Wie wird die Fläche der Klappen bestimmt?

Während es möglich sein kann, die Abmessungen von Hochauftriebsvorrichtungen in den Unterlagen eines Flugzeugs nachzuschlagen, gibt es keine Informationen darüber, was die zugrunde liegenden Konstruktionsentscheidungen sind.

Mithilfe von Wikipedia habe ich herausgefunden, dass Klappen verwendet werden, um die Flügelwölbung zu erhöhen, den Auftriebskoeffizienten des Flügels zu erhöhen und die Stallgeschwindigkeit zu verringern. Es gibt jedoch keine Informationen darüber, wie viel zusätzliche Wölbung wünschenswert ist und wie die Oberfläche der Klappen mit der Wölbungszunahme zusammenhängt.

Wie genau werden also die Maße für Landeklappen an einem Flugzeug gewählt? Während ich mich speziell für große Verkehrsflugzeuge wie einen Airbus A380 interessiere, würde ich auch gerne wissen, ob die Methode zur Bestimmung der Klappengröße für alle Flugzeuge allgemein gleich ist oder ob es Unterschiede je nach Größe oder Einsatzprofil gibt.

Antworten (1)

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Die Fläche, oder wie ursprünglich geschrieben, Länge und Breite* sind nur zwei von vielen Parametern, die die Klappen und Vorflügel definieren.

Die endgültigen Parameter sind das Ergebnis eines iterativen Prozesses, wie oben gezeigt. Sie probieren eine Reihe von Parametern aus, wenn sie nicht funktionieren, gehen Sie einen Schritt zurück oder sogar zwei Schritte (Neugestaltung des Flügels).

Als beispielsweise der A320 zum A321 gestreckt wurde, machte das zusätzliche Gewicht eine Änderung der Landeklappen erforderlich. Wenn das fehlgeschlagen wäre, hätten sie den Flügel oder einen Teil davon geändert (wie sie es beim A350-1000 getan haben ).

Das grundlegende anfängliche Entwurfsziel besteht darin, die Parameter auszuarbeiten, die die nachstehende Bedingung erfüllen. Die Parameter auf der rechten Seite sind an dieser Stelle im Design vorgegeben.

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C L ist der Auftriebsbeiwert . f und s bezeichnen Klappen und Lamellen. Die verschiedenen Parameter, einschließlich des Auslenkwinkels und der Art des verwendeten Hochauftriebsgeräts, definieren die Δ C L . Δ (Delta) ist die durch die Vorflügel/Klappen bewirkte Zunahme aus dem sauberen Flügelzustand.

Wenn die Designoptionen nicht funktionieren, versuchen Sie etwas anderes. Beim A321 funktionierten die doppelt geschlitzten Landeklappen. Beim A350-1000 mussten sie die Tragfläche neu konstruieren.

Unten sehen Sie, dass mit dem Fehlen der inneren Querruder (entschieden in Schritt 7) die Spannweite der Landeklappen definiert ist. Wenn die Querruder zu eng sind, riskieren Sie eine Querruderumkehr . Wenn es innenliegende Hochgeschwindigkeits-Querruder gäbe, würde dieser Klappenbereich dann weiter unterteilt. Im Allgemeinen decken die Lamellen eine größere Spannweite ab als die Klappen.

Die Spannweitenreichweite von Vorflügeln und Klappen muss ebenso ermittelt werden wie der Klappentyp und der Auslenkwinkel von Vorflügeln und Klappen. Wie bereits erwähnt, wird eine Parametrierung ohne iteratives Vorgehen in der Regel nicht möglich sein.

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* Die Begriffe Akkord und Spanne sind besser und weniger verwirrend.

Quelle: Hamburg Open Online University (.pdf).

Eine Abhandlung über das Flügel- und Klappendesign des Airbus A380 finden Sie unter: Aerodynamic Design of Airbus High-Lift Wings in a Multidisciplinary Environment .