NL8600616A - Stangenmechanisme voor landingsklepophanging. - Google Patents

Description

* - 1 -

Stangenmechanisme voor landingsklepophanging.

De uitvinding betreft een stangenmechanisme voor de meervoudige ophanging van een tweedelige vliegtuigvleugel landingsklep.

Deze landingskleppert worden bij de start gebruikt om 5 meer vleugeloppervlak te verkrijgen en bij de landing voor meer welving en ook weerstand om een zo klein mogelijke vlieg-snelheid te hebben bij het eerste grondcomtact en dus de remweg zo kort mogelijk te ho ud e n . Hi eruit kan worden afgeleid,dat niet alleen de eindstanden, de geheel ingetrokken positie en de 10 landings stand, maar ook vele tussenliggende kiepstanden belangrijk zijn voor de bepaalde vliegomstandigheden en allen nauwkeurig in contour moeten worden gebracht volgens de aërodynamische gegevens met de juiste spleet ( gap ) en de bijbehorende invalshoek,vliegtuigen met vleugels van grotere spanwijdte 15 hebben ook meerdere kleppen voor de start en de landing,waarbij elke klep op twee of meerdere plaatsen in spanwijdterich-ting,track genaamd,wordt ondersteund door wagentjes,( carriages ) die in een I of I en doosvormige rail rijden en zijdelings de vorm van een onderstebovengehouden hockeystick hebben met de 20 steel schuin naar boven in vliegrichting wijzend en waarbij boven in de wagentjes,zowel aan de voorzijde als aan de achterzijde, schalmen zijn bevestigd met spherische glijlagers aan beide einden en die aan de bovenzijde gemonteerd zijn aan de inwendige ophangvoorzieningen van het kleplichaam via openin-25 gen in de onderhuid,Dit is noodzakelijk om de geometrische afwijkingen maar ook de lengteverschillen door de tegengestelde doorbuigingem van de vleugel en de landingsklep en bovendien de hoekverdraaitngen uit het standvlak van de rail te kunnen opvangen.Om dit systeem onberispelijk te laten functioneren 30 zijn langdurige inspecties noodzakelijk, omdat de vele rollen met hun assen in de wagentjes op slecht toegankelijke plaatsen zitten en veelal voor de inspectie gedemonteerd moeten worden.Bovendien is altijd het risico aanwezig,dat kleine afgebroken delen of andere vreemde voorwerpen,bouten,moeren of 55 ringen,enz.,en ook opgegooid vuil van de start of landingsbaan de nauwkeurig in de rail lopende wagentjes zal blokkeren, zodat de asymmetrie beveiliging van de betreffende landings-kleppen van beide vleugelhelften in werking zal treden en ν ο ν ο ο 1 6 - 2 ~ i' * deze kleppen de gekozen optimale stand niet zullen bereiken*

Een landingsklep met scharnierstangen per ondersteuning zal door zijn toegankelijkheid niet alleen veel minder inspectietijd en onderhoud eisen,maar ook zal blokkering van 5 dit open systeem door een vreemd voorwerp nagenoeg uitgesloten moeten worden geacht.

Een klepophanging met een stangenmechanisme van HASA, patent ÏÏS-A 4*444*368 en Boeing,patent US-A 4*448*375 beschrij:-ven dit systeem en het is door Boeing voor het eerst en alleen 10 toegepast op het passagiersvliegtuig de Boeing 767*

Alhoewel met deze stangenmechanismen een nog veel grotere betrouwbaarheid is verkregen,zijn er toch nog enige nadelen,die hieronder worden beschreven.

Aërodynamisch zijn er aan deze oplossing twee nadelen 15 verbonden en wel : ten eerste; de landingsklep gaat bij het uitdraaien vanaf de ingetrokken stand te ver naar beneden en ontstaat er een te grote spleet tussen de vaste vleugelachter-rand en de bovenhuid van deze klep.Ten tweede; er bevinden zich altijd enkele hefbomen vlak voor deze convergerende 20 spleet en zodoende zal de versnellende luchtstroom in deze spleet een uitwaaierende verstoring van de laminaire stroming over deze klep veroorzaken.

