Holmen 21 bzw. 22 gelegenen Enden 19a der Knickstreben 33, 35 und 34, 36 mittels Drehgelenke 41a, 41 b bzw. 42a, 42b an den Holmen 21 bzw. 22 gelagert. Die Drehgelenke 37 bzw. 38 sowie 41a, 41 b bzw. 42a, 42b sind derart ausgerichtet, daß die Gelenke 37, 38 zur Verbindung der jeweiligen Knickstreben 33, 34 bzw. 35 eines Paars mittels eines Stellantriebs aus einer Neutralstellung in Spannweiten-Richtung 10 bewegt werden können.
Die Lagerung jedes Paares von Stütz-Streben erfolgt an jedem von dessen Enden mittels Lagereinrichtungen 110, die in der Ausführungsform nach den Figuren 3a bis 3d eine Lagerstelle oder ein Gelenk 113 zur gelenkigen Aufnahme der jeweiligen Stütz-Strebe bzw. Streben-Anordnung 100, eine Lagerstelle oder ein Gelenk 117 zur gelenkigen Verbindung zweier Lenker 115, 116 und ein Verbindungsglied oder Aufnahme-Element 114 zur Verbindung der Gelenke 113 und 117 aufweist. Die Gelenke 113, 117 können auch als ein einzelnes Gelenk gestaltet sein.
Der erste Lenker 115 ist an der jeweiligen Beplankung und der zweite Lenker 116 ist an dem jeweiligen Holm gelagert. Die Lenker sind allgemein an Lagerungsmittel oder Gelenken 121 bzw. 122 gelagert. In der Ausführungsform nach den Figuren 3a bis 3d sind die Lagerungsmittel 121 bzw. 122 der Lenker an Stütz- oder Versteifungs-Elementen 51 bzw. 52 gelagert, die wiederum an der entsprechenden Beplankung 131 oder 132 bzw. am entsprechenden Holm 21 , 22 - vorzugsweise zumindest über einen Teilbereich - befestigt sind. Die Versteifungselemente 51 , 52 dienen sowohl der Verbesserung der Krafteinleitung als auch der Versteifung der jeweiligen Beplankung 131 , 132 bzw. des jeweiligen Holms 51 , 52. Die Lenker können auch jeweils an mehreren Stütz- oder Versteifungs-Elementen 51 bzw. 52 gelagert sein, wie dies in den Figuren 3a bis 3d dargestellt ist.
Durch die Lagerung der Knick-Streben an einer Lager-Einrichtung 110 mit an dem entsprechenden Holm und der entsprechenden Beplankung gelagerten Lenkern 115, 116 wird eine Beabstandung der Lagerungsmittel 121 und 122 vom Gelenk 117 realisiert. Dadurch werden Relativ-Verschiebungen von Elementen der Antriebseinheit, der Beplankungen und der Holme bei einer Veränderung des Fügel-Profils kompensiert, die aufgrund einer Verstellung der Streben-Anordnung 100 eintritt.
Die Drehgelenke 41a, 41 b bzw. 42a, 42b zur Lagerung einer Knickstrebe an dem entsprechenden Holm, der Beplankung bzw. einem Stütz-Element 51 , 52 sind vorzugsweise an der Lager-Einrichtung in Form eines Beschlages 53 vorgesehen. Die Drehgelenke 41a, 41 b bzw. 42a, 42b zur Lagerung einer Knickstrebe erlauben die Drehung der Knickstrebe in etwa um die Flügeldicken-Richtung 30.
