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Propeller für Luftschiffe.
Die Erfindung betrifft einen Propeller für Luftschiffe und hat den Zweck, die Richtung der Antriebskraft zu stabilisieren und die Wirkung der Propeller, auf ein Höchstmass zu bringen.
Die gegenwärtig bekannten Flugapparate weisen nicht die erwünschte Stabilität auf.
Zur Sicherung dieser Stabilität wird nämlich in bekannter Weise eine Zug-oder Stossschraube verwendet, die mittels eines Kardan'schen oder anderen Gelenkes mit dem Ende der Antriebswelle verbunden ist. Gemäss der Erfindung wird nun der Propeller mit einem pendelartigen Belastungsgewicht fest verbunden ; die Wirkung dieser Anordnung ist eine derartige, dass, wie immer auch die Antriebswelle gegen die Horizontale geneigt ist, die Lage der Schraubenebene, die mehr oder minder vertikal ist, und infolgedessen auch die Richtung der von dieser Schraube ausgeübten Kraft unverändert bleibt.
Auf der Zeichnung zeigt Fig. l einen vertikalen Achsialschnitt einer Schraube, Fig. 2 zeigt eine Ansicht dieser Schraube, Fig. 3 einen Achsialschnitt in grösserem Massstabe der Lagerung der Schraube, Fig. 4 einen Querschnitt nach der Linie 4-4 der Fig. 3 ; die Fig. 5-8 beziehen sich auf die Konstruktion der schraubenschaufeln zur Erhöhung der Wirkung der Schraube.
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sowohl den Mittelpunkt einer Kugel i und als auch den Mittelpunkt des Gelenkes F enthält, sind die Ausnehmungen k k1 etwas länglich ausgebildet (Fig. 3), derart, dass den Kugeln i ein gewisser Spielraum eingeräumt ist.
Dank dieser Anordnung kann die Antriebswelle E ihre Rotationsbewegung jederzeit der Nabe B und damit auch der Schraube.A durch Vermittlung der Kugeln t mitteilen ; sie kann aber nichtsdestoweniger zur Ebene y y der Schraube innerhalb gewisser Grenzen beliebig geneigt sein.
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man zu diesem Zwecke verschiedene Mittel anwenden. Das in der Zeichnung Dargestellte besteht in einem Ring L, welcher auf der Nabe B gelagert ist und an dem mittels einer Stange l ein vorzugsweise linsenförmiges Gewicht m angehängt ist. Der Ring L sitzt lose auf der Nabe B und kann zur Verminderung der Reibung mit einer Kugelzwischenlage versehen sein.
Die Form und die Anordnung der Stange I und die Lage des Gewichtes m hängt selbstverständlich von dem Orte der Lagerung des Ringes L auf der Nabe B ab. Das Gewicht soll derart auf die Nabe B einwirken, dass die mit der Nabe fest verbundene Schraube A stets vertikal bleibt, wie immer auch die Welle E geneigt sei.
In der Zeichnung ist der Ring L auf das trichterförmige Ende der Nabe B aufgesetzt ; er 'kann jedoch, wie leicht einzusehen, auch auf der entgegengesetzten Seite oder auch in der Mitte gelagert werden. In diesem letzteren Falle wird die Stange I und das Gewicht 1n in dem lichten
Raum der Schraube A sich befinden müssen, der infolgedessen genügend Platz hiefür gewähren müsste.
Bei einem Aeroplan mit selbsttätiger Erhaltung der Lage der Schraubenebene und der horizontalen Propulsionsrichtung, wie eben beschrieben, ist es klar, dass der genannte Apparat 7. wei Kräftt'n von konstanter Stärke und Richtung ausgesetzt ist, deren eine, die Schwerkraft, vertikal und die andere, die Zug-oder Stoljkraft der- Traube, horizontal wirkt. Nur diese beiden konstanten Kraftrichtungen gestatten es, die Tragflächen und die Organe zur Stabilisierung der Richtung der Antriebskraft zu kombinieren, um den Aeroplan in seine normale Richtung zurück- zuführen, im Falle irgend eine äussere Ursache das Gleichgewicht gestört hätte.
Obwohl bisher nur von der Erhaltung der horizontalen Zug-oder Stosswirkung der Schraube gesprochen worden ist, ist es klar, dass man sich aus dem Bereiche der Erfindung auch nicht ent- fernt, wenn die Richtung der Kraftäusserung gegen die Horizontale ständig etwas geneigt bleiben soll, wobei selbstverständlich die ganz gleichen Mittel in entsprechender Abänderung Anwendung finden können.
Als Propeller dient im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Einrichtung, die in bekannter Weise aus zwei zylindrischen und konzentrischen Kränzen mit dazwischen und zwar staffelförmig eingesetzten Schaufeln besteht. Gemäss vorliegender Erfindung werden die Schaufeln, in der Bewegungsrichtung gemessen, sehr schmal gehalten und vorne konvex aufgebogen und zwar aus folgenden Gründen :
In Fig. 5 bedeutet N NI eine geneigte Ebene, welche unter einem gewissen Neigungswinkel o durch die Luft bewegt wird. Die ersten bei x getroffenen Luftfäden stossen heftig gegen die Fläche bei N und werden komprimiert.
