DE10109640C1 - Lenkbarer Zugdrachen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen lenkbaren Zugdrachen, der an mehreren Leinen angeleint ist und insbesondere dem Schleppen eines sogenannten "Kite-Surfers" dient, der auf einem Surfbrett von dem Zugdrachen über die Wasseroberfläche gezogen wird. DOLLAR A Um bei hoher Zugleistung verbesserte Flugeigenschaften, insbesondere eine Positionierung des Zugdrachens im Zenit ohne Lenkkorrekturen zu ermöglichen sowie die Wasserstart-Fähigkeiten zu verbessern, wird erfindungsgemäß eine Segelfläche vorgeschlagen, die durch einen an der Anströmkante angeordneten flexiblen, in der Aufsicht konvex verlaufenden Leitkantenstab, mindestens einen flexiblen Querstab und ein sich zwischen den Enden des Leitkantenstabs erstreckendes Zugmittel vorgespannt wird.

Description

Die Erfindung betrifft einen lenkbaren Zugdrachen, umfassend eine zumindest durch eine Anström- und eine Abströmkante be­ grenzte Segelfläche, die von wenigstens einem an der An­ strömkante angeordneten flexiblen, in der Aufsicht konvex verlaufenden Leitkantenstab und mindestens einem von der An­ ström- in Richtung der Abströmkante verlaufenden flexiblen Kielstab aufgespannt wird.

Lenkbare Zugdrachen sind an mehreren Leinen angeleint und dienen beispielsweise dem Schleppen von Land- oder Wasser­ fahrzeugen. Die Erfindung erstreckt sich insbesondere auf lenkbare Zugdrachen, die für das Schleppen eines sogenannten "Kite-Surfers" auf dem Wasser geeignet sind. Kite-Surfen be­ zeichnet eine relativ junge Sportart, bei der ein Surfer auf einem Surfbrett von einem lenkbaren Zugdrachen über die Wasseroberfläche gezogen wird. Als Zugdrachen für das Kite- Surfen kommen.

• a) Mattenschirme,
• b) Tube-Kites sowie
• c) Stabdrachen

zum Einsatz.

Die Mattenschirme weisen regelmäßig eine flexible, nicht von einem Rahmen gestützte Segelfläche auf. Die Anströmkante wird lediglich durch längs der Anströmkante angeordnete Seile einer aufwendigen Waagschnurkonstruktion stabilisiert. Aus dieser Instabilität des Mattenschirms folgen aerodyna­ misch ungünstige Eigenschaften, insbesondere Instabilität im Zenit, Strömungsabriss beim Übersteigen des Zenits mit darauf folgendem Absturz sowie ständiges Steigen, sofern nicht gezielt gegengesteuert wird.

Neben den aerodynamisch ungünstigen Eigenschaften besteht ein zentraler Nachteil der Mattenschirme darin, daß sie nach einem Absturz in das Wasser nicht aus dem Wasser gestartet werden können. Die Wasserstart-Fähigkeit eines lenkbaren Zugdrachens ist jedoch für das Kite-Surfen eine wesentliche Voraussetzung, insbesondere wenn auch weniger geübte Kite- Surfer den Zugdrachen verwenden sollen.

Der in der DE 27 37 597 C2 dargestellte, abgewandelte Matten­ schirm besteht aus einem flexiblen hüllenartigen Profilkör­ per, der längs seiner wulstartigen Vorderkante eine Luftein­ trittsöffnung aufweist, im Inneren durch quer zur Vorder­ kante verlaufende Wandungen in Kammern unterteilt ist und Verankerungen für Leinen aufweist. Die gegen die Vorderkante anströmende Luft bläst über die Lufteintrittsöffnung den Profilkörper auf und hält ihn im aufgeblasenen Zustand. Der Luftdruck bleibt in diesem Mattenschirm nach einem Absturz in das Wasser für eine gewisse Dauer erhalten. Er ist daher bedingt wasserstartfähig und auch für Anfänger geeignet. Die wulstartige dicke Vorderkante wirkt sich allerdings un­ günstig auf die Flug- und Steuereigenschaften dieses Matten­ schirmes aus.

Tube-Kites weisen Luftkammern in Form eines massiven Front­ schlauchs an der Anströmkante sowie mehreren in Richtung der Flugachse verlaufenden Längsröhren auf, die allerdings per­ manent mit Luft gefüllt sind. Hierdurch werden zwar die Wasserstarteigenschaften verbessert, allerdings unter In­ kaufnahme ungünstiger Flug- und Steuereigenschaften.

