CH706134A1

CH706134A1 - Wing of flexible material.

Info

Publication number: CH706134A1
Application number: CH00233/12A
Authority: CH
Inventors: Roland Verheul; Rolf Luchsinger
Original assignee: Prospective Concepts Ag; Empa
Priority date: 2012-02-22
Filing date: 2012-02-22
Publication date: 2013-08-30
Also published as: EP2817212A1; WO2013123604A1

Abstract

Die Erfindung betrifft Tragflügel (1) mit einer pneumatischen Tragstruktur, die einen quer durch ihn hindurchverlaufenden pneumatischen Träger (20) aufweist, wobei der Träger eine zu einem Betriebsdruck aufblasbare, stabförmige flexible Hülle (21, 28) sowie ein dieser zugeordnetes Druckelement (22, 19) und ein dieser zugeordnetes Zugelement (23, 30, 31) aufweist, welche Elemente der Länge der Hülle (21, 28) entlang verlaufen und im Betrieb durch diese im Abstand voneinander gehalten sind, wobei das Druckelement (22, 19) und das Zugelement (23, 30, 31) an ihren Enden miteinander in je einem Knoten (29, 25) wirkverbunden sind, und wobei die Oberflächen des Tragflügels (1) durch eine flexible obere Membran (3) und eine flexible untere Membran (4) gebildet werden, und er über seine Querabmessung in eine Anzahl nebeneinander angeordnete Druckzellen (35) ohne Lastpunkte aufgeteilt ist, deren flexible Seitenwände (10) im Umriss im Wesentlichen dem Tragflügelprofil entsprechen, durch den Betriebsdruck in der Druckzelle (35) gespannt werden und am pneumatischen Träger betriebsfähig angreifen, derart, dass im Betrieb Auftriebskräfte eines jeweils zugeordneten Tragflügelabschnitts in die Seitenwände (10) und von diesen in den pneumatischen Träger (20) eingeleitet werden.The invention relates to airfoils (1) having a pneumatic support structure having a pneumatic support (20) passing therethrough, said support having a rod-shaped flexible shell (21, 28) inflatable to an operating pressure and a pressure element (22, 28) associated therewith. 19) and a tension element (23, 30, 31) associated therewith, which run along the length of the sheath (21, 28) and are spaced apart from each other during operation, the pressure element (22, 19) and the Tensile element (23, 30, 31) at their ends in each case a node (29, 25) are operatively connected, and wherein the surfaces of the wing (1) by a flexible upper membrane (3) and a flexible lower membrane (4) be divided over its transverse dimension into a number of juxtaposed pressure cells (35) without load points whose flexible side walls (10) in outline substantially correspond to the airfoil profile, dur ch operating pressure in the pressure cell (35) are stretched and attack operatively on the pneumatic support, such that in operation buoyancy forces of a respective associated wing section in the side walls (10) and of these in the pneumatic support (20) are introduced.

Description

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft einen Tragflügel nach dem Oberbegriff von Anspruch 1. Ein Tragflügel der genannten Art ist durch die WO 2010/094 145 bekannt geworden, als Weiterentwicklung von Flugdrachen, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind. The present invention relates to a wing according to the preamble of claim 1. An airfoil of the type mentioned is known from WO 2010/094 145, as a further development of kites, as they are known from the prior art.

[0002] Der Tragflügel gemäss der WO 2010/094 145 besitzt einen gekrümmten pneumatischen Träger, der quer über seine ganze Breite durch ihn hindurch verläuft und so zwei wesentliche Vorteile realisiert: Erstens wird ermöglicht, dem Tragflügel eine im Flug selbststabilisierende V-Form zu verleihen, und zweitens sind durch die Steifigkeit des verwendeten pneumatischen Trägers nur noch eine vergleichsweise geringe Anzahl von Halteleinen notwendig, um den Tragflügel sicher zu steuern. The wing according to WO 2010/094 145 has a curved pneumatic support which extends transversely across its entire width through it and thus realizes two significant advantages: First, it is possible to give the wing a self-stabilizing in flight V-shape and secondly, only a relatively small number of tethers are required by the stiffness of the pneumatic support used to safely control the wing.

[0003] Dadurch kommt der gezeigte Tragflügel grundsätzlich in Frage, zu den in der WO 2010/094 135 gezeigten Zwecken eingesetzt zu werden: Technische Nutzung der Zugkraft in der Art der MS Beluga SkySails, einem Container-Frachtschiff von ca. 140 m Länge, das über einen Hilfsantrieb in Form eines Zugdrachens verfügt, der bei Windstärken von 3 bis 8 Beaufort in einer Höhe von mehreren 100 m fliegt. As a result, the wing shown in principle comes into question, to be used for the purposes shown in WO 2010/094 135 purposes: Technical use of traction in the type of MS Beluga SkySails, a container cargo ship of about 140 m in length, which has an auxiliary drive in the form of a towing kite, which flies at wind strengths of 3 to 8 Beaufort at a height of several 100 m.

[0004] Ebenso können solche Tragflügel landgestützt der alternativen Energiegewinnung dienen, nämlich in einer Höhe von mehreren Hundert Metern oder mehr die dort vorherrschenden Windströmungen nutzen, wo die Windgeschwindigkeiten höher und gleichmässiger sind als in unmittelbarer Bodennähe. Likewise, such wings can support land based alternative energy, namely at a height of several hundred meters or more use the prevailing wind currents where the wind speeds are higher and more uniform than in the immediate vicinity of the ground.

[0005] Bei all diesen Anwendungen ist es essentiell, dass der Tragflügel wenig Masse aufweist, und dass die Anzahl der Leinen reduziert werden kann, da vermehrte Masse die zu gewinnende Energie reduziert und jede Halteleine insbesondere bei grösseren Höhen einen nicht zu unterschätzenden Flugwiderstand bedeutet, welcher ebenfalls die zu gewinnende Energie reduziert. In all these applications, it is essential that the wing has little mass, and that the number of lines can be reduced because increased mass reduces the energy to be gained and each tether especially at higher altitudes means a not to be underestimated flight resistance, which also reduces the energy to be gained.

[0006] Alternative Energiegewinnung kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass ein Tragflügel ein Seil von einer Trommel abwickelt, wobei die Drehung der Trommel zur Erzeugung von Energie dient. Nach dem Abwickeln des Seils kann der Tragflügel «im Sinkflug» (d.h. in der Richtung auf die Trommel zu, die schräg nach unten gerichtet sein kann) auf die Trommel zu geflogen und das Seil mit geringem Energieverbrauch wieder aufgewickelt werden. Danach folgt wiederum ein Lastzyklus, bis das Seil abgewickelt ist. Alternative energy can be obtained, for example, that a wing unwinds a rope from a drum, the rotation of the drum is used to generate energy. After unwinding the rope, the wing may "fly down" (i.e., in the direction of the drum, which may be directed obliquely downwards) toward the drum and rewind the rope with little energy consumption. After that again follows a load cycle until the rope is unwound.

[0007] Für solche Anwendungen besitzt der gezeigte Tragflügel nicht die optimale Effizienz, da trotz seiner Vorteile (reduzierte Anzahl Leinen durch steif ausgebildeten Flügel und stabilisierter Flug durch V-Form) die einfache Bespannung, die seine Flügelfläche bildet zum Flattern neigt, was höhere Geschwindigkeiten erschwert. Insbesondere höhere Geschwindigkeiten sind jedoch erstrebenswert, da der Auftrieb des Tragflügels, und damit schliesslich auch seine Tragkraft bzw. im Fall des oben erwähnten Beispiels der landgestützten Energiegewinnung die über die Leine zur Verfügung gestellte Leistung mit dem Quadrat der Geschwindigkeit des Tragflügels wächst. For such applications, the wing shown does not have the optimum efficiency, because despite its advantages (reduced number of lines through stiff wings and stabilized flight through V-shape), the simple covering that forms its wing surface tends to flutter, resulting in higher speeds difficult. However, especially higher speeds are desirable, since the buoyancy of the wing, and thus ultimately its carrying capacity or in the case of the above-mentioned example of land-based energy production, the power provided via the leash increases with the square of the speed of the wing.

[0008] Somit ist es bei einem leinengebundenen erfindungsgemässen Tragflügels beispielswiese günstig, eine Flugbahn über Grund in der Form einer liegenden Acht vorzusehen, was bedeutet, dass der Tragflügel sich gegenüber dem Boden fortbewegt, vom Wind also wesentlich schneller angeströmt werden kann, als es der relativ zum Boden herrschenden Windgeschwindigkeit entspricht. Dies wiederum ermöglicht grundsätzlich sehr hohe realisierbare Auftriebswerte, die nur erreicht werden, wenn der Tragflügel seinerseits für hohe Effizienz ausgebildet ist, was verschiedene Parameter wie geringer Anstellwinkel, geeignetes Tragflügelprofil (Wirbelbildung) und hohe Geschwindigkeit umfasst. Nach wie vor aber ist geringstes Gewicht der Struktur einzuhalten, um die nutzbare Leistung nicht zu reduzieren. Thus, it is low in a linen-bound wing according to the invention, for example, provide a trajectory over ground in the shape of a horizontal eight, which means that the wing moves against the ground, so the wind can be flowed through much faster than it corresponds to the prevailing wind speed relative to the ground. This in turn allows very high realizable lift values, which are achieved only if the wing is in turn designed for high efficiency, which includes various parameters such as low angle of attack, suitable airfoil profile (vortex formation) and high speed. As before, however, the lowest weight of the structure must be maintained in order not to reduce the usable power.