Durch die Schwenk-Bewegung der Knickstreben 33, 34 bzw. 35, 36 werden diese jeweils zueinander verschwenkt, d.h. die Gelenke 33 und 38 voneinander weg oder zueinander hin bewegt. Durch die Verkürzung oder Verlängerung des Abstandes der jeweils gegenüberliegenden Verbindungsstellen 33, 38 zu den beiden Holmen 21 und 22 entsprechend der Winkelstellung, die die Knick-Streben 33, 34 bzw. 35, 36 zueinander einnehmen, wird eine Profil-Änderung erreicht. Die Änderung der jeweiligen Stellung der Streben-Anordnung wird durch den VerstellMaechanismus 15a, 15b bzw. 15c bewirkt. Dieser kann durch Stellantriebe 43 gebildet werden, die jeweils eine Streben-Anordnung 100 betätigen. Der erfindungsgemäße Tragflügel zumindest bereichsweise variabler Wölbung weist also einen variablen Flugelbereich 7 aus zumindest einem flexiblen Flügelkasten mit zwei, den flexiblen Flügelkasten bildenden Holmen 21 , 22, 23, 24 auf, die zwischen einer ersten und einer zweiten Beplankung zu deren Abstützung gelegen sind und zwischen denen zur Veränderung der relativen Lage der Holme zueinander zumindest eine Antriebseinheit 25a zumindest zwischen den zwei benachbarten Holmen angeordnet ist. Jede Antriebseinheit umfaßt zumindest eine zwischen den zwei Holmen verlaufende Streben-Anordnung 100, deren erstes freies Ende 19a über Gelenke 41a, 41 b; 42a, 42b mit einem ersten, in der Nähe der ersten Beplankung gelegenen Randbereich (18a eines Holms 21 , 22, 23, 24 verbunden sind, und deren zweites freies Ende 19a über Gelenke 41a, 41b; 42a, 42b mit einem weiteren ersten, in der Nähe der zweiten Beplankung gelegenen Randbereich 18a des gegenüberliegenden Holms 21 , 22, 23, 24 verbunden sind. Die Längserstreckung der zumindest einen Strebe ist zwischen den Holmen mittels eines Stellantriebs verlängerbar oder verkürzbar, um die Holme durch eine Verkürzung oder Verlängerung des Abstandes zwischen jeweils gegenüberliegenden ersten Randbereichen 18a zur Veränderung der Wölbung des variablen Flügelbereichs 7 um ihre Längsrichtung zu verschwenken oder zu verwinden, da die gegenüberliegenden ersten Randbereiche 18a mit jeweils gegenüberliegenden Beplankungen verbunden ist (Figur 7).
Die Antriebseinheit 25a, 25b, 25c kann auch aus einer linear verlängerbaren oder verkürzbaren Streben-Anordnung 100 gebildet werden, die zur Längenveränderung beispielsweise einen Stellantrieb 28a, 28b, 28c umfassen, wie dies in den Figuren 4; 5a, 5b, 5c dargestellt ist, wobei Merkmale gleicher Funktion mit denselben Bezugszeichen versehen sein können, als in den Figuren 3a bis 3d. In der in der Figur 4 dargestellten Ausführungsform umfaßt die Streben- Anordnung 100 zwei in ihrer Längsrichtung hintereinander angeordnete, zueinander längsverschiebliche Streben 133, 134. Es kann sich bei dieser Ausführungsform auch um eine in seiner Länge verlängerbaren oder verkürzbaren Strebe handeln. Ein Stellantrieb 143, der zwischen beiden angeordnet ist, bewirkt das Verlängern und Verkürzen der Streben 133, 134. Durch die Verlängerung von Streben bzw. die Schwenkbewegung der Knickstreben 33, 34 bzw. 35, 36 durch entsprechende Stellantriebe 43 werden die in etwa diametral gegenüberliegenden Enden der Holme 21 , 22 oder 22, 23 oder 23, 24, die mit den bewegten Knickstreben verbunden sind, gegeneinander bewegt und verschwenkt.wodurch der in Flügellängs-Richtung 10 sichtbare Querschnitt des betreffenden Flügelkastens 7a verwunden oder verzerrt wird (Figuren 6a, 6b, 6c).