Stabdrachen, die als Zugdrachen beim Kite-Surfen Einsatz finden, sind die sogenannten "Delta-Kites" von Cory Roeseler und Peter Lynn, die in der US 5366182 sowie der WO 99/59866 dargestellt sind. Die bekannten Delta-Kites zeichnen sich durch einen in der Aufsicht auf die Segelfläche konvex ver­ laufenden flexiblen Leitkantenstab und mehrere von der Anström- in Richtung der Abströmkante verlaufende elastische Kielstäbe aus, die zusammen mit dem Leitkantenstab die Segelfläche aufspannen. Diese lediglich einseitig mit Segeltuch bespannten, einen flexiblen Rahmen aufweisenden Delta-Kites haben einen Preisvorteil gegenüber den zuvor beschriebenen Tube-Kites für das Kite-Surfen, da wesentlich weniger Material zu ihrer Herstellung benötigt wird.

Bei gleichmäßigem Starkwind weisen die bekannten Delta-Kites gute Flugeigenschaften auf und sind daher für den leistungs­ orientierten Kite-Surfer gut kontrollierbar. Der Delta-Kite gem. der WO 99/59866 ist jedoch nicht wasserstartbar, wäh­ rend ein Wasserstart mit dem Delta-Kite gem. der US 5366182 außerordentlich schwierig ist. In jedem Fall müssen vor dem Wasserstart die Leinen mit einer Leinenwinde eingeholt wer­ den. Anschließend muss der Kite-Surfer den Drachen schwim­ mend aus dem Wasser heben, um ihn sodann zu starten. Nach dem Start müssen die Leinen wieder auf die für das Kite-Sur­ fen gewünschte Länge ausgebracht werden. Die verbesserten Flugeigenschaften der Delta-Kites gegenüber den Tube-Kites werden durch die dünnen Leitkantenstäbe, beispielsweise aus Carbon hervorgerufen, die einen geringeren Staudruck verur­ sachen.

Die bekannten Delta-Kites mit gegenüber Tube-Kites und Mattenschirmen verbesserten Flugeigenschaften weisen aller­ dings den Nachteil auf, daß sie nur in einem recht engen Windbereich bei gegebenen Segelfläche einsetzbar sind.

Ferner ist aus der DE 20 30 549 A1 ein Fesselflugspiel mit einem drachenartigen Flugkörper bekannt, dessen Flächen­ spannweite größer ist als die axiale Länge der Bespannung und dessen Querholm bogenförmig verläuft, wobei die Quer­ holme den Längsholm des Flugkörpers innerhalb des vorderen Viertels kreuzen. Die freien Enden der Längsholme sind unter Vorspannung, beispielsweise durch eine Umfalzung, mit der Bespannung straff gespannt verbunden. Indem dieser Flug­ körper an einer kurzen Halteschnur angeschlossen ist, die an dem Ende eines Stocks frei drehbar befestigt ist, soll das Fesselflugspiel wetterunabhängig, insbesondere auch unter beengten räumlichen Verhältnissen allerorts geflogen werden können.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, einen Zugdrachen für das Kite- Surfen zu schaffen, der bei hoher Zugleistung verbesserte Flugeigenschaften aufweist, insbesondere eine Positionierung des Zugdrachens im Zenit ohne Lenkkorrekturen ermöglicht so­ wie eine verbesserte Wasserstart-Fähigkeit aufweist.

Der Lösung dieser Aufgabe liegt der Gedanke zugrunde, daß die Segelfläche des Zugdrachens nach Art eines Tragflügels allseitig vorgespannt wird.

Im einzelnen wird die Aufgabe bei einem lenkbaren Zugdrachen der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß an der Segel­ fläche mindestens ein flexibler Querstab angeordnet ist, der kürzer als der Leitkantenstab ist, und sich zwischen den Enden des Leitkantenstabs ein Zugmittel erstreckt. Der Querstab er­ streckt sich im wesentlichen senkrecht zur Flugachse und ist an der Segelfläche angeordnet. Je nach Länge ruft das Zug­ mittel in Verbindung mit dem Querstab eine mehr oder weniger große Vorspannung in der Segelfläche von der Anströmkante in Richtung der Abströmkante hervor.

