CH641554A5

CH641554A5 - THROUGH A POWERED AIRCRAFT BY TOWING THE TOW.

Info

Publication number: CH641554A5
Application number: CH741179A
Authority: CH
Inventors: Ernst Wieland
Original assignee: Dornier Gmbh
Priority date: 1978-11-18
Filing date: 1979-08-13
Publication date: 1984-02-29
Also published as: SE7909503L; GB2034267A; IT1119379B; AT367367B; FR2443043A1; FR2443043B1; IT7968972A0; SE444078C; GB2034267B; DE2850171A1; SE444078B; ATA526479A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen durch ein angetriebenes Flugzeug mittels Seils gezogenen Schleppkörper. The present invention relates to a towed body pulled by a powered aircraft using a rope.

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. A peculiarity of such towers made of flexible materials is their tendency to flutter during the towing process. This results in a significant increase in air resistance. At slow flight speeds, the flutter phenomena are counteracted by the fact that the end of the hose-like part in drag sacks has one or more openings in the area of the bottom wall through which the air inside can escape to the outside. It is also known to use drag sacks with a diameter tapering towards the bottom wall, this measure also being used together with the openings. During the towing flight, a strong internal pressure is created inside the towing bag, which causes stiffening and keeps the towing bag inflated.

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 At higher flight speeds, however, the drag increases so much with this formation of towing bags that the performance of the towing aircraft must be uneconomically high. For this reason, drag bags are used for higher speeds, whose air inlet cross section is only slightly larger than the cross section of the

Luftaustrittes im Bereich der Bodenwand bemessen ist. Air outlet is dimensioned in the area of the bottom wall.

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. The flutter phenomena caused in particular in the rear area of the drag sack and in the same way also with towing vanes by detaching the flow reach such an intensity at higher dynamic pressures that the strength of the fabric is exceeded many times and cracks are formed which within a short time destroy the towed ones Run facility overall.

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. The present invention is based on the object of eliminating or reducing the disturbing and destructive flutter phenomena on flexible towed bodies, such as towing bags or towing vanes, without causing unfavorable effects in relation to air resistance. It is also an object of the invention to make such tow bodies suitable for towing on aircraft for higher flight speeds than was previously the case.

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. The object is achieved according to the invention in that one or more interfering bodies projecting beyond the cross-sectional contour facing the flow are arranged in the region of the rear end of the towed body.

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. The configuration according to the invention ensures that an increased pressure (build-up of the flow) arises on the front side of the disturbing body in the direction of flight, as a result of which the tensile stress in the material of the towed body is increased. As a result, the cause of fluttering vibrations, namely the reciprocal rocking of the changes in the curvature of the fabric as a result of the local pressure changes in the flow around the towed body is prevented or substantially reduced. The interfering bodies can be formed from metal, plastic or, if suitably suitably shaped, from elastic material.

In der Zeichnung sind in Gegenüberstellung herkömmliche, sowie Schleppkörperausbildungen gemäss der Erfindung dargestellt und anhand der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In the drawing, conventional and towed body designs according to the invention are shown in a comparison and explained in more detail with reference to the following description.

Es zeigt: It shows:

Fig. 1 als Gegenüberstellung zur erfindungsgemässen Ausbildung in perspektivischer Darstellung einen für niedrige Fluggeschwindigkeiten eingesetzten Schleppsack mit Bodenwand und Strömungsöffnungen ; 1 as a contrast to the inventive design in a perspective view of a drag bag used for low flight speeds with a bottom wall and flow openings;

Fig. 2 eine weitere bekannte Ausführung eines Schleppsackes ohne Bodenwand für höhere Fluggeschwindigkeiten in perspektivischer Darstellung; 2 shows a further known embodiment of a drag sack without a bottom wall for higher flight speeds in a perspective view;

Fig. 3 in perspektivischer Darstellung die Ausführung eines Schleppsackes gemäss der Erfindung; Figure 3 is a perspective view of the execution of a drag bag according to the invention.

Fig. 4 gemäss Fig. 3 die Strömungsverhältnisse am hinteren Schleppsackteil, der hier längsgeschnitten dargestellt ist; FIG. 4 according to FIG. 3 the flow conditions at the rear part of the drag sack, which is shown in longitudinal section here;

Fig. 5 eine weitere erfindungsgemässe Ausführung eines Schleppsackes, längsgeschnitten dargestellt; 5 shows a further embodiment of a drag sack according to the invention, shown in longitudinal section;

Fig. 6 in einer anderen Ausführung des Schleppsackes den hinteren Teil des Schleppsackes längsgeschnitten dargestellt und Fig. 6 in another embodiment of the drag bag the rear part of the drag bag shown in longitudinal section and

Fig. 7 in perspektivischer Darstellung die Ausbildung gemäss der Erfindung an einer Schleppfahne. Fig. 7 is a perspective view of the training according to the invention on a tow flag.

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. The towing devices shown in FIGS. 1 and 2 are generally known designs, namely, according to FIG. 1, towing bags for slow flight and according to FIG. 2 for higher towing speeds.

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 1, the drag bag is designated by 1, which consists in a known manner of a cylindrical or slightly conical hose part 2 formed from flexible material, the hose part 2 being open against the flow via an opening 3 and through a bottom wall 4 at the rear end is completed. In the area of the rear bottom wall 4, the hose part 2 has outflow openings 5 distributed over the circumference in order to discharge the air flowing into the hose part 2 to the outside in a certain way, so that the drag bag is kept inflated. With 7 is the towing gear and with 8 that connected to the tow aircraft, not shown here

2 2nd

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

Schleppseil und mit S die den Schleppsack umgebende Strömung bezeichnet. Tow rope and S denotes the flow surrounding the drag sack.