[0009] Aus dem Stand der Technik sind verschiedenste Konstruktionen von Tube-Kites bekannt, z.B. DE 102 005 014 848, wo das flatternde obere Membran durch Segellatten stabilisiert und wenigstens im Anströmbereich in eine Wölbung gebracht wird, die einem Tragflügelprofil entspricht. Various constructions of tube kites are known in the prior art, e.g. DE 102 005 014 848, where the fluttering upper membrane is stabilized by battens and at least in the inflow area is brought into a curvature corresponding to a wing profile.

[0010] Aus DE 102 009 009 305 ist bekannt, einen Tube-Kite mit einem Untersegel auszurüsten, so dass Verwirbelungen unmittelbar hinter der Tube reduziert werden können. Dabei wird durch eine hinten am Untersegel vorgesehene Öffnung Druck in der durch das Obersegel und das Untersegel gebildeten Kammer aufgebaut und durch Rippen verhindert, «dass das Untersegel (4) durch den im Hohlraum (5) vorliegenden Druck ballonartig aufgebläht wird» (s. Abschnitt [0025] der DE 102 009 009 305). From DE 102 009 009 305 it is known to equip a tube kite with a lower sail, so that turbulence can be reduced immediately behind the tube. In this case, pressure is built up in the chamber formed by the upper sail and the lower sail and prevented by ribs by an opening provided at the rear of the lower sail "that the lower sail (4) is balloon-inflated by the pressure present in the cavity (5)" (see section DE 102 009 009 305).

[0011] Die Front Tube der Tube Kites sorgt für eine minimale Stabilität des Schirms beim Start und beim Landen des Schirms, was häufig Start und Landung erst ermöglicht. Im Flug hingegen, vor allem in der Powerphase, ist gegenüber den auf den Schirm wirkenden Betriebskräften die stabilisierende Wirkung der Front Tube auch für eine günstige stabilisierende Restwirkung zu klein. Entsprechend wird die Kontur der FrontTube auf die ungefähre Kontur im Betrieb ausgelegt; eine andere Formgebung könnte zur Zerstörung der an sich flexiblen Front Tube führen. The front tube of the tube kites ensures a minimum stability of the screen at take-off and landing of the glider, which often allows take-off and landing. In flight, however, especially in the power phase, the stabilizing effect of the Front Tube is too small for a stabilizing residual effect compared to the operating forces acting on the screen. Accordingly, the contour of the FrontTube is designed for the approximate contour during operation; a different shape could lead to the destruction of the per se flexible front tube.

[0012] Diese Anordnung von DE 102 009 009 305 besitzt den Nachteil, dass der Kite seinem Konzept entsprechend im Flug (insbesondere in der Powerphase) über seine ganze Fläche flexibel verformbar ist, wobei sich die grundsätzlich sichelförmige Kontur laufend einen momentanen Gleichgewichtszustand in der Wölbung annimmt, die sich bei einem Anstellwinkel von 10 bis 15° aus der über die Leinen wirkenden Last und dem lokalen Auftrieb über seine Fläche ergibt. Diese Anordnung berücksichtigt aufgrund der laufenden, flexiblen und ausgleichenden Verformung des Kites die Verteilung des Auftriebs nicht, und ist als solche für hohe Anströmgeschwindigkeiten und geringe Anstellwinkel nicht geeignet. This arrangement of DE 102 009 009 305 has the disadvantage that the kite according to its concept in flight (especially in the power phase) is flexibly deformable over its entire surface, with the basically crescent-shaped contour continuously a momentary state of equilibrium in the curvature assuming an angle of attack of 10 to 15 °, from the load acting over the lines and the local buoyancy over its surface. This arrangement does not take into account the distribution of buoyancy due to the ongoing, flexible and compensatory deformation of the kite, and as such is not suitable for high flow velocities and low angles of attack.

[0013] US 3 285 546 zeigt einen Gleitschirm der im Gegensatz zu den Tube-Kites flache (d.h. nicht sichelförmige) Kontur und ein angenähertes Tragflügelprofil besitzt. Dies wird durch ein dichtes Feld von Leinen erreicht, die direkt an den im Gleitschirm vorgesehenen Rippen angreifen, so dass jede der Rippen mehrere Lastpunkte besitzt, was erlaubt, die Anordnung ohne Berücksichtigung der Auftriebskräfte flexibel auszubilden, da Auftriebskräfte über ein dicht verteiltes Netz von Lastpunkten abgeleitet werden. Schon nur auf Grund der unvermeidbar hohen Anzahl von Leinen kann diese Anordnung keine hohe Effizienz erreichen. US 3 285 546 shows a paraglider which, unlike the tube kites, has a flat (i.e., non-sickle shaped) contour and an approximated airfoil profile. This is achieved by a dense array of lines that directly engage the ribs provided in the paraglider, so that each of the ribs has multiple load points, allowing the arrangement to be flexible without regard to buoyancy, because buoyancy forces over a dense network of load points be derived. Just because of the unavoidably high number of lines, this arrangement can not achieve high efficiency.

[0014] Aus US 5 244 169 ist es bekannt, einen Gleitschirm mit einer Front Tube und einer Back Tube zu versehen, wobei diese durch längs verlaufende Rohre auf Abstand gehalten sind, so dass das obere Membran-Obersegel und das untere Membran-Untersegel des Gleitschirms durch Front Tube und Back Tube gespannt werden, also im Flug nicht kollabieren können. Wiederum ist es bei der gezeigten Anordnung unverzichtbar, wegen der mangelnden Stabilität der Anordnung dicht neben einander angeordnete Rippen mit je in Längsrichtung mehreren Lastpunkten vorzusehen, um die Auftriebskräfte über ein dichtes Netz von Lastpunkten ableiten zu können. Auch hier ist schon durch die dadurch zwingend gegebene hohe Anzahl von Leinen keine genügende Effizienz erreichbar. From US 5,244,169 it is known to provide a paraglider with a front tube and a back tube, which are held by longitudinally extending tubes at a distance, so that the upper membrane upper sail and the lower membrane lower sail of Paragliders are stretched through Front Tube and Back Tube, so can not collapse in flight. Again, it is indispensable in the arrangement shown, because of the lack of stability of the arrangement close to each other arranged ribs with each longitudinally provide several load points to derive the buoyancy forces on a dense network of load points can. Here, too, by the thus given high number of lines no sufficient efficiency can be achieved.

[0015] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Tragflügel der genannten Art mit hoher Effizienz und geringstem Gewicht bereit zu stellen, der auch geeignet ist, über Leinen am Boden eine hohe Leistung zu erzeugen. The object of the present invention is to provide a wing of the type mentioned with high efficiency and lowest weight, which is also suitable to produce high power lines on the ground.

[0016] Diese Aufgabe wird durch einen Tragflügel mit den kennzeichnenden Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. This object is achieved by a wing with the characterizing features of claim 1.

[0017] Die erfindungsgemässe Anordnung ergibt einen äusserst leichten Tragflügel, der für hohe Anströmgeschwindigkeiten verbunden mit hohem Auftrieb für nur wenige Lastpunkte steif genug ist und durch Ober- und untere Membran ein geeignetes Tragflügelprofil besitzt. The inventive arrangement results in a very light wing, which is stiff enough for high flow velocities associated with high lift for only a few load points and has a suitable airfoil through the upper and lower membrane.

[0018] Dadurch, dass eine Anzahl aneinander anschliessender Druckzellen ohne Lastpunkte ausgebildet sind, verringert sich die Anzahl der notwendigen Leinen im leinengebundenen Betrieb. Die dafür notwendige Steifigkeit des Tragflügels wird dadurch erreicht, dass die flexiblen Seitenwände die Auftriebskräfte zugeordneter Tragflügelabschnitte aufnehmen, zum pneumatischen Träger übertragen und in diesen einleiten. Characterized in that a number of adjoining pressure cells are formed without load points, the number of necessary linen is reduced in the linen-bound operation. The required stiffness of the wing is achieved in that the flexible side walls absorb the buoyancy forces associated wing sections, transferred to the pneumatic support and initiate in this.

[0019] Das geringe Gewicht des Tragflügels ergibt sich aus der Verwendung von flexiblen Bauteilen, die als Gewebe ausgebildet sein können. The low weight of the wing results from the use of flexible components that may be formed as a tissue.

[0020] Es ergibt sich, dass durch die erfindungsgemässe Anordnung am Boden eine hohe Leistung erzeugt werden kann. It follows that a high performance can be generated by the inventive arrangement on the ground.