Die Längenveränderung der längenveränderlichen Streben beispielsweise mittels des Stellantriebs 143, der eine Strebe teleskopartig auseinander- oder zusammenschiebt. Die Streben 133, 134 sind über ein Gelenk 117 mit den Lenkern 115, 116 verbunden, die miteinander über eine Gelenk 117 verbunden sind. In der Ausführungsform nach der Figur 4 fallen die Gelenke 113, 117 zusammen, d.h. die Lagerung der jeweiligen Strebe 133, 134 und der Lenker miteinander erfolgt mit demselben Gelenk. Für diese Funktionen können jedoch auch verschiedene Gelenke vorgesehen sein. Jeder Lenker 115, 116 ist über ein Gelenk 121 bzw. 122 gelenkig mit der Beplankung sowie mit dem jeweiligen Holm verbunden. In der Ausführungsform nach der Figur 4 ist am Holm 21 , 22 auch ein optional verwendbares Stützelement 51 zur Verbesserung der Krafteinleitung vorgesehen. Stattdessen ist der Lenker 116 an einm Bereich des Holms mit größerer Wandstärke gelagert. Benachbarte Lenker 116 verschiedener Antriebseinheiten 25a, 25b, 25c sind in der dargestellten Ausführungsform in demselben Gelenk 122 gelagert, jedoch nicht starr miteinander verbunden.
Die Ausführungsform der Figur 4 ist das Gelenk 130 zur Verbindung eines Holms mit einer Beplankung als Strukturgelenk gestaltet, wobei Lagen der jeweiligen Enden eines Holms entsprechend auseinandergeklappt sind und dabei einen Flansch bilden, um den Holm mit einer Beplankung zu verbinden. Statt mittels eines Flansches kann die Vebindung auch mittels eines Fusses erfolgen.
Eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lagerung einer Streben- Anordnung 100 ist in der Figur 6 dargestellt. Diese Ausführungsform ist am Beispiel der Verwendung einer Knick-Strebe 33 in einer Streben-Anordnung 100 dargestellt. Die Lagerungs-Einrichtung 110 umfaßt ein Verbindungsglied oder Aufnahme-Element 114 zur Aufnahme des Lagers 41a, bzw. 41 b und der Übertragung der auf dieses einwirkenden Kräfte und Momente. An der Lagerungs- Einrichtung 110 ist weiterhin das Gelenk 113 zur Verbindung der Strebe 133 mit den Lenkern 115, 116 in Form eines Drehgelenks vorgesehen.
Zur gelenkigen Verbindung der Lenker 115, 116 ist bei der dargestellten Ausführungsform ein Struktur- oder Riemen-Gelenk 217 vorgesehen. Dazu werden zumindest zwei zu einem Drehgelenk zusammenwirkende Riemen oder Gurte 218, 219 oder Lagen eines Faserverbund-Bauteils eines der beteiligten Funktionselemente, also ein in seiner Längsrichtung flexibles Band verwendet. Das erste flexible Band 218 ist an den einander zugewandten Seiten jedes Lenkers 115, 116 befestigt und erstreckt sich von dort an der diesen abgewandten Außenseite eines Gelenkbolzens 113a des Gelenks 113 herum. Dadurch werden die Lenker 115, 116 gelenkig am Gelenk 113 gehalten. Ein zweites flexibles Band 219 ist an den einander abgewandten Seiten der Lenker 115, 116 befestigt und verbindet die Lenker 115, 116 direkt miteinander, wobei durch eine entsprechende Länge des freie Bereichs des ersten flexiblen Bandes gegen den Gelenk-Bolzen 113a gedrückt wird. Dadurch werden die Lenker 115, 116 in ihrer Längsrichtung gehalten oder in der jeweiligen Schwenklage fixiert. Die flexiblen Bänder 218, 219 sind in Spannweiten-Richtung 10 gesehen zumindest bereichsweise versetzt zueinander angeordnet, und zwar insbesondere an denjenigen Stellen, an denen diese sich überkreuzen. Es werden also zumindest zwei flexible Bänder verwendet, die in Spannweiten-Richtung 10 zu einander versetzt angeordnet sind und sich im freien Gelenkbereich überkreuzen. Es können auch mehrere in Spannweiten-Richtung 10 nebeneinander angeordnete flexible Bänder 218, 219 mit der voranstehend beschriebenen Funktionsweise vorgesehen sein.
Diese Art von Struktur- oder Riemen-Gelenk kann auch für jegliche Verwendung in aerodynamischen Flügeln zur gelenkigen Verbindung zueinander beweglicher Teile vorgesehen sein, wobei statt der Spann-Weiten-Richtung dessen Achsen- Richtung als Bezugs-Richtung anzusehen ist.