Wanneer deze kleppen bij de naderingsvlucht mogen worden uitgezet,beneden een vastgestelde vliegsnelheid,de placard 25 speed,dan is het optreden van trilling,flutter,het grootst omdat : ten eerste; de klep zich beweegt ver onder de vaste achterrand van de vleugel.ten tweede; de invalshoek van de klep soms negatief is,maar in ieder geval dicht bij nul.ten derde; dit stangenmechanisme over een groot gedeelte van de klepslag 30 tot ver na de middenpositie aanmerkelijk minder stijf is,met meer torsie en buiging en minder trek en drukspanning in de afzonderlijke stangen met hun ongunstige stand ten opzichte van de richting van de luchtbelasting op de klep.

Om de altijd zware inwendige ophangvoorzieningen voor 35 de schalmen te kunnen laten vervallen zijn uitwendige ogen onder de klep aangebracht,waardoor het gehele stangenmechanisme in een vlak moet komen te liggen loodrecht op de klepdraaias en er voor de buitenkleppen in het pijlvormige deel van de .vleugel zeer brede vloeilichamen,afschermkappen,moeten worden 40 toegepast en dus ook in spanwijdterichting de klepslag gelijk § ü 0 0 0 1 ϋ -i.

m 7 _

V

moet worden gehouden.

Eet doel van de uitvinding is een stangenmechanisme voor een landingsklepophanging,die deze nadelen voor het grootste gedeelte opheft en een beter te verantwoorden constructie 5 oplevert en bovendien een speciaal in de vliegtuigbouw belangrijke gewichtswinst geeft.

Het principe van deze uitvinding is een eenvoudig systeem van drie hefbomen of stangen,waarmede de ideale hockeystick beweging kan worden verkregen.

10 De geometrie van dit principe is weergegeven in de fi guren 1 t/m 4*

Het voornaamste ophangscharaierpunt is een vast punt 1 op een uithouder aan de vleugeltorsiedoos schuin naar beneden en ver achter de achterligger gelegen.De hoofdschalm ( main 15 ttrrir ) 2 ,zie figuur l,is scharnierend aan punt 1 bevestigd en aan het vrije einde van deze hoofdschalm scharniert de tweede hefboom 5 gekoppelt aan het middelste draaipunt van de drie scharnierpunten,( swivel lever ) Het onderste draaipunt van deze tweede hefboom heeft een vertikale rechtgeleiding 4,waar-20 door het bovenste punt van deze tweede hefboom,tevens voorste draagoog 5 van de klep,een zuiver rechte beweging maakt van T-ïnks naar rechts op de tekening,als voldaan wordt aan de eis, dat de c.o„c.lengte van de hoofdschalm gelijk is aan de c.o.c. lengte van het onderste maar ook van het bovenste gedeelte van 25 de tweede hefboom.

In figuur 2 is dit zelfde stangensysteem getekend, maar de vertikale rechtgeleiding 4 is vervangen door een gelei-destang 6 met een vast draaipunt 7 aan de uithouder of vleugel-torsiedoos rHu zal het voorste draagoog 5 van de klep een holle 30 of negatieve curve beschrijven bij het naar achteren bewegen vanaf de ingetrokken stand van de klep en in de tweede helft van de slag een bolle of positieve curve.

In figuur 3 is het stangensysteem van figuur 1 getekend met uitzondering van het bovenste gedeelte van de tweede hef-35 boom 3,welke naar boven verlengd is,aangegeven met 8.De baan, die het voorste draagoog 5 van de klep nu beschrijft heeft een positieve kromming over de volle lengte van de klepslag.

In figuur 4 is ©sn stangensysteem getekend samengesteld 40 uit de toepassing van een geleidestang 6 met vast draaipunt 7 van figuur 2 en de toepassing van de verlenging van de tweede * - 4 - hefboom 3 met de verlenging 8 van figuur 3.Door algebraïsche optelling van de curven van beide figuren 2 en 3 ontstaat in figuur 4 de beweging van het voorste draagoog 5 van de lan-dingsklep.Het resultaat is nu de gevraagde onderstebovengehou-5 de hockeystickvorm voor de ideale klepbeweging.

Duplicering van dit systeem is nodig om de tweedelige landingsklep tijdens de gehele klepbeweging in de juiste bijbehorende positie of invalshoek te houden,maar daarbij kunnen enkele stangen geheel of gedeeltelijk worden weggelaten.