[0021] Der erfindungsgemässe Tragflügel wird anhand der Figuren näher beschrieben. Es zeigt: <tb>Fig. 1<sep>einen erfindungsgemässen Tragflügel in einer Ansicht von unten, <tb>Fig. 2<sep>einen Querschnitt durch den Tragflügel von Fig. 1 am Ort einer Seitenwand, <tb>Fig. 3<sep>einen Abschnitt des erfindungsgemässen Tragflügels in einer Ansicht von vorne, <tb>Fig. 4<sep>eine Ansicht des erfindungsgemässen Tragflügels von vorne, <tb>Fig. 5<sep>eine Ansicht von unten auf einen Abschnitt des erfindungsgemässen Tragflügels, <tb>Fig. 6<sep>einen Abschnitt des erfindungsgemässen Tragflügels in einer Ansicht von oben, <tb>Fig. 7<sep>den Tragflügel in einer weiteren Ansicht von unten, <tb>Fig. 8<sep>den Tragflügel in einer weiteren Ansicht von oben, <tb>Fig. 9<sep>eine weitere Ausführungsform einer Seitenwand, <tb>Fig. 10<sep>einen Querschnitt durch den (vorderen) pneumatischen Träger, <tb>Fig. 11<sep>eine Ansicht auf einen Knoten zwischen miteinander verbundenen pneumatischen Trägern.The inventive wing is described in detail with reference to the figures. It shows: <Tb> FIG. 1 <sep> an inventive wing in a view from below, <Tb> FIG. FIG. 2 shows a cross section through the wing of FIG. 1 at the location of a side wall; FIG. <Tb> FIG. 3 <sep> a section of the wing according to the invention in a front view, <Tb> FIG. 4 <sep> a view of the wing according to the invention from the front, <Tb> FIG. 5 <sep> a view from below of a section of the wing according to the invention, <Tb> FIG. 6 <sep> a section of the wing according to the invention in a view from above, <Tb> FIG. 7 <sep> the wing in another view from below, <Tb> FIG. 8 <sep> the wing in another view from above, <Tb> FIG. 9 <sep> another embodiment of a side wall, <Tb> FIG. 10 <sep> a cross section through the (front) pneumatic support, <Tb> FIG. 11 <sep> is a view of a node between interconnected pneumatic supports.

[0022] Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemässen Tragflügel 1 in einer Ansicht von unten. Ersichtlich sind grundsätzlich eben bzw. flach ausgebildete Abschnitte des Tragflügels, wobei diese Abschnitte gegeneinander leicht (Abschnitte A und B) bzw. stark (Abschnitte B und C) angewinkelt sind. Die gesamte Anordnung besteht im Wesentlichen aus textilem Gewebe, ist aber zugleich ausserordentlich steif, was einen Tragflügel mit hohem Auftrieb ergibt, der über Leinen 2 als Zugkraft zur Verfügung gestellt wird. Diese Anordnung erlaubt, hohe Anströmgeschwindigkeiten von beispielsweise 2 m/s bis 60 m/s oder mehr zu fahren und dabei pro m2 Tragflügelfläche einen Auftrieb von ca. 50 kg oder mehr zu realisieren. Fig. 1 shows an inventive wing 1 in a view from below. Seen are basically flat or flat sections of the wing, these sections are slightly angled against each other (sections A and B) and strong (sections B and C). The entire arrangement consists essentially of textile fabric, but at the same time is extremely stiff, resulting in a wing with high buoyancy, which is provided via lines 2 as traction. This arrangement makes it possible to drive high flow velocities of, for example, 2 m / s to 60 m / s or more, and to realize a lift of approximately 50 kg or more per m 2 of airfoil area.

[0023] Solche Tragflügel können eine Fläche von 10 m<2>, 15 m<2> oder bis zu mehreren Hundert m2 erreichen, ohne dass die innere Struktur durch die am Tragflügel angreifenden Kräfte gefährdet überbeansprucht würde. Such wings can reach an area of 10 m <2>, 15 m <2> or up to several hundred m2, without the internal structure being overstressed at risk by the forces acting on the wing.

[0024] Der Tragflügel 1 besitzt in der Ausführungsform von Fig. 1 fast vertikal angesetzte Endabschnitte C, die vorliegend der Ausrichtung des Tragflügels im Wind dienen, so dass dieser stets von vorne und nur wenig seitlich angeströmt wird. Dies ist insbesondere bei einem leinengeführten Tragflügel von Vorteil. The wing 1 has in the embodiment of Fig. 1 almost vertically scheduled end portions C, which serve in this case the orientation of the wing in the wind, so that it is always flowed from the front and only slightly laterally. This is particularly advantageous for a linen-guided wing.

[0025] Die Figur zeigt ein beispielsweise textiles untere Membran 3, das die untere vom Wind umströmte Fläche des Tragflügels 1 bildet, während das entsprechende (textile) obere Membran 4 in der Figur verdeckt, also nicht ersichtlich ist. An dieser Stelle kann angemerkt werden, dass das untere Membran 3 bzw. das obere Membran 4 auch nicht textil ausgebildet sein und beispielsweise aus einer Kunststofffolie oder irgend einem anderen geeigneten Werkstoff bestehen können, der für eine Bespannung des Tragflügels geeignet ist. The figure shows an example lower textile membrane 3, which forms the lower surface of the wing 1, which is surrounded by the wind, while the corresponding (textile) upper membrane 4 is hidden in the figure, that is to say not visible. At this point, it may be noted that the lower membrane 3 and the upper membrane 4 may also be non-textile and may consist, for example, of a plastic film or any other suitable material which is suitable for covering the airfoil.

[0026] Weiter ersichtlich sind Öffnungen 5, die sich im Staudruckbereich der Vorderkante des Tragflügelprofils befinden, so dass ein entsprechender Innenbereich des Tragflügels im Betrieb unter erhöhtem Druck steht. Grundsätzlich kann auch nur eine solche Öffnung an einem beliebigen Ort des Tragflügels mit genügendem Aussendruck vorgesehen werden. In einer nicht dargestellten Ausführungsform des erfindungsgemässen Tragflügels ist solch eine Öffnung nicht vorgesehen, wobei der notwendige Innendruck über ein von einem Druckspeicher gespiesenen Gasdruckreservoir erzeugt wird. Further visible are openings 5, which are located in the dynamic pressure region of the leading edge of the airfoil profile, so that a corresponding inner region of the airfoil is under increased pressure during operation. In principle, only such an opening can be provided at any location of the wing with sufficient external pressure. In an embodiment, not shown, of the wing according to the invention, such an opening is not provided, the necessary internal pressure being generated via a gas pressure reservoir fed by a pressure accumulator.

[0027] Ebenfalls dargestellt sind die Verbindungslinien 6 des untere Membrans 3 mit inneren Seitenwänden 10 (Fig. 2) von inneren Druckzellen 35 (Fig. 6) welche das untere Membran 3 leicht einschnüren und dem Tragflügelprofil entsprechend fixieren. Dieselben einschnürenden Verbindungslinien 6 im oberen Membran sind in der vorliegenden Ansicht verdeckt, also nicht ersichtlich. Also shown are the connecting lines 6 of the lower membrane 3 with inner sidewalls 10 (Figure 2) of inner pressure cells 35 (Figure 6) which easily constrict the lower membrane 3 and fix it in accordance with the airfoil profile. The same constricting connecting lines 6 in the upper membrane are hidden in the present view, so not apparent.

[0028] Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch den Tragflügel 1 am Ort einer Seitenwand 10, die ebenfalls flexibel ausgebildet ist, also beispielsweise aus einem textilen Gewebe (oder einem anderen geeigneten Material) bestehen kann. Die Seitenwand 10 besitzt einen Umriss 11, der im Wesentlichen dem gewünschten Tragflügelprofil des Tragflügels am Ort der Seitenwand entspricht und weist Öffnungen 12 auf, die erlauben, dass Luft durch die Seitenwand 10 hindurchtreten kann. Fig. 2 shows a cross section through the wing 1 at the location of a side wall 10, which is also flexible, so for example, from a textile fabric (or other suitable material) may exist. The sidewall 10 has an outline 11 substantially corresponding to the desired airfoil profile of the airfoil at the location of the sidewall, and has openings 12 which allow air to pass through the sidewall 10.

[0029] Ein Druckglied 13 erstreckt sich in der gezeigten, bevorzugten Ausführungsform entlang der unteren Kante der Seitenwand 10. Weiter erstreckt sich ein Zugglied 14 entlang der oberen Kante der Seitenwand 10. An der hinteren Kante 15 des Tragflügels 1 sind das Druckglied 13 und das Zugglied 14 mit einander in einem Knoten 16 wirkverbunden. Der Knoten 16 ist derart ausgestaltet, dass durch diese Verbindung im Zugglied 14 wirkende Zugkräfte am Druckglied 13 angreifen und dieses unter Druckspannung setzen können. A pressure member 13 extends in the illustrated preferred embodiment along the lower edge of the side wall 10. Further, a tension member 14 extends along the upper edge of the side wall 10. At the rear edge 15 of the wing 1, the pressure member 13 and the Tension member 14 operatively connected to each other in a node 16. The node 16 is designed such that acting through this connection in the tension member 14 tensile forces on the pressure member 13 and this can put under compressive stress.

[0030] Das Druckglied 13 ist als dünner Stab, beispielsweise aus Kohlefaser oder Glasfaserwerkstoffen oder einem anderen geeigneten Werkstoff, und mit hoher Knickfestigkeit ausgebildet. Ebenso das Zugglied 14, das in seiner Eigenschaft als Zugglied auch flexibel ausgebildet sein könnte, hier aber bevorzugt als dünner Stab ausgebildet ist, der für den Fall einer negativen Belastung des Tragflügelabschnitts auch Zugkräfte übernehmen kann. The pressure member 13 is formed as a thin rod, for example made of carbon fiber or glass fiber materials or other suitable material, and with high kink resistance. Likewise, the tension member 14, which could also be designed to be flexible in its capacity as a tension member, but here preferably as a thin rod is formed, which can also take on tensile forces in the event of a negative load on the wing section.