Die in der Figur 6 dargestellte Lagerungs-Einrichtung 110 kann auch mit linear- verschieblichen Streben 133, 134 angewendet werden. Bei der Verwendung von linear-verschieblichen Streben 133, 134 einer Streben-Anordnung würde in der Darstellung der Figur 6 das Gelenk 41 a bzw. 41 b entfallen.
Weiterhin ist in der Figur 6 eine zu den Drehgelenken 121 , 122 alternative Lagerung oder Verbindung der Lenker 115, 116 an der jeweiligen Beplankung 131 dargestellt. Die dort dargestellten Gelenke oder Lagerungsmittel, die dort mit den Bezugszeichen 221 und 222 bezeichnet sind, umfassen eine Kulisse 230 zur Auflagerung des jeweiligen Lenkers 115, 116. In der Figur 6 ist eine in Bezug auf die Lage des jeweiligen Lenkers neutrale Auflagestelle mit der Linie 230a eingezeichnet. Die dem Lenker 115, 116 zugewandte Oberseite 231 der Kulisse 230 ist gekrümmt ausgebildet, um eine Drehbewegung des Lenkers zu ermöglichen. Der jeweilige Lenker ist mittels zumindest zweier flexibler Bänder 233, 234 an der Kulisse bei einer Ermöglicheung von Drehbewegungen gehalten. Die flexiblen Bänder 233, 234 können aus Riemen oder Gurten oder Lagen eines Faserverbund-Bauteils eines der beteiligten Funktionselemente gebildet sein. Die flexiblen Bänder 233, 234 halten den jeweiligen Lenker jeweils in entgegengesetzten Richtungen an der Kulisse 230. Dazu ist ein erstes flexibles Band 233 an einer in Bezug auf die Auflagelinie 230a ersten Seite 230b der Kulisse sowie an einem in Bezug auf die Auflagelinie 230a dieser Seite 230b gegenüber gelegenen Bereich 230c des Lenkers befestigt. Zumindest ein zweites flexibles Band ist in der Spannweiten-Richtung 10 gesehen kreuzweise zu dem ersten Band angeordnet, d.h. die Bereiche, an denen dieses befestigt ist, liegen in Bezug auf die Auflagelinie 230a den zuvor genannten Befestigungsbereichen gegenüber.
Diese Art von Struktur- oder Riemen-Gelenk kann auch für jegliche Verwendung in aerodynamischen Flügeln zur gelenkigen Verbindung zueinander beweglicher Teile vorgesehen sein, wobei statt der Spann-Weiten-Richtung dessen Achsen- Richtung als Bezugs-Richtung anzusehen ist. Es handelt sich dann um ein Struktur-Gelenk zur Verbindung beweglicher Bauteile in einem aerodynamischen Flügel, wobei an einem ersten Bauteil eine Kulisse zur Auflagerung eines zweiten Bauteils vorgesehen ist, wobei die dem zweiten Bauteil zugewandte Oberseite der Kulisse gekrümmt ausgebildet ist, um eine Drehbewegung des zweiten Bauteils zu ermöglichen, wobei das zweite Bauteils mittels zumindest zweier flexibler Bänder jeweils in entgegengesetzten Richtungen an der Kulisse bei einer Ermöglichung von Drehbewegungen gehalten wird
Weiterhin ist in der Figur 6 eine alternative Lagerung oder Verbindung der Holme 21 , 22 an der jeweiligen Beplankung (in der Darstellung der Figur 6 die Beplankung 131 ) dargestellt. Das dort dargestellte Gelenk 130 ist als Drehgelenk ausgebildet. Zu diesem Zweck sind in Spannweiten-Richtung 10 (als der Achsen- Richtung) gesehen im Gelenkbereich kreuzweise zueinander verlaufende flexiblen Bänder 130a, 130b an dem jeweiligen Holm 21 , 22 sowie an der jeweiligen Beplankung 131 befestigt. Ein erstes Band 130a verläuft von einer ersten Seite des jeweiligen Lenkers als das bewegliche Bauteil zu einem ersten Bereich der Beplankung 131 als das feststehende Bauteil, während ein zweites Band 130b von einer zur ersten Seite entgegengesetzt gelegenen zweiten Seite des jeweiligen Lenkers zu einem in Bezug auf eine Neutral-Linie 130c dem ersten Bereich gegenüber gelegenen zweiten Bereich der Beplankung 131 verläuft. Befestigungsmittel z.B. in Form einer Platte oder eines Spannmittels 130e kann zur Befestigung eines Bandes oder mehrerer Bänder vorgesehen sein. Ebenfalls kann eine Gelenk- oder Auflager-oder Meniskus-Scheibe 130f verwendet werden, auf dem das entsprechende Ende des jeweiligen Holms aufliegt. Die Scheibe 130f liegt andererseits auf der Beplankung 131 oder einem Befestigungsmittel 130e auf oder wird auf andere Weise an der Beplankung gehalten. Die Scheibe 130f kann vorteilhafterweise an der dem beweglichen Element, also dem Holm zugewandten Seite eine Gleitschicht aufweisen. Alternativ kann die Scheibe auch am Holm fixiert sein, so daß Holm und Scheibe gegenüber der Beplankung beweglich sind. Je nach der Ausführungsform muß die Gleit-Oberfläche der Scheibe eine entsprechende Krümmung aufweisen.