10 Een compleet stangenmechanisme voor een tweedelige landingsklep is weergegeven in figuur 5 niet de ingetrokken ( retracted ) stand,in figuur 6 in de achterste start stand en in figuur 7 in de landingsstand,de achterste positie.

Voor deze laatste drie figuren geldt : Aan de torsie-15 doos 9 van de vleugel onder de achterkast 10 is de vaste uithouder of console 11 bevestigd met het voornaamste ophang-scharnierpunt 12,waaraan de hoofdschalm 13 ( main link ) is aangebracht.De tweede hefboom 14 C swivel lever ) scharniert bij 13 aan deze hoofdschalm 13 en heeft steeds gedurende de klep-20 beweging een tegengestelde draairichting aan die van de hoofdschalm,wat bewerkstelligd wordt door de geleidehefboom 16 ( guide lever ) gekoppeld aan het onderste oog 17 van de tweede hefboom 14,maar bovendien een vast draaipunt 18 heeft op de uithouder 11,De verlenging 19 van deze geleide hefboom 16 heeft 25 aan het einde een oog 20 voor de scharnierende bevestiging van de positiestang 21,die eveneens scharnierend is bevestigd aan het achterste draagoog 22 van de voorklep 23,terwijl het voorste draagoog 24 van deze voorklep scharnierend is gekoppeld aan het bovenste oog van de tweede hefboom 25.De constructie 30 van het achterste draagoog 26 heeft nog een scharnierpunt 27 voor de ophanging van de achterklep 28,die door de nokken-schijf 29 en de vorkdraagconstructie 3° gedurende het laatste gedeelte van de voorklepslag deze achterklep 28 naar achteren wegdraait.

35 Indien een dubbele veiligheid ( fail safe ) van de voornaamste draagdelen van dit stangensysteem vereist wordt, kunnen er twee uithouders 11 en twee hoofdschalmen 13 worden toegepast en eventueel een dubbele tweede hefboom 14»Bij een breuk van de geleide hefboom 19 of de positiestang 21 kan de 40 positiestang van het naastliggende stangenstelsel de klep in * > Λ ' ' “! Λ

y J > v j: 4J

'

* i I

- 5 - : i.

de juiste stand houden omdat het kleplichaam de kleine extra torsie makkelijk kan opnemen.

De voordelen van dit hier beschreven stangenmechanisme en het' ffASA of Boeing systeem zijn : 5 Voor de fail safe ophanging van de voorlijke klep zijn drie dubbele en vier enkele scharnierpunten nodig tegenover l vier dubbele en zes enkele draaipunten van ÏÏASA. j

In alle kiepstanden zijn er geen stangen of hefbomen in de onmiddellijke omgeving vóór de spleet ( gap ) tussen de ach-10 terkant van de vleugel en de klep.

De schamierpuntbelastingen zijn gedurende de gehele klepbeweging gemiddeld i{-0 % lager en dit geeft een identieke gewichtswinst.

De kogelomloopschroefspindel J1 of een andere lineaire 15 aandrijving kan tussen de uithouders worden geplaatst en is zo zeer goed beschermd tegen mechanische beschadiging.

Door de goede positie van de hefbomen en schalmen nabij de start- en naderingsstanden is de stijfheid van de klepophan-ging door de veel kortere krachtweg en gunstiger belasting, 20 trekspanning in bovendeel van de tweede hefboom en drukspan-ning in de hoofdschalm met koppeling aan de vaste constructie van de vleugelAveel groter dan bij 1TASA.

Evenals bij de klepophanging met wagentjes in een rail kan dit ophangmechanisme met toepassing van spherische lagers 25 aan en bij. de kleppen wel in vliegrichting worden geplaatst.

Het vloeilichaam of de omkapping ( fairing ) is in zijn geheel kleiner en kan eenvoudig aan de geleide hefboom worden opgehangen.