[0031] Am Ort des Druckglieds 13 und des Zugglieds 14 verlaufen zugleich die Verbindungslinien 6 der Seitenwand 10 mit dem oberen Membran 4 und dem untere Membran 3. In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Verbindung der Seitenwand 10 mit dem jeweiligen obere Membran 4 oder untere Membran 3 durch vernäht, also durch eine Naht hergestellt, wobei dann für das Druckglied 13 oder das Zugglied 14 eine an die Verbindungsstelle ebenfalls angenähte und dieser entlang verlaufende textile Tasche, analog zur Lasche 40 von Fig. 11vorgesehen ist. At the location of the pressure member 13 and the tension member 14 extend at the same time the connecting lines 6 of the side wall 10 with the upper membrane 4 and the lower membrane 3. In a preferred embodiment, the connection of the side wall 10 with the respective upper membrane 4 or lower membrane 3 sewn by, that is prepared by a seam, in which case for the pressure member 13 or the tension member 14 is also a sewn to the joint and this along extending textile pocket, analogous to the tab 40 of Fig. 11 is provided.

[0032] Im Bereich der Vorderkante 16 des Tragflügels 1 verläuft ein pneumatischer Träger 20 quer durch den Tragflügel 1 hindurch. Der Träger besitzt eine zu einem Betriebsdruck aufblasbare, stabförmige flexible Hülle 21 sowie ein dieser zugeordnetes Druckelement 22 und ein dieser zugeordnetes Zugelement 23, welche Elemente der Länge der Hülle 21 entlang verlaufen und im Betrieb (d.h. bei unter Betriebsdruck stehender Hülle 21) durch diese im Abstand von einander gehalten sind. In the region of the front edge 16 of the wing 1, a pneumatic support 20 extends transversely through the wing 1 therethrough. The carrier has an inflatable to an operating pressure, rod-shaped flexible sheath 21 and a pressure element associated therewith 22 and a tension member associated therewith 23, which elements along the length of the sheath 21 along and in operation (ie standing under operating pressure sheath 21) by this in the Are kept apart from each other.

[0033] In der Hülle 21 ist ein flexibler, bevorzugt textiler Steg 24 angeordnet, der diese der Länge nach durchsetzt und derart bemessen ist, dass die unter Betriebsdruck stehende Hülle 21 durch ihn eingeschnürt wird, im gezeigten Querschnitt also eine Konfiguration ähnlich einer liegenden Acht einnimmt. Dies bedeutet wiederum, dass der Steg gespannt ist und das Zugglied 23 betriebsfähig fixieren kann. In Fig. 10 ist eine konkrete Ausführungsform für die Herstellung des pneumatischen Trägers 20 dargestellt. Anhand von Fig. 3wird weiter unten die Wirkungsweise des (vorderen) pneumatischen Trägers 20 beschrieben. In the shell 21, a flexible, preferably textile web 24 is arranged, which passes through this in length and is dimensioned such that the standing under operating pressure shell 21 is constricted by him, in the cross section shown so a configuration similar to a horizontal eight occupies. This in turn means that the web is stretched and the tension member 23 can fix operatively. FIG. 10 shows a concrete embodiment for the production of the pneumatic carrier 20. The operation of the (front) pneumatic carrier 20 will be described below with reference to FIG.

[0034] Hier sei noch angemerkt, dass die Hülle 21 entweder aus gasdichtem Material bestehen, oder mit einer in sie eingelegten, gasdichten Blase ausgeführt werden kann, aber auf jeden Fall aus wenig dehnbarem, zugfestem Material besteht. Ebenso ist es denkbar, in die Druckzellen 35 gasdichte Blasen einzulegen, die dann ihrerseits mit den Öffnungen 5 verbunden sind. It should be noted that the sheath 21 either made of gas-tight material, or can be performed with an inserted into them, gas-tight bubble, but in any case consists of low-stretch, tensile material. Likewise, it is conceivable to insert into the pressure cells 35 gas-tight bubbles, which in turn are then connected to the openings 5.

[0035] Im hinteren Abschnitt des Tragflügelprofils befindet sich bei der dargestellten Ausführungsform ein hinterer pneumatischer Träger 27, mit einer ebenfalls auf einen Betriebsdruck aufblasbaren flexiblen Hülle 28, die mit einem Druckelement 19 und einem Zugelement 30 zusammenwirkt, wobei diese Elemente 30,31 der Länge der Hülle 28 entlang verlaufen. Im Unterschied zum (vorderen) pneumatischen Träger 20 ist bei der vorliegenden Ausführungsform im hinteren pneumatischen Träger 27 kein Steg vorgesehen. Deshalb liegen sowohl das Druckelement 19 und die beiden Zugelemente 30,31 an der Hülle 28 an. Die Konfiguration und die Wirkungsweise des hinteren pneumatischen Trägers 27 sind weiter unten anhand der Fig. 5 und 6beschrieben. Je nach der Grösse und der Auslegung des erfindungsgemässen Tragflügels kann bei einer in den Figuren nicht dargestellten Ausführungsform der hintere pneumatische Träger auch weggelassen werden. In the rear portion of the airfoil is located in the illustrated embodiment, a rear pneumatic support 27, with a likewise inflatable to an operating pressure flexible sheath 28 which cooperates with a pressure element 19 and a tension member 30, said elements 30,31 the length the envelope 28 along. In contrast to the (front) pneumatic support 20, no web is provided in the rear pneumatic support 27 in the present embodiment. Therefore, both the pressure element 19 and the two tension elements 30,31 abut against the shell 28. The configuration and operation of the rear pneumatic carrier 27 are described below with reference to Figs. 5 and 6. Depending on the size and design of the wing according to the invention, the rear pneumatic support may also be omitted in an embodiment not shown in the figures.

[0036] Fig. 3 zeigt den Abschnitt A (Fig. 1) des Tragflügels 1 in einer Ansicht von vorne, wobei die textilen Gewebe des obere Membrans 4, des untere Membrans 3 und der Hülle 21 des (vorderen) pneumatischen Trägers 20 durchsichtig dargestellt sind, derart, dass der Blick auf den textilen Steg 24 und das in diesem verlaufende Zugelement 23 fällt. Fig. 3 shows the section A (Fig. 1) of the wing 1 in a front view, wherein the textile fabric of the upper diaphragm 4, the lower diaphragm 3 and the shell 21 of the (front) pneumatic support 20 is shown transparent are such that the view of the textile web 24 and extending in this tension element 23 falls.

[0037] Die in der Fig. 2 dargestellte Seitenwand befindet sich in der Fig. 3 am Ort 10* oder am Ort 10**. The side wall shown in FIG. 2 is located in FIG. 3 at location 10 * or at location 10 **.

[0038] Das Zugelement 23 verläuft bogenförmig, vorzugsweise im Pfad einer umgekehrten Kettenlinie, am Steg 24 entlang, bevorzugt in an diesem angenähten Taschen, so dass es in grob in seiner Lage fixiert ist. An seinen Enden ist es mit dem Druckglied 22 in einem Knoten 25 wirkverbunden, wobei der Knoten 25 derart ausgebildet ist, dass durch das Zugelement 24 ausgeübter Zug auf das Druckelement 22 wirkt, welches dann entsprechend unter Druck steht, dieser Beanspruchung aber standhält, so dass der Abstand der Knoten 25 erhalten bleibt. An den Knoten 25 greifen zugleich die Leinen 2 (Figur 1) an, die Knoten 25 sind entsprechend zugleich als Lastpunkte ausgebildet. The tension member 23 extends arcuately, preferably in the path of a reverse chain line, along the web 24 along, preferably in sewn on this pocket, so that it is roughly fixed in position. At its ends, it is operatively connected to the pressure member 22 in a node 25, wherein the node 25 is formed such that the tension exerted by the tension element 24 acts on the pressure element 22, which is then correspondingly under pressure, but withstands this stress, so that the distance of the nodes 25 is maintained. At the same time, the lines 2 (FIG. 1) act on the node 25, the nodes 25 are also designed as load points.

[0039] Durch die Seitenwände 10 wird Auftrieb des Tragflügels 1 auf den (vorderen) pneumatischen Träger 20 übertragen, der entsprechen über seine Länge durch nach oben gerichtete Auftriebskräfte belastet ist. Durch die kombinierte Wirkung des Zugelements 23 und des Druckelements 22 kann der pneumatische Träger erheblich belastet werden. Die Mechanik des pneumatischen Trägers 20 ist noch nicht vollständig verstanden, lässt sich aber mit der folgenden Analogie erklären: By the side walls 10 buoyancy of the wing 1 is transmitted to the (front) pneumatic support 20, which is correspondingly loaded over its length by upward buoyancy forces. Due to the combined action of the tension element 23 and the pressure element 22, the pneumatic support can be loaded considerably. The mechanics of the pneumatic support 20 is not completely understood, but can be explained by the following analogy:

[0040] Durch den Innendruck im pneumatischen Träger 20 bleibt der Steg 24 stets gespannt, der Abstand zwischen dem Zugelement 23 und dem Druckelement 22 bleibt somit erhalten. Durch die wirkenden Auftriebskräfte hat der flexible Steg die Tendenz, sich zu deformieren und nach oben zu verschieben, was zum Ausbiegen nach oben und Kollabieren des pneumatischen Trägers führen würde. Das in den Knoten 25 durch die angreifenden Leinen 2 gestützte Zugglied 23 verhindert dies, ähnlich den Tragseilen einer auf dem Kopf stehenden Hängebrücke, deren Pfeiler durch die Knoten 25 gegeben sind. Eine Deformation des Trägers 20 (wiederum: Ausbiegen nach oben, jetzt durch zusammenrücken der Knoten 25) wird nun durch das Druckglied 22 verhindert, welches die Knoten 25 auf Abstand hält, und so den Kollaps der pneumatischen und damit verformbaren Anordnung verhindert. Es ergibt sich, dass im Betrieb das Zugglied auf axialen Zug und das Druckglied auf axialen Druck belastet ist. Due to the internal pressure in the pneumatic carrier 20, the web 24 is always tense, the distance between the tension element 23 and the pressure element 22 is thus retained. By virtue of the buoyancy forces acting, the flexible web tends to deform and shift upward, resulting in upward flexing and collapse of the pneumatic carrier. The supported in the node 25 by the attacking lines 2 tension member 23 prevents this, similar to the support cables of an upside-down suspension bridge, the pillars are given by the nodes 25. Deformation of the carrier 20 (again: bowing upwards, now by pulling the knot 25 together) is now prevented by the compression member 22 which keeps the knots 25 at a distance, thus preventing the collapse of the pneumatic and thus deformable assembly. It follows that in operation, the tension member is loaded on axial train and the pressure member to axial pressure.