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. According to the known embodiment according to FIG. 2, a floor wall, as in the embodiment according to FIG. 1, is not available for higher flight speeds. 3 'denotes the rear opening.

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. Compared to the known designs, a drag sack 1 is shown in FIG. 3 according to the invention, which carries at the rear end of the hose part 2 a disturbing body 11 extending in the flow S over the outer contour of the hose part in the form of a ring part. The ring part has an L-shape in cross section, the cylindrical connecting piece 13 being firmly connected to the cylindrical, tubular drag bag 2 by riveting, gluing or the like, and the annular disk 14 protruding outward into the flow as a spurious edge.

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. The flow conditions are explained in FIG. 4 using the exemplary embodiment according to FIG. 3. 15 and 16 mean current threads close to the wall, while the characters -I-, + + and - Überbzw. Specify negative pressure areas in relation to the static pressure of the undisturbed flow, where h is the height of the annular disk 14 projecting into the flow, where h ê of the local boundary layer is dimensioned at maximum towing speed. 16 'indicates the stagnation point line. The air flowing into the drag bag 1 via the front opening 3 can flow freely through the rear opening 3 '. The flow near the wall on the outside of the drag bag hose part 2 (current threads 15, 16) must flow around the obstacle in the form of the annular disk 14, an increased pressure area + building up on the inside at + + and an overpressure area + on the outside. Behind the annular disc 14, a vacuum region is created in a known manner. As a result of this pressure distribution, the end of the towing bag is prevented from fluttering even at high towing speeds.

Schleppsäcke der genannten Art können dadurch auch für weit höhere als bisher mögliche Schleppgeschwindigkeiten eingesetzt werden. Drag bags of the type mentioned can thus also be used for towing speeds that are far higher than previously possible.

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 In the exemplary embodiment shown in FIG. 5, instead of the interfering body 11 with an L-shaped cross section according to FIG

641 554 641 554

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. 18 with a portion 19 widening in a funnel shape in the direction of the flow S. The disruptive body 18 is connected via a cylindrical portion 20 with the hose part 2 of the drag bag z. B. connected by gluing or riveting.

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. The flow diagram shown in FIG. 4 is also valid here. When towing, an increased overpressure area + + forms in the area near the wall within the drag bag part 2, outside an overpressure area + and behind the interfering body 18 a vacuum area -. The height h of the funnel-shaped section 19 is also here the local boundary layer at maximum towing speed. 16 'also indicates the stagnation point line running on the circumference.

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. 6 shows a further embodiment in connection with a drag sack. Here, the interfering body has a T-shaped cross section, the cylindrical section 22 serving to connect the interfering body 21 with the hose part 2 of the drag bag 1. The ring part 23, 23 'protrudes radially from its cylindrical section 22 over the outside and inside of the drag bag hose part 2 into the flow S, both inside and outside at least approximately the conditions for the height h or h' for the ring section 23 or 23 è of the local boundary layer is observed at maximum towing speed.

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. Finally, FIG. 7 shows the disruptive body according to the invention in connection with a tow flag 25 that can be towed by a tow aircraft. In the area of the trailing edge of the tow flag 25, the disruptive body 26 with a T-shaped cross section is arranged, which is fastened to the tow flag 25 via its web section 27 and its belt section 28 or 28 'engages on both sides of the towing vane by the same amount h, h' in the flow of the towing vane 25 near the wall with h or h '= the local boundary layer at maximum towing speed. In this case, the pressure and flow conditions indicated in FIG. 4 occur when there is a flow around during the towing flight.

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. In addition, in the embodiment according to FIG. 7, the belt section 28, 28 ′ lying transversely to the flow has slot-shaped openings 30 parallel to one another for the flow. Instead of the slots, a perforation or the like is also conceivable.

3 3rd

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

M M

2 Blatt Zeichnungen 2 sheets of drawings

Claims

641 554 PATENT CLAIMS

1. Tow body pulled by a powered aircraft by means of a rope, characterized in that one or more disturbing bodies (11; 18; 21; 26) projecting beyond the cross-sectional contour facing the flow are arranged in the region of the rear end of the tow body (1; 25).

2. Tow body according to claim 1, characterized in that the interfering bodies (11; 18; 21; 26) project with a height (h, h ') beyond the cross-sectional contour of the tow body, which are equal to or greater than the local boundary layer thickness at maximum tow speed is.

3. Tow body according to claim 1, characterized in that the interference body (11; 18; 21; 26) consist of elastic material.

4. Tow body in the form of a drag sack, according to claim 1 or 2, characterized in that the disturbing body (11) is an L-shaped part in cross section, the cylindrical portion (13) of which forms the connecting piece and the annular portion (14) of which the drag bag outer diameter protrudes into the flow (S).

5. Tow body in the form of a drag bag, according to claim 1 or 2, characterized in that the interference body (21) has a T-shaped cross section and with its annular sections (23, 23 ') about the outer diameter or the inner diameter of the drag bag ( 1) protrudes into the flow (S).

6. Tow body in training as a drag bag, according to claim 1 or 2, characterized in that the interfering body

(18) a cylindrical connecting section (20) for connection to the drag sack and a section which widens downstream in a funnel shape over the outside of the drag sack

(19).

7. Tow body in training as a tow flag, according to claim 1 or 2, characterized in that the disruptive body

(26) T-shaped cross section with an attachment portion

(27) and a belt section (28, 28 ') and the belt sections protrude into the flow (S) on both sides of the drag flag (25).

8. Tow body according to one of claims 4 to 7, characterized in that the portions of the interfering bodies projecting into the flow (S) have openings (30) for the passage of the flow medium.