CH641554A5 - Durch ein angetriebenes fluggeraet mittels seils gezogener schleppkoerper. - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen durch ein angetriebenes Flugzeug mittels Seils gezogenen Schleppkörper.

Eine Eigenart derartiger, aus flexiblen Werkstoffen gebildeter Schleppkörper ist deren Tendenz während des Schleppvorganges zu flattern. Daraus resultiert eine wesentliche Erhöhung des Luftwiderstandes. Bei langsamen Fluggeschwindigkeiten wird den Flattererscheinungen entgegengewirkt, indem bei Schleppsäcken das schlauchartige Teil an seinem Ende im Bereich der Bodenwand eine oder mehrere Öffnungen erhält, durch die die Luft im Inneren nach Aussen entweichen kann. Ebenso ist es bekannt, Schleppsäcke mit sich zur Bodenwand hin verjüngendem Durchmesser zu verwenden, wobei diese Massnahme auch gemeinsam mit den Öffnungen angewandt wird. Während des Schleppfluges entsteht innerhalb des Schleppsackes ein starker Innendruck, der eine Versteifung bewirkt und den Schleppsack aufgebläht hält.

Bei höheren Fluggeschwindigkeiten nimmt jedoch bei dieser Ausbildung von Schleppsäcken der Luftwiderstand so stark zu, dass die Leistung der Schleppflugzeuge unwirtschaftlich hoch bemessen sein muss. Aus diesem Grunde werden für höhere Geschwindigkeiten Schleppsäcke verwendet, deren Lufteintrittsquerschnitt nur unwesentlich grösser als der Querschnitt des

Luftaustrittes im Bereich der Bodenwand bemessen ist.

Die insbesondere im hinteren Bereich des Schleppsackes und in dergleichen Weise auch bei Schleppfahnen durch Ablösung der Strömung verursachten Flattererscheinungen, erreichen bei höheren Staudrücken eine solche Intensität, dass die Festigkeit des Gewebes vielfach überschritten wird und sich Risse bilden, die innerhalb kurzer Zeit zur Zerstörung der geschleppten Einrichtung insgesamt führen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die störenden und zerstörenden Flattererscheinungen an flexiblen Schleppkörpern, wie Schleppsäcken oder Schleppfahnen, zu beseitigen bzw. zu vermindern, ohne dass ungünstige Auswirkungen in bezug auf den Luftwiderstand entstehen. Es ist ferner Aufgabe der Erfindung, derartige Schleppkörper zum Nachschleppen an Fluggeräten für höhere Fluggeschwindigkeiten, als dies bisher der Fall war, geeignet zu machen.

Die gestellte Aufgabe ist erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass im Bereich des hinteren Endes des Schleppkörpers ein oder mehrere über die der Strömung zugewandte Querschnittskontur hinausragende Störkörper angeordnet sind.

Durch die erfindungsgemässe Ausbildung wird erreicht, dass auf der in Flugrichtung vorderen Seite des Störkörpers ein erhöhter Druck (Aufstau der Strömung) entsteht, wodurch die Zugspannung im Material des Schleppkörpers erhöht wird. Hierdurch wird die Verursachung von Flatterschwingungen, nämlich wechselseitiges Aufschaukeln der Wölbungsänderungen des Gewebes infolge der örtlichen Druckänderungen bei der Umströmung der Schleppkörper unterbunden bzw. wesentlich vermindert. Die Störkörper können aus Metall, Kunststoff oder bei entsprechend geeigneter Formgebung aus elastischem Material gebildet sein.

In der Zeichnung sind in Gegenüberstellung herkömmliche, sowie Schleppkörperausbildungen gemäss der Erfindung dargestellt und anhand der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 als Gegenüberstellung zur erfindungsgemässen Ausbildung in perspektivischer Darstellung einen für niedrige Fluggeschwindigkeiten eingesetzten Schleppsack mit Bodenwand und Strömungsöffnungen ;

Fig. 2 eine weitere bekannte Ausführung eines Schleppsackes ohne Bodenwand für höhere Fluggeschwindigkeiten in perspektivischer Darstellung;

Fig. 3 in perspektivischer Darstellung die Ausführung eines Schleppsackes gemäss der Erfindung;

Fig. 4 gemäss Fig. 3 die Strömungsverhältnisse am hinteren Schleppsackteil, der hier längsgeschnitten dargestellt ist;

Fig. 5 eine weitere erfindungsgemässe Ausführung eines Schleppsackes, längsgeschnitten dargestellt;

Fig. 6 in einer anderen Ausführung des Schleppsackes den hinteren Teil des Schleppsackes längsgeschnitten dargestellt und

Fig. 7 in perspektivischer Darstellung die Ausbildung gemäss der Erfindung an einer Schleppfahne.