[0041] Im Ergebnis ist der pneumatische Träger 20 gegenüber den in ihn eingeleiteten Auftriebskräften steif, wobei die Auftriebskräfte in den Knoten 25 beispielsweise durch Leinen 2 abgenommen werden können. Die Knoten 25 sind entsprechend auch als Lastpunkte für den Tragflügel 1 ausgebildet. Bei einer nicht leinengebundenen Ausführungsform können die Knoten 25 Aufhängepunkte des Tragflügels beispielsweise an einem Rumpf darstellen. As a result, the pneumatic support 20 is stiff with respect to the buoyancy forces introduced into it, wherein the buoyancy forces in the knot 25 can be removed, for example, by means of lines 2. The nodes 25 are formed accordingly as load points for the wing 1. In a non-linen-bound embodiment, the nodes 25 may represent suspension points of the wing, for example on a fuselage.

[0042] Fig. 4 zeigt den Tragflügel 1 (Fig. 1) in einer Ansicht von vorne, wiederum teilweise transparent, so dass die (vorderen) pneumatischen Träger 20 mit ihrer Struktur (Steg 24, Druckelement 22 und Zugelement 23) ersichtlich sind. Im Ergebnis liegen fünf steife, superleichte, hoch beanspruchbare Tragflügelabschnitte A,B,C mit exakt definiertem Tragflügelprofil vor, geeignet, mit verschiedenen Anstellwinkeln und hohen bis höchsten Geschwindigkeiten geflogen zu werden, die bis auf die Druckelemente 22 und, je nach Ausführungsform, Zugelemente23 aus flexiblem Material, bevorzugt aus einem textilen Gewebe bestehen. Fig. 4 shows the wing 1 (Fig. 1) in a view from the front, again partially transparent, so that the (front) pneumatic support 20 with its structure (web 24, pressure element 22 and tension element 23) are visible. As a result, there are five rigid, superlight, high loadable airfoil sections A, B, C with precisely defined airfoil profile suitable to be flown at various angles of attack and high to high speeds, except for the pressure elements 22 and, depending on the embodiment, tension elements 23 flexible material, preferably made of a textile fabric.

[0043] Mit anderen Worten zeigt die Anordnung von Fig. 4 einen Tragflügel mit mindestens einem in Querrichtung flach ausgebildeten Hauptabschnitt für den Auftrieb und mit an diesen anschliessenden, im Winkel von dem oder den Hauptabschnitten abstehenden Endabschnitten, die ebenfalls einen querverlaufenden pneumatischen Träger mit wirkverbundenen Druck- und Zuggliedern aufweisen, wobei die aneinander angrenzenden Abschnitte der pneumatischen Träger in der Stossstelle der an einander angrenzenden Tragflügelabschnitte einen gemeinsamen Knoten aufweisen. Die konkrete Ausbildung solch eines gemeinsamen Knotens 25 wird weiter unten anhand der Fig. 10näher dargestellt. In other words, the arrangement of Fig. 4 shows a wing with at least one flat in the transverse direction formed main section for buoyancy and with adjoining these, projecting at an angle of the main sections or end portions, which also operatively connected to a transverse pneumatic support Compression and tension members, wherein the adjacent portions of the pneumatic support in the joint of the adjacent wing sections have a common node. The concrete design of such a common node 25 will be shown below with reference to FIG. 10näher.

[0044] Fig. 5 zeigt eine Ansicht von unten auf den Abschnitt A des Tragflügels 1 (Fig. 1), wobei das untere Membran 3 transparent gehalten ist, um die darunter liegenden Strukturen sichtbar zu machen. Ersichtlich ist der (vordere) pneumatische Träger 20 sowie das Druckelement 22, das hier den Steg 24 (Fig. 3und 4) verdeckt. Ebenfalls dargestellt sind die Druckglieder 13 der Seitenwände 10, die hier durch die Druckglieder 13 ebenfalls verdeckt sind. Fig. 5 shows a bottom view of the section A of the wing 1 (Fig. 1), with the lower membrane 3 being kept transparent to reveal the underlying structures. Visible is the (front) pneumatic support 20 and the pressure element 22, which here the bar 24 (Fig. 3 and 4) hidden. Also shown are the pressure members 13 of the side walls 10, which are also hidden by the pressure members 13 here.

[0045] Weiter dargestellt ist der hintere pneumatische Träger 27, mit einem Druckelement 19 und zwei Zugelementen 30,31, die sich spiralförmig um die aufblasbare, flexible Hülle 28 des hinteren pneumatischen Trägers 27 herum winden, aber in Knoten 29 mit dem Druckelement 19 wirkverbunden sind, derart, dass in den Zugelementen 30,31 wirkende Zugspannungen auf das Druckelement 19 übertragen werden können. Further shown is the rear pneumatic support 27, with a pressure element 19 and two tension members 30,31, which spiral around the inflatable flexible shell 28 of the rear pneumatic support 27 around, but operatively connected in node 29 with the pressure element 19 are such that in the tension elements 30,31 acting tensile stresses can be transmitted to the pressure element 19.

[0046] Auch bei dieser Konfiguration des pneumatischen Trägers 27 ist die Mechanik noch nicht vollständig verstanden, lässt sich aber mit der folgenden Analogie erklären: Also in this configuration of the pneumatic support 27, the mechanics is not fully understood, but can be explained with the following analogy:

[0047] Durch den Innendruck in der Hülle 28 des hinteren pneumatischen Trägers 27 überträgt sich eine auf dessen im Querschnitt unteren Umfang wirkende Auftriebskraft auf die Innenseite seines (im Querschnitt) oberen Umfangs, dieser obere Bereich der Hülle 28 liegt wiederum im Bereich E in den Zugelementen 30, 31 auf, da sich diese im Bereich E auf dem oberen Umfang der Hülle 28 um diese herum schlingen. Dadurch wird die Hülle 28 gegen die Auftriebskräfte gestützt. Die Zugelemente 30, 31 sind ihrerseits in den Knoten 29 fest gelagert, wobei die Knoten 29 auch hier als Lastpunkte ausgebildet sind, an denen Leinen 2 angreifen. Das Druckglied 19 hält die Knoten 29 auf Abstand, so dass die an sich flexible Struktur unter dem Angriff der Auftriebskräfte nicht kollabiert, sondern steif bleibt und damit ihre Funktion erfüllen kann, nämlich Auftriebskräfte der zwischen den Knoten 29 liegenden Tragflügelabschnitte A, B oder C (Fig. 1) in diese einzuleiten. By the internal pressure in the shell 28 of the rear pneumatic support 27, a force acting on the lower circumferential extent of the buoyancy force on the inside of its (in cross section) upper circumference, this upper portion of the shell 28 is in turn in the region E in the Tension members 30, 31, as they wrap around the area E on the upper circumference of the shell 28 around them. As a result, the shell 28 is supported against the buoyancy forces. The tension elements 30, 31 are in turn fixedly mounted in the node 29, wherein the nodes 29 are formed here as load points on which lines 2 attack. The pressure member 19 keeps the knots 29 at a distance, so that the intrinsically flexible structure does not collapse under the attack of the buoyancy forces, but remains rigid and thus can fulfill its function, namely buoyancy forces of the lying between the nodes 29 wing sections A, B or C ( Fig. 1) in this initiate.

[0048] Im Ergebnis sind die pneumatischen Träger 20, 27 gegenüber den in sie eingeleiteten Auftriebskräften steif, wobei die Auftriebskräfte in den Knoten 19, 29 beispielsweise durch Leinen 2 oder Haltepunkte an einem Flugzeugrumpf abgenommen werden können. Die Knoten 19, 29 sind entsprechend auch als Lastpunkte für den Tragflügel 1 ausgebildet. As a result, the pneumatic supports 20, 27 are stiff with respect to the buoyancy forces introduced into them, wherein the buoyancy forces in the knots 19, 29 can be removed, for example, by lines 2 or stopping points on an aircraft fuselage. The nodes 19, 29 are also formed as load points for the wing 1 accordingly.