Eines der flexiblen Bänder des Gelenks 221 , 222 kann auch einheitlich mit einem der der des Gelenks 217 gestaltet sein (in der Darstellung der Figur 6 die Bänder 130b und 233).
Diese Art von Struktur- oder Riemen-Gelenk kann auch für jegliche Verwendung in aerodynamischen Flügeln zur gelenkigen Verbindung zueinander beweglicher Teile vorgesehen sein, wobei statt der Spann-Weiten-Richtung dessen Achsen- Richtung als Bezugs-Richtung anzusehen ist.
In einer Ausführungsform können sämtliche für die erfindungsgemäßen Antriebseinheiten verwendeten Stellantriebe 43, 143 von zumindest einer Steuereinheit elektrisch oder elektronisch angesteuert, geregelt und überwacht werden oder zu diesen Zwecken alternativ oder zusätzlich mechanisch miteinander gekoppelt sein. Durch die Betätigung der an der Flügelspitze 13 angeordneten Stellantriebe 28a, 28b, 28c, die elektrisch, elektronisch oder mechanisch mit den Stellantrieben 43 gekoppelt sein können, kann weiterhin noch die Streckung der Wölbung des Flügels 1 beeinflußt werden.
Es kann eine Antriebswelle 29a, 29b, 29c vorgesehen sein, die in Flügellängs- Richtung 10 hintereinander angeordnete Antriebseinheiten ansteuert oder antreibt.
Dabei kann der Stellantrieb 43 ein Schneckenantrieb sein, der über eine in Flügel- Längsrichtung verlaufende Antriebswelle 29a gesteuert wird. Eine solche Antriebswelle 29a ist vorzugsweise mit sämtlichen innerhalb von jeweils zwei Holmen, z.B. innerhalb der Holme 21 und 22 entlang der Längserstreckung des Flügels angeordneten Antriebseinheiten 25a, 26a, 27a verbunden. Die Verbindung der Stellantriebe zum Zwecke ihrer Ansteuerung kann auch auf elektrischem, optischem oder hydraulischem Wege erfolgen. Dabei kann der Stellantrieb eine autonome Versorgung haben oder elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch versorgt werden. Vorzugsweise ist an jeder Antriebseinheit 25a, 26a, 27a jeweils zumindest ein Stellantrieb 43 zur Verschwenkung entsprechender Knickstreben angeordnet. Der Stellantrieb kann im Falle einer elektrischen, optischen oder hydraulischen Ansteuerung auch mit einer Regeleinrichtung versehen sein. Hierzu sind an der Antriebseinheit 25a entsprechende Sensoren vorzusehen, die die Ist- Position und gegebenenfalls weitere Größen wie die Verstell-Geschwindigkeit oder -Beschleunigung aufnehmen. Diese Größen werden für einen Vergleich mit entsprechenden Soll-Größen herangezogen und mittels der Regeleinrichtung entstehende Differenzen kompensiert. Es kann statt lokal an den Stellantrieben 43 vorgesehene Regeleinrichtungen auch eine oder mehrere zentrale (nicht gezeigt) oder dezentrale 40 Regeleinrichtungen vorgesehen sein. Zur Überwachung der Stellantriebe 43 bzw. 28a, 28b, 28c oder auch der Lagen der Holme 21 , 22 oder 22, 23 oder 23, 24 zueinander bzw. der Flügelstreckung können an entsprechenden Stellen Sensoren nach dem Stand der Technik (nicht gezeigt) vorgesehen sein, die mit zumindest einem elektronischen Rechner über Leitungen in Verbindung stehen. Beim Auftreten von Fehlern in einer Antriebseinheit 25a, 25b, 25c; 26a, 26b, 26c bzw. 27a, 27b, 27c kann eine Abschaltung oder auch eine Rekonfiguration derselben erfolgen . Zu diesem Zweck können redundante Einheiten und insbesondere redundante Stellantriebe 43 bzw. 28a, 28b, 28c vorgesehen sein.