Bei den in Fig. 1 und 2 dargestellten Schleppgeräten handelt es sich um allgemein bekannte Ausführungen, und zwar gemäss Fig. 1 um Schleppsäcke für Langsamflug und gemäss Fig. 2 für höhere Schleppgeschwindigkeiten.

Gemäss Fig. 1 ist mit 1 der Schleppsack bezeichnet, der in bekannter Weise aus einem, aus flexiblem Werkstoff gebildeten zylindrischen oder leicht konischen Schlauchteil 2 besteht, wobei das Schlauchteil 2 über eine Öffnung 3 gegen die Anströmung offen und am hinteren Ende durch eine Bodenwand 4 abgeschlossen ist. Im Bereich der hinteren Bodenwand 4 weist das Schlauchteil 2 auf den Umfang verteilt Ausströmöffnungen 5 auf, um die in das Schlauchteil 2 einströmende Luft in bestimmter Weise nach aussen abzuführen, so dass der Schleppsack aufgebläht gehalten wird. Mit 7 ist das Schleppgeschirr und mit 8 das an das hier nicht dargestellte Schleppfluggerät anschliessende

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Schleppseil und mit S die den Schleppsack umgebende Strömung bezeichnet.

Gemäss der bekannten Ausführung nach Fig. 2 ist für höhere Fluggeschwindigkeiten eine Bodenwand, wie bei der Ausbildung nach Fig. 1, nicht vorhanden. Mit3' ist hierbei die hintere Öffnung bezeichnet.

Gegenüber den bekannten Ausführungen ist in Fig. 3 gemäss der Erfindung ein Schleppsack 1 dargestellt, der am hinteren Ende des Schlauchteiles 2 einen sich über die Aussenkontur des Schlauchteiles in die Strömung S erstreckenden Störkörper 11 in Form eines Ringteiles fest trägt. Das Ringteil weist im Querschnitt L-Form auf, wobei das zylindrische Anschlussstück 13 mit dem zylindrischen, schlauchförmigen Schleppsack 2 durch Nieten, Kleben oder dergleichen fest verbunden ist und die Kreisringscheibe 14 als Störkante nach aussen in die Strömung hineinragt.

In Fig. 4 sind anhand des Ausführungsbeispiels gemäss Fig. 3 die Strömungsverhältnisse erklärt. Dazu bedeuten 15 und 16 wandnahe Stromfäden, während die Zeichen -I-, + + und - Überbzw. Unterdruckgebiete in bezug auf den statischen Druck der ungestörten Strömung angeben .Dabei ist h die Höhe der in die Strömung hineinragenden Kreisringscheibe 14, wobei h ê der örtlichen Grenzschicht bei maximaler Schleppgeschwindigkeit bemessen ist. 16' deutet dabei die Staupunktlinie an. Die in den Schleppsack 1 über die vordere Öffnung 3 einströmende Luft kann über die hintere Öffnung 3' ungehindert abströmen. Die an der Aussenseite des Schleppsackschlauchteiles 2 wandnahe Strömung (Stromfäden 15,16) muss das Hindernis in Form der Kreisringscheibe 14 umströmen, wobei sich im Schlauchinneren bei + + ein erhöhter und an der Aussenseite ein Überdruckgebiet + aufbaut. Hinter der Kreisringscheibe 14 entsteht in bekannter Weise dadurch ein Unterdruckgebiet —. Infolge dieser Druckverteilung wird das Schleppsackende auch bei hohen Schleppgeschwindigkeiten an einer Flatterbewegung gehindert.

Schleppsäcke der genannten Art können dadurch auch für weit höhere als bisher mögliche Schleppgeschwindigkeiten eingesetzt werden.

Bei dem in Fig. 5 gezeigten Ausführungsbeispiel ist anstelle des im Querschnitt L-förmigen Störkörpers 11 nach Fig. 3 für den Eingriff in die Strömung im wandnahen Bereich ein Störkörper

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18 mit sich trichterförmig in Richtung der Durchströmung S erweiterndemTeilabschnitt 19 vorgesehen. Der Störkörper 18 ist dabei über einen zylindrischen Abschnitt 20 mit dem Schlauchteil 2 des Schleppsackes z. B. durch Kleben oder Nieten verbunden.