[0049] An dieser Stelle sei angemerkt, dass auch der vordere pneumatische Träger mit spiralförmig an ihm herumverlaufenden Zugelementen ausgebildet sein kann, beispielsweise in einer nur einen vorderen pneumatischen Träger umfassenden Ausführungsform. Ebenso ist eine Ausführungsform erfindungsgemäss, in der auch der hintere pneumatische Träger einen Steg mit einem darin verlaufenden Zugelement aufweist. At this point it should be noted that also the front pneumatic support may be formed with spiraling around him traction elements, for example, in a comprehensive only a front pneumatic support embodiment. Likewise, an embodiment according to the invention, in which also the rear pneumatic support has a web with a tension element extending therein.

[0050] Fig. 6 zeigt beispielhaft den Abschnitt A des Tragflügels 1 (Fig. 1) in einer Ansicht von schräg oben, wobei wiederum das obere Membran 3 transparent dargestellt ist, damit der Blick auf die innere Struktur des Tragflügels 1 frei bleibt. Fig. 6 shows an example of the section A of the wing 1 (Fig. 1) in a view obliquely from above, again the upper membrane 3 is shown transparent, so that the view of the inner structure of the wing 1 remains free.

[0051] Ersichtlich sind der (vordere) Träger 20 mit dem Steg 24, in dem das Zugelement 23 angeordnet ist und in den Knoten 25 mit dem Druckelement 22 wirkverbunden ist. Ebenfalls dargestellt ist der hintere pneumatische Träger 27 mit seiner unter Betriebsdruck stehenden Hülle 28, dem Druckelement 19 und den beiden schraubenlinienförmig verlaufenden Zugelementen 30,31. It can be seen that the (front) carrier 20 with the web 24, in which the tension element 23 is arranged and in the node 25 with the pressure element 22 is operatively connected. Also shown is the rear pneumatic support 27 with its standing under operating pressure shell 28, the pressure element 19 and the two helically extending tension elements 30,31.

[0052] Weiter dargestellt sind die Seitenwände 10 mit ihren Druckgliedern 13 und Zuggliedern 14, wobei die Seitenwände mit dem obere Membran 4 und dem untere Membran 3 vorzugsweise vernäht sind, aber auch auf andere, dem Fachmann geläufige Art mit einander verbunden werden können. Further illustrated are the side walls 10 with their compression members 13 and tension members 14, wherein the side walls are preferably sewn to the upper membrane 4 and the lower membrane 3, but can also be connected to other, the skilled person familiar with each other.

[0053] Im Flug des Tragflügels 1 wird ein Innenbereich des Tragflügels 1, bei der dargestellten Ausführungsform der Raum zwischen neben einander liegenden Seitenwänden 10 durch den an den Öffnungen 5 herrschenden Staudruck unter erhöhten Druck gesetzt, mit der Folge, dass diese Seitenwände 10 zusammen mit dem sie überdeckenden Abschnitt des obere Membrans 4 und des sie verbindenden Abschnitts des untere Membrans 3 eine Druckzelle 35 bilden, wobei nur die äussersten der im Abschnitt A vorgesehenen Druckzellen 35 an der jeweils äusseren Seitenwand 10 einen Lastpunkt (hier: die Knoten 19, 29) aufweisen. In the flight of the wing 1, an inner region of the wing 1, set in the illustrated embodiment, the space between juxtaposed side walls 10 by the prevailing at the openings 5 back pressure under increased pressure, with the result that these side walls 10 together with the overlapping portion of the upper diaphragm 4 and the connecting portion of the lower diaphragm 3 form a pressure cell 35, wherein only the outermost of the pressure cells 35 provided in the section A at the respective outer side wall 10 a load point (here: the nodes 19, 29) exhibit.

[0054] Mit anderen Worten ist es so, dass der Tragflügel über seine Querabmessung in eine Anzahl neben einander angeordneter Druckzellen 35 aufgeteilt ist, die keine Lastpunkte aufweisen. In other words, it is such that the wing is divided over its transverse dimension into a number of juxtaposed pressure cells 35, which have no load points.

[0055] Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind dies vier Druckzellen 35, wobei deren Anzahl je nach der konkreten Ausbildung des erfindungsgemässen Tragflügels variieren kann. In the illustrated embodiment, these are four pressure cells 35, wherein the number may vary depending on the specific design of the inventive wing.

[0056] Bevorzugt sind die Seitenwände 10 mit der Hülle 21 des (vorderen) pneumatischen Trägers 20 vernäht, ebenso mit der Hülle 28 des hinteren pneumatischen Trägers 27 und greifen damit die pneumatischen Träger 20, 27 betriebsfähig an (vorliegend umgreifen die Seitenwände 10 die Träger 20, 27 vollständig), d.h. derart, dass in sie eingeleitete Auftriebskräfte wiederum in die pneumatischen Träger 20, 27 eingeleitet werden, mindestens teilweise in deren Druckglieder 22, 29 und eventuell teilweise in deren Hüllen 21, 28. Preferably, the side walls 10 with the sheath 21 of the (front) pneumatic support 20 sewn, as well with the shell 28 of the rear pneumatic support 27 and thus attack the pneumatic support 20, 27 operable (in the present case, the side walls 10 surround the carrier 20, 27 completely), ie in such a way that buoyancy forces introduced into it are in turn introduced into the pneumatic supports 20, 27, at least partially in their pressure members 22, 29 and possibly partially in their casings 21, 28.

[0057] Diese Verbindung der Seitenwände 10 mit den pneumatischen Trägern 20, 27 kann gemäss einer in den Figuren nicht dargestellten Ausführungsform auch über dem Querschnitt der Träger 20, 27 angepasste ringförmige Kopplungsglieder, beispielsweise aus einem Kunststoff oder Kohlefaserwerkstoff, die den Träger umgreifen, vorgesehen werden. Betriebsfähig ist die Verbindung dann, wenn die Auftriebskräfte im Flugbetrieb zuverlässig aus den Seitenwänden 10 in die pneumatischen Träger 20, 27 eingeleitet werden. This connection of the side walls 10 with the pneumatic supports 20, 27 can, according to an embodiment not shown in the figures, also over the cross section of the carrier 20, 27 adapted annular coupling members, for example of a plastic or carbon fiber material, which surround the carrier provided become. The connection is operable when the buoyancy forces in flight operation are reliably introduced from the side walls 10 into the pneumatic supports 20, 27.

[0058] Bevorzugt sind die Seitenwände 10 der Druckzellen 35 direkt mit dem obere Membran 4 und dem untere Membran 3 verbunden, derart, dass Abschnitte des obere Membrans 4 und des untere Membrans 3 die Oberseite sowie die Unterseite der Druckzellen 35 bilden und damit die auf sie wirkenden Auftriebskräfte in die Seitenwände eingeleitet werden. Preferably, the side walls 10 of the pressure cells 35 are connected directly to the upper membrane 4 and the lower membrane 3, such that portions of the upper membrane 4 and the lower membrane 3 form the top and bottom of the pressure cells 35 and thus the on they are introduced into the sidewalls acting buoyant forces.

[0059] Die im Flug durch die Auftriebskräfte belasteten Bereiche des obere Membrans 4 und des untere Membrans 3 stützen sich so auf den Seitenwänden 35 ab, die ihrerseits durch den in den Druckzellen 35 herrschenden Betriebsdruck gespannt und damit steif sind. Entsprechend werden die Auftriebskräfte in die Seitenwände 10 eingeleitet und von diesen wiederum (s. oben) in die pneumatischen Träger eingeleitet. The loaded in flight by the buoyancy forces areas of the upper diaphragm 4 and the lower diaphragm 3 are supported on the side walls 35, which in turn are stretched by the pressure prevailing in the pressure cells 35 operating pressure and thus stiff. Accordingly, the buoyancy forces are introduced into the side walls 10 and in turn introduced by them (see above) in the pneumatic carrier.

[0060] Mit anderen Worten ist es so, dass die Oberflächen des Tragflügels durch ein flexibles obere Membran 4 und ein flexibles untere Membran 3 gebildet werden, und er über seine Querabmessung in eine Anzahl neben einander angeordnete Druckzellen 35 ohne Lastpunkte aufgeteilt ist, deren flexible Seitenwände 10 im Umriss im Wesentlichen dem Tragflügelprofil entsprechen, durch den Betriebsdruck in der Druckzelle 35 gespannt werden und am pneumatischen Träger 20,27 betriebsfähig angreifen, derart, dass im Betrieb Auftriebskräfte eines jeweils zugeordneten Tragflügelabschnitts in die Seitenwände und von diesen in den pneumatischen Träger eingeleitet werden. In other words, it is such that the surfaces of the wing are formed by a flexible upper membrane 4 and a flexible lower membrane 3, and it is divided over its transverse dimension into a number of juxtaposed pressure cells 35 without load points whose flexible Side walls 10 in outline substantially correspond to the airfoil profile, are tensioned by the operating pressure in the pressure cell 35 and operatively engage the pneumatic support 20,27, such that in operation buoyancy forces of a respectively associated airfoil section introduced into the side walls and of these in the pneumatic support become.