Die Vorspannung stellt auch bei nachlassendem Wind sicher, daß das Profil der Segelfläche des Zugdrachens erhalten bleibt. Dies verhindert wirksam unerwünschte Abstürze in­ folge eines kollabierenden Profils bei nachlassendem oder böigem Wind. Die erfindungsgemäß vorgespannte Segelfläche verhindert darüber hinaus wirksam Strömungsabrisse und un­ terstützt ein direktes Ansprechen des Zugdrachens auf Lenkimpulse, die in an sich bekannter Weise über Leinen auf die Segelfläche übertragen werden.

Abhängig von der Länge des Zugmittels verändert sich die Wölbung der im entspannten Zustand ebenen Segelfläche. Eine größere Wölbung verringert die wirksame Luftangriffsfläche und erweitert damit den Einsatzbereich des Zugdrachens in Richtung höherer Windstärken. Eine geringere Wölbung ver­ größert die wirksame Luftangriffsfläche und erweitert damit den Einsatzbereich des Zugdrachens in Richtung geringerer Windstärken. Der lenkbare Zugdrachen lässt sich mit dieser konstruktiv einfachen Maßnahme an unterschiedliche Wind­ stärken anpassen, ohne daß der optimale Anstellwinkel des Zugdrachens zum Wind verändert werden muss, wie dies bei herkömmlichen lenkbaren Zugdrachen notwendig ist.

Bei einem Wasserstart bewirkt die aus der Vorspannung resul­ tierende Formstabilität des Profils, daß die wassernah vor­ handene Luftströmung unmittelbar in Auftriebsleistung umge­ setzt wird. Ein Einholen der Leinen ist für den Wasserstart nicht mehr erforderlich.

In der einfachsten Form handelt es sich bei dem längenverän­ derlichen Zugmittel um ein Seil, daß sich über die Spann­ weite der Segelfläche zwischen den gegenüberliegenden Enden des Leitkantenstabs erstreckt.

Die Flugeigenschaften werden durch die derart vorgespannte Segelfläche dadurch verbessert, daß jede Luftströmung von dem Drachen unmittelbar in Auftrieb umgesetzt wird, während bei herkömmlichen lenkbaren Zugdrachen ein Teil der Energie der Luftströmung zur Ausbildung und Stabilisierung des Pro­ fils der Segelfläche benötigt wird.

In Versuchen hat sich herausgestellt, daß sich das Profil aufgrund der Vorspannung der Segelfläche besonders günstig ausbildet, wenn der Querstab hinter der Anströmkante an der Segelfläche angeordnet ist und seine Enden an die Enden des Leitkantenstabes anstoßen. Wird der Querstab mit seinen En­ den im Abstand von den Enden des Leitkantenstabes angeord­ net, geht damit eine Verschlechterung der Aerodynamik der aufgespannten Segelfläche einher.

Des weiteren hat es sich für die Ausbildung eines aerodyna­ misch optimalen Profils als vorteilhaft herausgestellt, wenn der Querstab kürzer als der Leitkantenstab ist und die Enden des Querstabs mit den Enden des Leitkantenstabes verbunden sind, beispielsweise durch Stabverbinder.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es mög­ lich, daß die Längenveränderung des Zugmittels auch während der Flugphase des Zugdrachens über eine Fernsteuerung, bei­ spielsweise über eine weitere, mittig an dem Zugmittel an­ greifende Leine, veränderlich ist.

Ein Zuschnitt der Segelfläche nach den Merkmalen des Unter­ anspruchs 4 verbessert die Wasserstarteigenschaften des Zug­ drachens, insbesondere in Verbindung mit an der Segelfläche angeordneten Auftriebsmitteln, die zweckmäßigerweise an deren Oberseite angeordnet sind und sich von der Anström­ kante in Richtung der Abströmkante im wesentlichen parallel zur Flugachse erstrecken. Beim Absturz des Zugdrachens in das Wasser drückt sein Eigengewicht die Auftriebskörper so­ weit in das Wasser, bis Auftrieb und Eigengewicht im Gleich­ gewicht sind. In dieser stabilen Gleichgewichtslage des Zug­ drachens befindet sich die hintere Abströmkante unter der Wasseroberfläche, während die Anströmkante zumindest teil­ weise aus dem Wasser herausragt. Zum Wasserstart wird über die Steuerleinen einseitig seitlicher Zug auf die Segel­ fläche ausgeübt, so daß der Drachen über eine Schwenkbewe­ gung um den die Segelfläche seitlich begrenzenden, unter Wasser befindlichen gegenüberliegenden seitlichen Rand aus dem Wasser aufsteigt. Für einen Wasserstart muss die Segel­ fläche nicht notwendigerweise im rechten Winkel zur Wind­ richtung stehen.

