Geometrie der Leitwerke

Die Geometrie des Hohenleitwerkes und des Seitenleitwerkes kann grundsatzlich in gleicher Weise beschrieben werden wie diejenige eines Tragfliigels, vgl. Кар. 5.1. Im allgemeinen hat das Hohenleitwerk im GrundriB eine symmetrische und das Seitenleitwerk im SeitenriB eine unsymmetrische Form (Abb. 11.1).

Der GrundriB des Hohenleitwerkes wird analog zu Кар. 5.12 durch die folgenden wesentlichen GroBen beschrieben:

Spannweite des Hohenleitwerkes: bH,

Hohenleitwerksflache: FH,

b[62]

Seitenverhaltnis des Hohenleitwerkes: AH = —

Einstellwinkel des Hohenleitwerkes (Abb. 11.6a): ея, Hohenruderausschlag (Abb. 11.6a): rjH.

Die Lage des Hohenleitwerkes zum Flugzeug wird durch den Leit- werkshebelarm rH angegeben, den man zweckmaBigerweise als Abstand der geometrischen Neutralpunkte von Hohenleitwerk und Fliigel miBt. Zur Definition des geometrischen Neutralpunktes vergleiche man Кар. 5.12. Bei manchen Flugzeugen spielt auch die Hochlage des Hohen­leitwerkes in bezug auf den Fliigel eine gewisse Rolle.

Fur die aerodynamische Wirkung des Hohenleitwerkes sind be – sonders wichtig die beiden dimensionslosen GroBen, welche die GroBe und die Lage des Hohenleitwerkes zu den GroBen des Fliigels in Be – ziehung setzen:

F

Flachenverhaltnis: —^,

relativer Leitwerksabstand: у.

Stiknleifwerk Abb. 11.8. Zur Geometrie der Leitwerke an einem Nurfldgelflugzeug.

Dabei bedeutet F die Fltigelflache und die Bezugsfliigeltiefe nach Gl. (5.7).

Im Anhang sind fur eine groBe Zahl von Flugzeugen die wichtigsten Baudaten angegeben. Man entnimmt hieraus, daB das Flachenverhaltnis etwa zwischen FH/F = 0,15 bis 0,25 liegt, wahrend fiir den relativen Leitwerksabstand etwa гя/^ = 2 bis 3 gilt.

Der. SeitenriB des Seitenleitwerkes wird durch die folgenden GroBen beschrieben (Abb. 11.1):

Hohe des Seitenleitwerkes: hs,

Seitenleitwerksflache: Fs,

Seitenruderausschlag: rjs.

Die Lage des Seitenleitwerkes zum Flugzeug wird durch den Leitwerks- hebelarm rs gegeben, den man als Abstand der geometrischen Neutral – punkte von Seitenleitwerk und Flugel miBt. Eine allgemeingultige Definition des Seitenverhaltnisses des Seitenleitwerkes ist wegen der groBen Mannigfaltigkeit der Leitwerksformen und wegen der verschiede – nen Lage des Seitenleitwerkes zum Rumpf und zum Hohenleitwerk nicht moglich, man vergleiche hierzu Кар. 11.32.

Fiir die aerodynamische Wirkung des Seitenleitwerkes sind, in ahn- licher Weise wie beim Hohenleitwerk, die beiden folgenden dimensions – losen GroBen von Bedeutung:

F

Flachenverhaltnis: —,

F

relativer Leitwerksabstand: —,

s

а Ъ

Abb. 11.4. Verschiedene Hohenleitwerksformen.

a) Hohenleitwerk mit doppelkieligem Seitenleitwerk; b) Hohenleitwerk mit starker V-Form.

wobei s — 6/2 die Halbspannweite des Fliigels bedeutet. Auch fur diese GroBen sind im Anhang fur zahlreiche Baumuster Zahlenwerte an – gegeben. Es gilt etwa Fs/F = 0,1 bis 0,2 und rs/s = 0,5 bis 1,0.

Bei vielen neueren Flugzeugen verzichtet man auf ein vom Flugel getrenntes Hohenleitwerk, so daB dann nur noch ein Seitenleitwerk

nach Abb. 11.3 verbleibt. Ein solches Flugzeug bezeichnet man auch als,,Nurflugelflugzeug“. In diesem Falle ubernimmt eine am Fliigel angeordnete Klappe der Breite b# die Funktion des Hohenruders (Steuerung шп die Querachse).

Beim Seitenleitwerk werden auBer der meist gebrauchlichen zen- tralen Anordnung nach Abb. 11.1 und 11.3 noch mannigfache Sonder – formen verwendet. So zeigt z. B. Abb. 11.4a ein doppelkieliges Seiten­leitwerk, welches an den Enden des Hohenleitwerkes angebracht ist. Abb. 11.4b stellt ein Leitwerk mit groBer V-Stellung dar (V-Leit – werk), welches die Funktionen sowohl des Hohen – als auch des Seiten – leitwerkes in sich vereinigt.

Fur das Querruder, iiber das in Кар. XII nahere Angaben gemacht werden, ist neben dem Rudertiefenverhaltnis die Querruderspannweite Sq nach Abb. 11.1 und 11.3 von Bedeutung.