[0061] Die durch die Seitenwände 10 übertragbaren Auftriebskräfte werden in einer bevorzugten Ausführungsform erhöht durch die Kombination der an den Kanten der Seitenwände vorgesehenen Druckglieder 13 und Zugglieder 14, die bevorzugt an ihren Enden in einem Knoten wirkverbunden sind, wobei der Knoten ausgebildet ist, in den Zuggliedern herrschenden Zug auf die Druckglieder zu übertragen. In der in der Fig. 6 gezeigten Ausführungsform werden die Knoten durch die pneumatischen Träger 20, 27 gebildet, indem die Enden der Druckglieder 13 und Zuglieder 14 an deren Hüllen 21, 28 festgelegt werden. Im Fall des pneumatischen Trägers 20 können die Druck- bzw. Zugglieder 13,14 auch am Steg festgelegt werden, beispielsweise durch eine an diesem angenähte Schlinge, die in eine Rille oder an einem Querbolzen am Ende des Druck- oder Zugglieds 13, 14 angreift (analog zur Befestigung der Zugelemente gemäss Fig. 11). The buoyant forces transmittable by the side walls 10 are increased in a preferred embodiment by the combination of the pressure members 13 and traction members 14 provided at the edges of the side walls, which are preferably operatively connected at their ends in a node, the node being formed in To transmit the Zuggliedern prevailing train on the pressure members. In the embodiment shown in FIG. 6, the nodes are formed by the pneumatic supports 20, 27 by fixing the ends of the compression members 13 and tension members 14 to their sheaths 21, 28. In the case of the pneumatic carrier 20, the pressure or tension members 13, 14 can also be fixed to the web, for example by a loop sewn thereto which engages in a groove or on a transverse bolt at the end of the pressure or tension member 13, 14 ( analogous to the attachment of the tension elements according to FIG. 11).

[0062] Auf das untere Membran 3 wirkende Auftriebskräfte pressen den entsprechenden, zwischen zwei Seitenwänden 10 liegenden Abschnitt des untere Membrans 3 nach oben, wobei dieser jedoch auf dem Druckkissen ruht, das durch den in den Druckzellen 35 wirkenden Betriebsdruck erzeugt wird. Das Druckkissen seinerseits leitet die Auftriebskräfte in den entsprechenden Abschnitt des obere Membrans 3 ein, welcher wiederum durch die Zugglieder 14 nieder gehalten wird (s. dazu die Beschreibung zu Fig. 2, wonach die Zugglieder 14 in Laschen gehalten sind, die wiederum an der Seitenwand 10 angenäht sind). Eine Deformation der Seitenwand in Längsrichtung des Tragflügels wird nun durch das Druckglied 13 verhindert, welches die beiden pneumatischen Träger 20, 27 auf konstantem Abstand hält. On the lower membrane 3 acting buoyancy forces press the corresponding lying between two side walls 10 portion of the lower diaphragm 3 upwards, but this rests on the pressure pad, which is generated by the operating pressure acting in the pressure cells 35. The pressure pad, in turn, introduces the buoyancy forces into the corresponding portion of the upper diaphragm 3, which in turn is held down by the tension members 14 (see the description of Fig. 2, where the tension members 14 are held in tabs, which in turn are on the side wall 10 are sewn). A deformation of the side wall in the longitudinal direction of the wing is now prevented by the pressure member 13, which holds the two pneumatic supports 20, 27 at a constant distance.

[0063] Es ergibt sich, dass die Seitenwände 10 im Verbund mit dem Druckglied 13 und dem Zugglied 14, die an ihren Enden wirkverbunden sind, sehr hohe Auftriebskräfte in die pneumatischen Träger 20, 27 einleiten können. It follows that the side walls 10 in conjunction with the pressure member 13 and the tension member 14, which are operatively connected at their ends, very high buoyancy forces in the pneumatic carrier 20, 27 can initiate.

[0064] Die Fig. 7 und 8 zeigen den Tragflügel 1 in einer Ansicht von unten (Fig. 7) und von oben (Fig. 8), wobei das untere Membran 3 sowie das obere Membran 4 transparent gehalten sind, um die innere Struktur des Tragflügels 1 zu zeigen. Unter anderem ist ersichtlich, dass die Stege 24 der pneumatischen Träger 20 aus einem fortlaufenden textilen Streifen gebildet sind, der ohne Unterbrechung durch das Ende des einen Trägers 20 hindurch verläuft und sich im nächsten Träger 20 fortsetzt. 7 and 8 show the wing 1 in a view from below (Fig. 7) and from above (Fig. 8), wherein the lower membrane 3 and the upper membrane 4 are kept transparent to the inner structure of the wing 1 to show. Among other things, it can be seen that the webs 24 of the pneumatic supports 20 are formed of a continuous textile strip which passes through the end of the one carrier 20 without interruption and continues in the next carrier 20.

[0065] In Fig. 7 sind die Druckglieder 13 und Zugglieder 14 über den (vorderen) pneumatischen Träger 20 hinaus gezogen, wie dies näher in Fig. 9 dargestellt ist. In Fig. 7, the compression members 13 and tension members 14 are drawn beyond the (front) pneumatic support 20, as shown in more detail in Fig. 9.

[0066] Fig. 9 zeigt eine Seitenwand 10 mit Lastpunkten, d.h. am Ort der Knoten 19, 29. Im Gegensatz zu der Konfiguration von Fig. 2sind das Druckglied 13 und das Zugglied 14 über den(vorderen) pneumatischen Träger 20 weiter nach vorne gezogen, bevorzugt einstückig um die vordere Kante des Tragflügels herum. Dies stabilisiert die vordere Kante zusätzlich zum Überdruck aufgrund der Öffnungen 5 vorteilhaft obere Membranuntere Membrangegenüber den Kräften aufgrund des anströmenden Windes. Fig. 9 shows a side wall 10 with load points, i. at the location of nodes 19, 29. Contrary to the configuration of Figure 2, the compression member 13 and tension member 14 are further advanced over the (front) pneumatic support 20, preferably integrally around the leading edge of the wing. This advantageously stabilizes the leading edge, in addition to the overpressure due to the openings 5, to the upper membrane lower membrane from the forces due to the incoming wind.

[0067] Ebenso im Bereich der hinteren Kante des Tragflügels, wo durch die nach hinten über den hinteren pneumatischen Träger hinaus gezogenen Druck- und Zugglieder 13, 14 eine vorteilhaft eine einwandfreie aerodynamische Formgebung des obere Membrans 4 und des untere Membrans 3 erreicht wird. Similarly, in the region of the rear edge of the wing, where through the drawn back over the rear pneumatic support out pressure and tension members 13, 14 advantageously a perfect aerodynamic shape of the upper diaphragm 4 and the lower diaphragm 3 is achieved.

[0068] Fig. 10 zeigt einen Querschnitt durch den (vorderen) pneumatischen Träger 20. Dargestellt ist die Hülle 21, sowie der hier doppelt ausgeführte Steg 24, in dem das Zugelement 23 angeordnet ist. Das Druckglied 22 befindet sich in einer Lasche 40. Fig. 10 shows a cross section through the (front) pneumatic support 20. Shown is the sheath 21, as well as the here double executed web 24, in which the tension element 23 is arranged. The pressure member 22 is located in a tab 40th

[0069] Die Figur zeigt, dass der hier durch zwei flexible Gewebe je eine Hälfte der Hülle und des doppelwandigen Stegs gebildet wird, was unter anderem auf besonders einfache Weise erlaubt, das Zugelement mit Hilfe eines Verstärkungsstreifens 42 über Nähte 41 in seiner Lage zu fixieren. The figure shows that here by two flexible fabric each half of the shell and the double-walled web is formed, which allows, inter alia, in a particularly simple manner to fix the tension member by means of a reinforcing strip 42 via sutures 41 in its position ,

[0070] Nähte 43 fixieren das Druckglied 22 zwischen den Wänden des Stegs 24 und damit auch an der Hülle 21. Seams 43 fix the pressure member 22 between the walls of the web 24 and thus also on the shell 21st

[0071] Die dargestellte Anordnung ermöglicht das oben beschriebene Zusammenwirken der Elemente des pneumatischen Trägers 20. The illustrated arrangement enables the above-described interaction of the elements of the pneumatic carrier 20.

[0072] Fig. 11 zeigt beispielhaft einen Knoten 29 zwischen zwei benachbarten (vorderen) pneumatischen Trägern 20. Die Enden der auf einander zulaufenden Druckelemente 22 besitzen Querbolzen, in welche Schlingen 46 am Ende der zugeordneten Zugelemente 23 eingehängt sind. Zwischen diesen Schlingen ist eine Leine 2 über ihre Endschlaufe 2 ́ angeordnet. Durch diese Konfiguration wird die oben beschriebene Funktion der Knoten 29 sichergestellt. Fig. 11 shows an example of a node 29 between two adjacent (front) pneumatic supports 20. The ends of the converging pressure elements 22 have transverse bolts, in which loops 46 are mounted at the end of the associated tension elements 23. Between these loops a leash 2 is arranged over its end loop 2. This configuration ensures the above-described function of the nodes 29.

[0073] Bevorzugt sind die beiden an einander stossenden Druckelemente 23 mit einander über ein elastisch deformierbares Element, vorzugsweise ein aus Gummi bestehendes Winkelstück 47, verbunden, was der Verbindung zwischen den Abschnitten A, B und C des Tragflügels 1 eine gewisse Elastizität verleiht, so dass Spannungsspitzen in diesem Bereich vermieden werden können. Preferably, the two abutting pressure elements 23 with each other via an elastically deformable element, preferably an existing rubber gusset 47, connected, which gives the connection between the sections A, B and C of the wing 1 a certain elasticity, so that spikes in this area can be avoided.