Alternativ zur beschriebenen Ausführungsform kann statt einer Antriebsreihe 25, 26, 27 oder einer Reihe 28 von Stellantrieben auch eine einzelne Antriebseinheit bzw. ein einzelner Stellantrieb vorgesehen sein. Alternativ oder zusätzlich können zwischen jeweils zwei Holmen 21 und 22, 22 und 23 bzw. 23 und 24 auch mehrere Antriebseinheiten 25a, 25b, 25c; 26a, 26b, 26c bzw. 27a, 27b, 27c mit jeweils zmindest einem Stellantrieb 43 in Reihe oder parallel zueinander angeordnet sein.
Die Beplankung kann zur Verstärkung der durch die Verschwenkung der Holme auf die Beplankungen ausgeübten Stellkräfte zusätzlich mit Piezoelementen versehen sein. Diese können in einer Weise arbeiten, daß sie aufgrund des Druckes in der Beplankung, der aufgrund der Bewegung der Holme 21, 22 oder 22, 23 oder 23, 24 zueinander entsteht, diesen Druck verstärken, um die von den Stellantrieben 43 bzw. 28a, 28b, 28c aufzubringende Verstell-Leistung zu verringern.
Es können an einem Flügel 1 neben einer Anzahl von Holmen auch noch weitere Holme (nicht eingezeichnet) vorgesehen sein, zwischen denen in beschriebener Weise Antriebseinheiten bzw. Stellantriebe angeordnet sein können. Auch kann die beschriebene Anordnung auch für den gesamten Flügel, also auch für die Vorderkanten- und Hinterkanten-Klappen, oder nur für letztere vorgesehen sein.
Der erfindungsgemäße zumindest teilweise flexible Tragflügel oder der flexible Tragflügelbereich ist nicht nur für Flugzeuge vorgesehen, sondern kann auch allgemein bei Fahrzeugen, z.B. für Spoiler-Flügel verwendet werden, wenn auch dort andere Größenverhältnisse maßgebend sind.

Claims

Patentansprüche
1. Aerodynamischer Flügel zumindest bereichsweise variabler Wölbung mit mindestens zwei Holmen (21 , 22, 23, 24), die zwischen einer ersten (131 ) und einer zweiten (132) Beplankung zu deren Abstützung gelegen sind und zwischen denen zur Veränderung von deren relativer Lage zumindest zwei Antriebseinheiten (25a, 25b, 25c) angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
jede Antriebseinheit eine in ihrer Länge über einen Verstell-Mechanismus einstellbare Streben-Anordnung (100; 101 , 102) umfaßt, deren Enden mittels einer Lagerungs-Einrichtung (110) gelagert sind, wobei an jedem Ende der Streben- Anordnung (100; 101 , 102) ein erster Lenker (115) das jeweilige Ende gelenkig mit der jeweils näher gelegenen Beplankung (131 , 132) und ein zweiter Lenker (116) das Ende mit dem jeweils näher gelegenen Holm (21 , 22, 23) verbindet.