Unter dem Drucke der anderen herankommenden Luftfäden. unter der Wirkung der Kompression, welche die unteren Lagen nach und nach vorne erfahren und endlich durch den Luftzug, der nach der Rückseite der Fläche erfolgt, nehmen die Luft- fäden eine zur Fläche N N1 parallele Richtung an. Dann aber findet eine Reaktion nur mehr durch die Spannkraft der durch das Vorderende der Fläche bewirkten Kompression statt, welche
Spannkraft sich jedoch in dem Masse, als sich die Luftfäden dem anderen Ende NI der Fläche nähern, abnimmt. Der Stoss auf die Luftlagen infolge ihrer Trägheit findet nur an dem vorderen
Ende der Fläche statt und zwar auf die ersten betroffenen Luftfäden und nur diese ersten Rtöl3t' bringen die wirksamste Reaktion hervor.
Infolgedessen hat man daran gedacht, die Länge der
Flächen der Luftschraube, von vorne nach hinten gemessen, zu verkürzen, da nach einem kurzen Wege der Luftfäden die getroffene Fläche nur mehr eine Parallelrichten bewirkt, sodass also die Luft nach rückwärts fliesst, d. h. hinter die Fläche, die die Reaktionsfläche bildet.
Indem man also die Länge der Flächen des Propellers in der Richtung von vorne nach hinten auf die Reaktionslänge verkürzt, welche durch die Äusserung der Trägheit betroffen wird, also z. B. von N bis zu n, so nützt man nicht nur die Reaktionskraft, von der oben gesprochen wurde, aus, sondern die komprimierte Luftschicht hat auch nicht Zeit, sich in Bewegung zu setzen, sodass diese Luft sozusagen auf der Stelle ihre Reaktion ausübt und, nachdem sie die Fläche passiert hat, expandiert sie sofort nach allen Richtungen. Da die auf die benachbarten Luftschichten übertragene Bewegung sehr klein ist, so ist es möglich, den Propeller mit einer grösseren Anzahl von Flächen zu versehen, welche bei ihrer Bewegung stets auf Luftschichten mit relativ grosser Trägheit stösst.
Unter diesen Umständen wird, wie leicht einzusehen, der Propeller eine ganz beträchtliche Reaktionskraft ausüben.
Um diese Kraftäusserung zu vermehren, gibt man, anstatt die Flächen des Propellers eben auszubilden, diesen Flächen an einer Seite und zwar bei N eine konvexe Krümmung dort, wo sie die Luft treffen sollen, wie dies in Fig. 6 dargestellt tat.
Infolge dieser Konvexität stossen die Flächen heftig auf die Luft, welche stark komprimiert wird und viel kräftiger als früher reagieren. Während der kurzen Zeit des Durchganges unter Berührung dieser komprimierten Luft mit dem rückwärtigen Teile der Flächen (gegen n zu) setzt sich die Reaktion in sehr wirksamer Weise fort. Wenn Bch1iesslich die Winkelgeschwindigkeit
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Zustande. Es ist klar dass der beschriebene Propeller nicht nur als Zug-oder Stosspropeller, sondern auch als Tragpropeller verwendbar ist. Je nach seiner Verwendung wird die Krümmung der Schaufeln t und auch ihre Neigung mehr oder weniger gross sein.
Wenn die in Fig. 6 dargegestellte Schaufel besonders als Schaufel für Zug-oder Stosspropeller sich eignet, so zeigt Fig. 7 eine Schaufel, die sich vornehmlich für Tragpropeller eignet. Die in Fig. 8 mit vollen Linien gezeichneten Schaufeln t sollen für Zug-oder Stosspropeller dienen, die Schaufeln t'dagegen, die strichliert gezeichnet sind, sollen dann zur Anwendung kommen, wenn es sich um Tragpropeller handelt. Die Schaufeln t oder tl werden entsprechend den früher gemachten Angaben angeordnet.
Sie sind vorne konvex und bieten eine geringe Länge. Sie sind vorzugsweise staffelförmig angeordnet, wodurch die Wirkungsweise des Propellers noch erhöht wird, indem vermieden wird, dass zwei aufeinanderfolgende Schaufeln sich in derselben Bahn bewegen.
Schliesslich sei noch erwähnt, dass die Ränder dieser Schaufeln sanft zugeschärft sind, um bei der Rotation einen möglichst geringen Widerstand zu bieten.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Propeller für Luftschiffe, dadurch gekennieichnet, dass der in bekannter Weise mit der Antriebswelle gelenkig verbundene Propeller durch ein pendelartiges Belastungsgewicht in der für ihn bestimmten Lage auch bei Veränderung der Lage der Antriebswelle erhalten wird.