[0074] Die Knoten 35 der hinteren pneumatischen Träger 27 können grundsätzlich gleich aufgebaut werden, jedoch mit dem Unterschied, dass dann je zwei Zugelemente mit den entsprechenden Schlingen in die Querbolzen eingehängt sind. The nodes 35 of the rear pneumatic support 27 can basically be constructed the same, but with the difference that then two tension elements are hooked with the corresponding loops in the cross bolt.

[0075] Bei einer in den Figuren nicht dargestellten Ausführungsform ist wenigstens einer der pneumatischen Träger mit einer Hülle versehen, die nicht zylindrisch, sondern spindelförmig ausgebildet ist, wobei dann das Druckelement und das Zugelement einer Mantellinie der Spindel entlang verlaufen und die Knoten an den Spitzen der Spindel vorgesehen sind. Dann ist auch das Zugelement als auf Druck belastbarer Stab ausgebildet, während das Druckelement auch Zug aufnehmen kann. Der Vorteil dieser Anordnung liegt darin, dass dann der erfindungsgemässe Tragflügel auch bei ausserordentlichem negativen Auftrieb nicht versagt. Mit anderen Worten ist das Zugelement 23, 30, 31 in wenigstens einem der pneumatischen Träger 20, 27 steif, zur Aufnahme von auch Druck, und das diesem zugeordnete Druckelement 22, 19 auch zugfest ausgebildet. In one embodiment, not shown in the figures, at least one of the pneumatic support is provided with a shell which is not cylindrical, but spindle-shaped, in which case the pressure element and the tension element of a surface line of the spindle along and the nodes at the tips the spindle are provided. Then, the tension element is designed as a load-bearing rod, while the pressure element can also absorb train. The advantage of this arrangement is that then the inventive wing does not fail even with extraordinary negative buoyancy. In other words, the tension element 23, 30, 31 in at least one of the pneumatic supports 20, 27 stiff, for receiving also pressure, and the pressure element 22, 19 associated therewith also formed tensile.

[0076] Erfindungsgemäss ist auch eine Ausführungsform mit den folgenden Merkmalen: Tragflügel mit einer pneumatischen Tragstruktur, die einen quer durch ihn hindurch verlaufenden pneumatischen Träger aufweist, wobei der Träger eine zu einem Betriebsdruck aufblasbare, stabförmige flexible Hülle sowie ein dieser zugeordnetes Druckelement und ein dieser zugeordnetes Zugelement aufweist, welche die unter Betriebsdruck stehende Hülle versteifen und an ihren Enden mit einander in einem Knoten wirkverbunden sind, wobei an dessen Vorderkante im Staudruckbereich mindestens eine Öffnung vorgesehen ist, derart, dass im Betrieb ein Innenbereich des Tragflügels unter erhöhtem Druck steht. Solch eine Ausführungsform kann dann mit Merkmalen entsprechend der abhängigen Ansprüche ergänzt werden, d.h. insbesondere mit im Tragflügel vorgesehenen Druckzellen 35, deren Seitenwände durch den Betriebsdruck gespannt sind. Jedoch sind, wie erwähnt, alle Abwandlungen mit den Merkmalen nach einem oder mehreren der abhängigen Ansprüche ebenfalls erfindungsgemäss. According to the invention is also an embodiment having the following features: wing with a pneumatic support structure having a transversely extending therethrough pneumatic carrier, wherein the carrier is inflatable to an operating pressure, rod-shaped flexible shell and a pressure element associated therewith and one of these associated tension element which stiffen the standing under operating pressure shell and are operatively connected at their ends with each other in a node, wherein at its front edge in the dynamic pressure region at least one opening is provided such that in operation an inner region of the wing is under increased pressure. Such an embodiment may then be supplemented with features according to the dependent claims, i. in particular provided with in the wing pressure cells 35, whose side walls are stretched by the operating pressure. However, as mentioned, all modifications with the features according to one or more of the dependent claims are also according to the invention.

Claims

An airfoil having a pneumatic support structure having a pneumatic support (20, 27) extending therethrough, said support (20, 27) having an elongated flexible cover (21, 28) inflatable to an operating pressure and a corresponding one thereof Pressure element (22, 19) and a tension element associated therewith (23, 30, 31), which elements of the length of the sheath (21, 28) extend along and are held in operation by the latter at a distance from each other, wherein the pressure element (22 , 19) and the tension element (23, 30, 31) are operatively connected at their ends to each other in a respective node (25, 29), characterized in that the surfaces of the wing by a flexible upper membrane (4) and a flexible lower Membrane (3) are formed, and it is divided over its transverse dimension in a number of juxtaposed pressure cells (35) without load points, the flexible side walls (10) in the outline substantially the ent wing profile be tensioned by the operating pressure in the pressure cell (35) and operatively engage the pneumatic carrier (20, 27), such that in operation buoyancy forces of a respective associated wing section in the side walls (10) and of these in the pneumatic support (20 , 27).

2. A wing according to claim 1, comprising at least one transverse flat main section (A, B) for buoyancy and adjoining thereto at an angle of at least one main section projecting end portions (C), which also has a transverse pneumatic support (20 , 27) having operatively connected compression and tension members, the adjoining portions (A, B, C) of the pneumatic supports (20, 27) having a common node (25, 29) in the joint of the wing sections.

3. A wing according to claim 2, wherein the common nodes (25, 29) between the pressure and tension members of the one and the compression and tension members of the other pneumatic support (20, 27) arranged elastic element (47).

A wing according to any one of the preceding claims, wherein the pneumatic support (20, 27) has a web (24) passing therethrough in which the tension member (23) extends, the web (24) being continuous with the pneumatic support (20, 20). 27) of the main section extends into and continues in the pneumatic support (20, 27) of the respective end section.

A wing according to claim 1, wherein the side walls (10) of the pressure cells (35) are connected to the upper membrane (4) and the lower membrane (3) such that portions of the upper membrane (4) and the lower membrane (3) 3) form the top and the bottom of the pressure cells (35) and the buoyancy forces acting on them in the side walls (10) are introduced.

A wing according to claim 1, wherein side walls (10) of the pressure cells (35) in turn comprise a compression member and a tension member (13, 14), which are preferably operatively connected at their end portions in a node.

7. A wing according to claim 6, wherein the front end portions of the pressure and the tension member (13, 14) each with the front pneumatic support (20) and thus are operatively connected via this with each other, such that this in the side wall (10). forms the front node for the pressure and the tension member (13, 14).

8. A wing according to claim 6, wherein the front ends of the pressure and the tension element to the front end of the side wall (10) extend and there preferably in one piece into each other.

A wing according to claim 6, wherein the compression member (13) extends along the lower edge of the side wall (10) and preferably the tension member (14) along the upper edge of the side wall (10).

10. A wing according to one of the preceding claims, wherein the tension element (23, 30, 31) and / or the tension member (14) are designed to be flexible.

11. The wing of claim 1, wherein in the region of its rear edge, a rear pneumatic support (27) is arranged, the flexible, inflatable shell (28) under operating pressure with a pressure element (19) and a tension element (30, 31) cooperates, wherein train - And pressure element (19, 30, 31) at the ends in a node (29) are operatively connected to each other.

12. A wing according to one of the preceding claims, wherein the tension element (23, 30, 31) in at least one of the pneumatic support (20, 27) stiff, for receiving also pressure, and the pressure element associated therewith (22, 19) also tensile is trained.

13. A wing according to one of the preceding claims, wherein preferably at its front edge in the dynamic pressure region at least one opening (5) is provided, such that in operation an inner region of the wing is under increased pressure.

14. A wing according to claim 13, wherein the at least one opening (5) with an associated pressure cell (35) is connected and wherein the side walls (10) in turn an opening (12) to an adjacent pressure cell (35).

15. The wing of claim 1, wherein the nodes (25, 29) of the pneumatic support (20) are formed as load points.

16. A wing according to claim 15, wherein the nodes (29, 35) of the rear pneumatic support (27) are formed as load points.

A wing according to claim 1, wherein a further rear pneumatic support (27) is provided which is substantially parallel to the pneumatic support (20) and which is operatively connected to the side walls (10) of the pressure cells (35) such that In operation, buoyancy forces of a respectively assigned wing section are introduced into the side walls (10) and from these into the rear pneumatic support (27).

18. The wing of claim 1, wherein the pneumatic support (20) has a longitudinally passing through web (24) in which the tension element (23) is arranged.

19. A wing according to claim 17, wherein on the rear pneumatic support (27) a plurality of tension elements (30, 31) are provided, which wrap around the sheath (30) of the rear pneumatic support (27) spirally and at their ends with the ends of the pressure element ( 19) are operatively connected in a node (29).

A hydrofoil having a pneumatic support structure having a pneumatic support (20, 27) extending therethrough, the support having a rod-shaped flexible shell (21, 28) inflatable to an operating pressure and a pressure element (22, 19) associated therewith ) and one of these associated tension element (23, 30, 31) which stiffen the operating pressure sleeve (21, 28) and at their ends with each other in a knot (25, 29) are operatively connected, characterized in that at its Front edge in the dynamic pressure region at least one opening (5) is provided, such that in operation, an inner region of the wing is under increased pressure.

A wing according to claim 13, wherein the at least one opening (5) is connected to an associated pressure cell (35) extending longitudinally in the wing and wherein its side walls (10) in turn comprise an opening (12) to an adjacent pressure cell (35) ,