Die Ausrichtung und Steuerung des erfindungsgemäßen Zug­ drachens kann über 4, 3 und 2 Leinen erfolgen. Als besonders zweckmäßig haben sich jedoch 3 Leinen herausgestellt, zwei Lenkleinen und eine Halteleine. Die Halteleine teilt sich nahe der Unterseite der Segelfläche in an sich bekannter Weise in mehrere Waagschnüre auf, die an dafür vorgesehenen Befestigungspunkten an der Unterseite des Zugdrachens ange­ ordnet sind. Zweckmäßige Positionen der Befestigungspunkte ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche 6 und 7.

Nachfolgend wird der erfindungsgemäße Zugdrachen anhand ei­ ner schematischen Zeichnung des näheren erläutert:

Der insgesamt mit 1 bezeichnete Zugdrachen weist eine Segel­ fläche 2 auf, die von einer Anströmkante 3 einer Abström­ kante 4 sowie zwischen der Anström- und der Abströmkante 3, 4 befindliche seitliche Ränder 5 begrenzt wird. Die flexible Segelfläche 2, die vorzugsweise aus Spinaker Neilon oder K42 Carrington besteht, wird von einem entlang der Anströmkante 3 verlaufenden Leitkantenstab 6, insgesamt 3 von der Anström- in Richtung der Abströmkante 3, 4 verlaufenden Kiel­ stäben 7 sowie einem Querstab 8 aufgespannt.

Die Enden 9a, 9b des Leitkantenstabes 6 sind mit den Enden 11a, 11b des Querstabes 8 verbunden. Die drei Kielstäbe 7 verlaufen von der Anströmkante 3 in Richtung der Abström­ kante 4 parallel zu der Flugachse 12 des Zugdrachens 1. Zu­ sammen mit dem Querstab 8 unterteilen die Kielstäbe 7 die Segelfläche in 8 Felder, die von diesem Tragwerk aus Stäben 6, 7, 8 aufgespannt wird. Zwischen den Enden 9a, 9b, 11a, 11b von Leitkanten und Querstab befindet sich ein längen­ veränderliches Seil 21, das die Wölbung der im entspannten Zustand ebenen Segelfläche bestimmt. Soll während des Fluges des Zugdrachens 1 die Wölbung verändert werden, kann dies durch eine weitere, in der Zeichnung nicht dargestellte Leine erfolgen, die etwa mittig, an dem längenveränderlichen Seil 21 angreift. Dieses nicht dargestellte Leine zur Einstellung der Vorspannung des Zugmittels 21 kann beispielsweise an dem Haltebalken für den Kite-Surfer, an dem auch die übrigen Leinen 14, 15, 16 fahrerseitig be­ festigt sind, festgelegt werden. Um eine einhändige Ver­ stellung während des Kite-Surfens zu ermöglichen, kann die Befestigung beispielsweise durch eine einhändig bedien- und arretierbare Aufrollspindel erfolgen. Abweichend zu bisher bekannten Zugdrachen, wird die Segelfläche 2 durch den elastischen Querstab 8 in Verbindung mit dem längenveränder­ lichen Seil 21 nicht nur über die Spannweite 13 der Segel­ fläche 2, sondern insbesondere auch in Richtung der Flug­ achse 12 vorgespannt.

Die Ausrichtung und Steuerung des Zugdrachens 1 erfolgt in an sich bekannter Weise mit insgesamt 3 Leinen 14, 15, 16, wobei die Leinen 14 und 16 als Lenkleinen jeweils am hinte­ ren Ende 17a, 17b der seitlichen Ränder 5a, 5b an dafür vor­ gesehenen Befestigungspunkten angeschlagen sind. Die Anord­ nung der Lenkleinen 14, 16 an den hinteren Enden 17a, 17b ermöglicht eine besonders sensible Steuerung.

Entlang des Leitkantenstabes 6 sind insgesamt 5 Befesti­ gungspunkte für Waagschnüre 19 angeordnet, die an ihrem je­ weils anderen Ende mit weiteren, in der Figur nicht darge­ stellten Waagschnüren in einem Knotenpunkt 18 zusammenlau­ fen. Von dort geht die dritte Leine 15 zur Steuerung und Ausrichtung des Drachens aus. Die nicht dargestellten weite­ ren Waagschnüre verlaufen von dem Knotenpunkt 18 zu längs jedes Kielstabes 7 angeordneten Befestigungspunkten.