Auch hierbei hat das in Fig. 4 gezeigte Strömungsschema Gültigkeit. Beim Schleppen bildet sich im wandnahen Bereich innerhalb des Schleppsackteiles 2 ein erhöhtes Überdruckgebiet + +, ausserhalb ein Überdruckgebiet + und hinter dem Störkörper 18 ein Unterdruckgebiet - aus. Die Höhe h des trichterförmigen Teilabschnittes 19 ist auch hierbei ê der örtlichen Grenzschicht bei maximaler Schleppgeschwindigkeit. Mit 16' ist ferner noch die auf dem Umfang verlaufende Staupunktlinie angegeben.

In Fig. 6 ist eine weitere Ausführung in Verbindung mit einem Schleppsack dargestellt. Hierbei besitzt der Störkörper 21T-förmigen Querschnitt, wobei der zylindrische Teilabschnitt 22 zur Verbindung des Störkörpers 21 mit dem Schlauchteil 2 des Schleppsackes 1 dient. Der Ringteil 23,23' ragt von seinem zylindrischen Teilabschnitt 22 radial über die Aussen- und Innenseite des Schleppsackschlauchteiles 2 in die Strömung S, wobei sowohl innen als auch aussen zumindest annähernd die Bedingungen für die Höhe h bzw. h' für den Ringteilabschnitt 23 bzw. 23 è der örtlichen Grenzschicht bei maximaler Schleppgeschwindigkeit eingehalten ist.

Schliesslich zeigt die Fig. 7 den erfindungsgemässen Störkörper in Verbindung mit einer durch ein Schleppfluggerät nachschleppbaren Schleppfahne 25. Hierbei ist im Bereich der Hinterkante der Schleppfahne 25 der im Querschnitt T-förmige Störkörper 26 angeordnet, der über seinen Stegabschnitt 27 an der Schleppfahne 25 befestigt ist und dessen Gurtabschnitt 28 bzw. 28 ' zu beiden Seiten der Schleppfahne um den gleichen Betrag h, h' in die wandnahe Strömung der Schleppfahne 25 mit h bzw. h' = der örtlichen Grenzschicht bei maximaler Schleppgeschwindigkeit eingreift. Dabei stellen sich bei Umströmung während des Schleppfluges die in Fig. 4 angedeuteten Druck- und Strömungsverhältnisse ein.

Zusätzlich weist bei der Ausführung gemäss Fig. 7 der quer zur Strömung liegende Gurtabschnitt 28,28' zueinander parallele schlitzförmige Durchbrechungen 30 für die Durchströmung auf. Es ist anstelle der Schlitze auch eine Perforation oder dergleichen denkbar.

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2 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

641 554 PATENTANSPRÜCHE

1. Durch ein angetriebenes Fluggerät mittels Seils gezogener Schleppkörper, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des hinteren Endes des Schleppkörpers (1 ; 25) ein oder mehrere über die der Strömung zugewandte Querschnittskontur hinausragende Störkörper (11; 18; 21; 26) angeordnet sind.

2. Schleppkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Störkörper (11; 18; 21; 26) mit einer Höhe (h, h') über die Querschnittskontur des Schleppkörpers hinausragen, die gleich oder grösser als die örtliche Grenzschichtdicke bei maximaler Schleppgeschwindigkeit bemessen ist.

3. Schleppkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Störkörper (11 ; 18 ; 21 ; 26) aus elastischem Werkstoff bestehen.

4. Schleppkörper in der Ausbildung als Schleppsack, nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Störkörper (11) ein im Querschnitt L-förmiges Teil ist, dessen zylindrischer Abschnitt (13) das Anschlussstück bildet und dessen kreisringförmiger Abschnitt (14) über den Schleppsackaussendurchm.es-ser in die Strömung (S) hineinragt.

5. Schleppkörper in der Ausbildung als Schleppsack, nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Störkörper (21) T-förmigen Querschnitt besitzt und mit seinen ringförmigen Abschnitten (23,23') über den Aussendurchmesser bzw. den Innendurchmesser des Schleppsackes (1) in die Strömung (S) ragt.

6. Schleppkörper in der Ausbildung als Schleppsack, nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Störkörper

(18) einen zylindrischen Anschlussabschnitt (20) zur Verbindung mit dem Schleppsack und einen sich stromab trichterförmig über den Schleppsackaussendurchmesser erweiternden Abschnitt

(19) aufweist.

7. Schleppkörper in der Ausbildung als Schleppfahne, nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Störkörper

(26) T-förmigen Querschnitt mit einem Befestigungsabschnitt

(27) und einem Gurtabschnitt (28,28') besitzt und die Gurtabschnitte beidseitig der Schleppfahne (25) in die Strömung (S) ragen.

8. Schleppkörper nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die in die Strömung (S) hineinragenden Abschnitte der Störkörper Durchbrechungen (30) für den Durchtritt des Strömungsmediums aufweisen.