2. Aerodynamischer Flügel zumindest bereichsweise variabler Wölbung nach dem Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerungs-Einrichtung (110) ein Gelenk (113) zur Lagerung der Streben-Anordnung (100), eine Vorrichtung (114) zur Aufnahme dieses Gelenks (113) sowie ein Gelenk (117) zur Aufnahme der Lenker (115, 116) umfaßt.
3. Aerodynamischer Flügel zumindest bereichsweise variabler Wölbung nach dem Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerungs-Einrichtung (110) ein Gelenk (113, 117) zur Lagerung der Streben-Anordnung (100) sowie zur Aufnahme der Lenker (115, 116) umfaßt.
4. Aerodynamischer Flügel zumindest bereichsweise variabler Wölbung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beplankungen mit Stütz-Elementen (52) und/oder die Holme mit Stütz-Elementen (51 ) versteift sind, wobei Lenker jeweils an Stütz-Elementen gelagert sind.
5. Aerodynamischer Flügel zumindest bereichsweise variabler Wölbung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Streben- Anordnung (100; 101 , 102) zumindest ein Paar von über Drehgelenke (37; 38) verbundenen Knickstreben (33, 34; 35, 36) umfaßt, deren freie Enden (19a) über Gelenke (41a, 41 b; 42a, 42b) derart in der Lagerungs-Einrichtung (110) gelagert sind, daß die Drehgelenke (37; 38) zur Verbindung der Knickstreben mittels des Verstell-Mechanismus in der Spannweiten-Richtung (10) beweglich sind, um die Lagen der mit diesen verbundenen Holme relativ zueinander zu verändern.
6. Aerodynamischer Flügel zumindest bereichsweise variabler Wölbung nach dem Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Antriebseinheit zwischen jeweils benachbarten Holmen mehrere Paare von Stützstreben umfaßt, deren Drehgelenke (37; 38) zur Verbindung der Knickstreben zueinander in Gegenrichtung bewegt werden, um die Lagen der mit diesen verbundenen Holme relativ zueinander zu veründern.
7. Aerodynamischer Flügel zumindest bereichsweise variabler Wölbung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Streben- Anordnung (100; 101 , 102) in ihrer Längsrichtung verlängerbar und verkürzbar ist.
8. Aerodynamischer Flügel zumindest bereichsweise variabler Wölbung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur gelenkigen Verbindung der Lenker (115, 116) ein Struktur-Gelenk (217) vorgesehen ist, wobei flexible Bänder (218, 219) verwendet werden, die in Spannweiten-Richtung (10) gesehen zueinander versetzt angeordnet sind und sich im freien Gelenkbereich überkreuzen.
9. Aerodynamischer Flügel zumindest bereichsweise variabler Wölbung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur gelenkigen Verbindung der Lenker (115, 116) mit der jeweiligen Beplankung (131 , 132) oder dem jeweiligen Holm (21 , 22, 23, 24) an der Beplankung eine Kulisse (230) zur Auflagerung eines Lenkers (115, 116) vorgesehen ist, wobei die dem Lenker (115, 116) zugewandte Oberseite (231 ) der Kulisse gekrümmt ausgebildet ist, um eine Drehbewegung des Lenkers (115, 116) zu ermöglichen, wobei der Lenker (115, 116) mittels zumindest zweier flexibler Bänder (233, 234) jeweils in entgegengesetzten Richtungen an der Kulisse bei einer Ermöglichung von Drehbewegungen gehalten wird.
10. Aerodynamischer Flügel zumindest bereichsweise variabler Wölbung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur gelenkigen Verbindung des jeweiligen Holms (21 , 22, 23, 24) mit der jeweiligen Beplankung (131 , 132) ein Struktur-Gelenk mit in Achsen-Richtung (10) gesehen im Gelenkbereich kreuzweise zueinander verlaufenden flexiblen Bänder (130a, 130b) vorgesehen ist, wobei ein erstes Band (130a) von einer ersten Seite des beweglichen Bauteils zu einem ersten Bereich des feststehenden Bauteils (131 ) verläuft, während ein zweites Band (130b) von einer zur ersten Seite entgegengesetzt gelegenen zweiten Seite des beweglichen Bauteils zu einem in Bezug auf eine Neutral-Linie (130c) dem ersten Bereich gegenüber gelegenen zweiten Bereich des feststehenden Bauteils (131 ) verläuft.