Schließlich weist der Zugdrachen 1 auf der Oberseite der Se­ gelfläche 2 angeordnete längliche Auftriebskörper 22 auf, die beispielsweise aus Schaumstoff bestehen. Die Auftriebs­ körper erstrecken sich über die volle Länge der Kielstäbe 7.

Sowohl die Anordnung der Auftriebskörper 22 als auch sämt­ licher Stäbe 7, 8, 9 auf der Segelfläche erfolgt zweckmäßi­ ger Weise in Segeltaschen, die die vorzugsweise runden Stäbe zumindest abschnittsweise umgeben. Stirnseitig sind die Se­ geltaschen geschlossen und bilden damit ein Widerlager für die Stirnseiten der Stäbe. Die Kielstäbe können längs des Leitkantenstabes in hohlzylindrischen Aufnahmen gehalten und geführt sein, die drehbar um den Leitkantenstab angeordnet sind. An diesen Stellen sind die den Leitkantenstab umgeben­ den Segeltaschen unterbrochen oder weisen entsprechende, gegebenenfalls verschließbare Öffnungen für den Zugang zu den Aufnahmen auf. Alternativ können sowohl der Leitkantenstab als auch die Kielstäbe in durchgehenden, ge­ schlossenen Segeltaschen geführt sein, die auf der Segelun­ terseite bzw. an der Stirnseite des Segels angeordnet sind.

Bezugszeichenliste

1

Zugdrachen

2

Segelfläche

3

Anströmkante

4

Abströmkante
5a, b Seitliche Ränder

6

Leitkantenstab

7

Kielstab

8

Querstab
9a, b Enden Leitkantenstab

10

-
11a, b Enden Querstab

12

Flugachse

13

Spannweite

14

Lenkleine

15

Halteleine

16

Lenkleine
17a, b Befestigungspunkte

18

Knotenpunkt

19

Waagschnüre

20

-

21

Längenveränderliches Seil

22

Auftriebskörper

Claims (9)

1. Lenkbarer Zugdrachen, umfassend eine zumindest durch eine Anström- und eine Abströmkante begrenzte Segelfläche, die von wenigstens einem an der Anströmkante angeordne­ ten flexiblen, in der Aufsicht konvex verlaufenden Leitkantenstab und mindestens einem von der Anström- in Richtung der Abströmkante verlaufenden elastischen Kielstab aufgespannt wird, dadurch gekennzeichnet, daß an der Segelfläche (2) mindestens ein flexibler Querstab (8) angeordnet ist, der kürzer als er Leitkantenstab (6) ist, und sich zwischen den Enden (9a, 9b) des Leitkantenstabs (6) ein Zugmittel (21) erstreckt.

2. Lenkbarer Zugdrachen nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Querstab (8) hinter der Anströmkante (3) an der Segelfläche angeordnet ist und seine Enden (11a, 11b) an die Enden (9a, 9b) des Leitkantenstabes (6) anstoßen.

3. Lenkbarer Zugdrachen nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Enden (11a, 11b) des Querstabs (8) mit den Enden (9a, 9b) des Leitkantenstabs (6) verbunden sind.

4. Lenkbarer Zugdrachen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen der Anström- und der Abströmkante (3, 4) der Segelfläche (2) im Ver­ hältnis zu diesen Kanten kürzere, die Segelfläche (2) seit­ lich begrenzende Ränder (5a, 5b) befinden, die im wesent­ lichen in Richtung der Flugachse (12) verlaufen.

5. Lenkbarer Zugdrachen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß entlang des Leitkantenstabes (6) sowie jedes Kielstabes (7) mehrere Befestigungs­ punkte für Waagschnüre (19) angeordnet sind.

6. Lenkbarer Zugdrachen nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß am hinteren Ende (17a, 17b) der seitlichen Ränder (5a, 5b) der Segelfläche (2) je­ weils ein Befestigungspunkt für eine Lenkschnur (14, 16) angeordnet ist.

7. Lenkbarer Zugdrachen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die die Segelfläche (2) auf­ spannenden Stäbe (6, 7, 8) zumindest teilweise in Segel­ taschen geführt sind.

8. Lenkbarer Zugdrachen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an der Segelfläche (2) Auf­ triebsmittel (22) angeordnet sind.

9. Lenkbarer Zugdrachen nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sich auf der Oberseite der Segelfläche (2) Auftriebskörper von der Anströmkante (3) in Richtung der Abströmkante (4) zumindest über eine Teillänge der Se­ geltiefe erstrecken.