Door het veranderen van de stanglengten en de stand-30 hoeken van de hefbomen kunnen met dit stangenmechanisme achter de landingsstand nog startstanden,de klep is dan geheel achter de vleugel met een kleine invalshoek,of een luchtremstand C air brake ) worden gerealiseerd door het geheel vertikaal achter de vleugel brengen van de tweedelige klep,dus invals-35 hoek ongeveer 90°.

i j

Claims (2)

1. Stangenmechanisme voor de ophangingen van een tweedelige landingsklep aan een'vliegtuigvleugel,met het kenmerk,dat gebruik gemaakt wordt van een nagenoeg in het vertikale vlak bewegend hefboomstelsel met als voornaamste ophangpunt een 5 scharnierpunt,gesitueerd niet ver beneden de onderhuid van de beide kleppen en ongeveer halverwege in koorderichting van de totale koorde van beide kleppen,wanneer zij in de ingetrokken positie zijn,aangebracht in het ophangoogeinde van een uithouder of console bevestigd aan de vaste vleugeltorsiedoos,waar-10 aan de hoofdschalm (main link,lengte c.o.c. 1/3 tot 1/3 van de totale klepbeweging ) draaibaar is opgehangen terwijl in het andere oog van deze hoofdschalm de tweede hefboom ( swivel lever,lengte ruim tweemaal de lengte van de hoofdschalm ) met het middelste oog hieraan scharniert en waarbij deze tweede 15 hefboom een beweging in vliegrichting naar voren en naar achteren maakt vanuit zijn vertikale positie,maar altijd een draairichting heeft tegengesteld aan de draairichting van de hoofdschalm,datbewerkstelligd wordt door een hefboom of stang ( guide lever ) die scharnierend verbonden is met het onder-20 ste scharnieroog van de tweede hefboom maar ook een draaibare verankering,in vliegrichting naar voren,heeft met een vast punt aan de uithouder schuin gelegen onder de ter plaatse aanwezige achterligger van de vleugel en waarbij in de vaste verlenging naar achteren toe van deze geleide hefboom nog 25 een oog voor een scharnierpunt is aangebracht als aangrijpingspunt voor de kleppositiestang ( position rod ) die de beide kleppen tijdens de gehele klepbeweging in de juiste bijbehorende positie of invalshoek vasthoudt,omdat het achterste draagoog van de voorlijk landingsklep scharnierend verbonden 30 is met deze kleppositiestang en het voorste draagoog van deze zelfde voorklep een scharnierpunt heeft met het bovenste oog van de tweede hefboom en de totale draagconstructie aan deze voorklep zodanig is uitgevoerd aan de achterzijde dat nog één of meerdere scharnierpunten voor de ophanging van de zich ten 35 opzichte van deze voorklep naar achteren bewegende en roterende achterklep kunnen worden aangebracht en waarbij de beweging van deze achterklep wordt gedirigeerd door en afgeleid van de onderlinge bewegingen van de voorklep en één stang of van meerdere stangen van het hier beschreven hefboomstelsel en Λ V · · v o V V ^ * HE ft ·ϊ£ wordt overgecracht door een. tweede stangenstelsel, een. nokken- schijf met rollen,een kurvenrol of anderzinds en wel zodanig I dat de achterklep gedurende de volle of naar achteren toe ge- deeltelijke slag van de bewegende voorklep zijn roterende be- I 5 weging maakt en waarbij de eventuele vereiste dubbele veilig- heid ( ίώβ safe ) wordt verkregen door de voornaamste dragen- I de delen van dit stangensysteem dubbel uit te voeren en waar- I van alle scharnierpunten zijn voorzien van lagers van bekende constructie met één enkele draaias,terw±jl er aan en bij de I 10 kleppen enige lagers als spherisch of zelfinstellend moeten I worden toegepast en tenslotte de beweging van het gehele hef- I hoornstelsel met de tweedelige klep door een kabel,een ketting I een tandheugel met rondsel,een schroefspindel,een roterende I actuator of anderzinds wordt aangedreven en aangrijpt op êên I 15 of meerdere plaatsen van de voorklep of van dit stangenmecha- I nisme voor de landingsklepophanging. I 2. 3tangenmechanisme volgens conclusie l,met het ken- I merk,dat in plaats van èen tweedelige landingsklep en enkel- I voudige landingsklep wordt toegepast. I 20 5· Stangenmechanisme volgens conclusie l,met het ken- I merk,dat meerdere v6ór en achterkleppen worden toegepast,resp, I vanes en tabs. I

4· Stangenmechanisme volgens conclusies 1,2 of 3 met I het kenmerk,dat dit wordt gebruikt voor de ophanging van I 25 vliegtuigvleugelvbórkleppen,slats. I