11. Aerodynamischer Flügel zumindest bereichsweise variabler Wölbung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der variable Flugelbereich (7a) mehrere variable Flügelkästen (7a, 7b, 7c) umfaßt, die in Flügeltiefen-Richtung (4) nebeneinander angeordnet sind und jeweils zwei Holme (21 , 22, 23, 24) mit zumindest zwei Antriebselementen zu deren Verschwenkung umfaßt.
12. Aerodynamischer Flügel zumindest bereichsweise variabler Wölbung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem Antriebselement ein Stellantrieb (43) zu dessen Betätigung vorgesehen ist.
13. Aerodynamischer Flügel zumindest bereichsweise variabler Wölbung nach dem Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellantrieb (43) elektrisch, mechanisch oder hydraulisch angesteuert wird.
14. Aerodynamischer Flügel zumindest bereichsweise variabler Wölbung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine Antriebswelle (29a, 29b, 29c) vorgesehen ist, die in Flügellängs-Richtung (10) hintereinander angeordnete Antriebseinheiten ansteuert oder antreibt.
15. Aerodynamischer Flügel zumindest bereichsweise variabler Wölbung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellantrieb (43) ein Schneckenantrieb ist.
16. Aerodynamischer Flügel zumindest bereichsweise variabler Wölbung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beplankung zusätzlich mit Piezoelementen versehen ist, um den Druckes in der Beplankung, der aufgrund der Bewegung der Holme entsteht, zu verstärken.
17. Struktur-Gelenk zur Verbindung beweglicher Bauteile in einem aerodynamischen Flügel, dadurch gekennzeichnet, daß zur gelenkigen Verbindung der zwei zueinander beweglichen Bauteile flexible Bänder (218, 219) verwendet werden, die in ihrer Achsen-Richtung gesehen zueinander versetzt angeordnet sind und sich im freien Gelenkbereich überkreuzen.
18. Struktur-Gelenk zur Verbindung beweglicher Bauteile in einem aerodynamischen Flügel, dadurch gekennzeichnet, daß in Achsen-Richtung (10) gesehen im Gelenkbereich kreuzweise zueinander verlaufende flexible Bänder (130a, 130b) vorgesehen sind, wobei ein erstes Band (130a) von einer ersten Seite des ersten Bauteils zu einem ersten Bereich des zweiten Bauteils (131 ) verläuft, während ein zweites Band (130b) von einer zur ersten Seite entgegengesetzt gelegenen zweiten Seite des ersten Bauteils zu einem in Bezug auf eine Neutral-Linie (130c) dem ersten Bereich gegenüber gelegenen zweiten Bereich des zweiten Bauteils (131 ) verläuft.
19. Struktur-Gelenk zur Verbindung beweglicher Bauteile in einem aerodynamischen Flügel nach dem Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, eine Gelenk-Scheibe (130f) zwischen dem ersten und dem zweiten Bauteil gelegen ist, deren auf der Seite des beweglichen Bauteils gelegene Gleit-Oberfläche eine der Bewegung angepaßte Krümmung aufweist.
20. Struktur-Gelenk zur Verbindung beweglicher Bauteile in einem aerodynamischen Flügel, dadurch gekennzeichnet, daß an einem ersten Bauteil eine Kulisse (230) zur Auflagerung eines zweiten Bauteils (115, 116) vorgesehen ist, wobei die dem zweiten Bauteil (115, 116) zugewandte Oberseite (231 ) der Kulisse gekrümmt ausgebildet ist, um eine Drehbewegung des zweiten Bauteils (115, 116) zu ermöglichen, wobei das zweite Bauteils (115, 116) mittels zumindest zweier flexibler Bänder (233, 234) jeweils in entgegengesetzten Richtungen an der Kulisse bei einer Ermöglichung von Drehbewegungen gehalten wird.
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