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Die
Erfindung betrifft eine Flügelanordnung zur Fortbewegung
in der Luft und/oder im Wasser, mit mindestens einem durch Antriebsmittel
zu einer auf- und abgehenden Schlagbewegung antreibbaren, sich beim
Flügelschlag durch dem vom umgebenden Medium entgegengebrachten
Widerstand verformenden flexiblen Schlagflügel. Die Erfindung
betrifft ferner ein mit mindestens einer solchen Flügelanordnung
ausgestattetes, zur Fortbewegung in der Luft und/oder im Wasser
dienendes Fortbewegungsgerät.
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Eine
aus der
WO 2008/128780
A1 bekannte Flügelanordnung dieser Art enthält
mindestens einen Schlagflügel, der durch eine Antriebsvorrichtung
zu einer Schlagbewegung angetrieben werden kann, die die Fortbewegung
eines zugeordneten Fortbewegungsgerätes zur Folge hat.
Der flexible Aufbau des Schlagflügels erlaubt beim Flügelschlag
eine Verformung, zu der auch der vom umgebenden Medium entgegengebrachte
Widerstand einen Beitrag leistet. Die Geschwindigkeit der Fortbewegung
kann durch Variation der Intensität des Flügelschlages
beein flusst werden, was jedoch zur Folge hat, dass die Stabilität
des Fortbewegungsgerätes nicht unerheblich von der Fortbewegungsgeschwindigkeit
abhängt. Es besteht außerdem keine Möglichkeit,
die Bewegungsrichtung umzukehren.
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Aus
der
EP 1 196 696 B1 ist
eine als Rotor ausgebildete Flügelanordnung bekannt, die
die Möglichkeit eröffnet, lokale Veränderungen
der Profilgeometrie der Rotorblätter entweder passiv, allein
aufgrund der einwirkenden strömungsmechanischen Kräfte
zu realisieren, oder aber aktiv mittels einer geeigneten Konturverstelleinrichtung.
Die Konturverstelleinrichtung ist beispielsweise als exzentrisch
gelagerte Nocke ausgebildet, die im Bereich der Flügelvorderkante
installiert ist und durch Verdrehen um ihre Längsachse
die Profilierung des zugeordneten Rotorblattes verändert.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Flügelanordnung
zu schaffen, die mit einfachem Aufbau eine verbesserte Variabilität
in den Fortbewegungseigenschaften eines zugeordneten Fortbewegungsgerätesbietet.
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Zur
Lösung dieser Aufgabe ist in Verbindung mit einer Flügelanordnung
der eingangs genannten Art vorgesehen, dass der Schlagflügel
durch eine biegesteife Längsholmanordnung in der Schlagrichtung
lokal abgestützt ist, wobei die Längsholm anordnung
in Richtung zur Flügelvorderkante und in Richtung zur Flügelhinterkante
relativ zum Schlagflügel verstellbar ist und auf diese
Weise in unterschiedlichen Arbeitspositionen positionierbar ist,
die sich in der Flächenverteilung zwischen den vor und
hinter der Längsholmanordnung liegenden Flächenabschnitten
des Schlagflügels voneinander unterscheiden.
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Die
Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Fortbewegungsgerät
zur Fortbewegung in der Luft und/oder im Wasser, das mit mindestens
einer im vorgenannten Sinne ausgebildeten Flügelanordnung ausgestattet
ist.
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Auf
diese Weise erhält der flexible Schlagflügel durch
die biegesteife und insbesondere starr ausgebildete Längsholmanordnung
eine lokal begrenzte Stabilität, aus der ein gleichförmiger
Flügelschlag resultiert. Die nicht abgestützten
Abschnitte des Schlagflügels vor und hinter der Längsholmanordnung
können hingegen aufgrund ihrer Flexibilität durch
die auf sie einwirkenden strömungsmechanischen Kräfte
verformt werden und werden durch den Widerstand des umgebenden Mediums,
also beispielsweise Luft oder Wasser, so gebogen, dass hieraus ein
Flügelprofil entsteht, das einen Fortbewegungsschub erzeugt.
Wesentlich ist nun, dass durch ein Verstellen der Längsholmanordnung
in Richtung zur Flügelvor derkante oder zur Flügelhinterkante
der Druckpunkt des Schlagflügels variiert werden kann und
mithin die Flächenverteilung und zweckmäßigerweise
auch das Flächenverhältnis zwischen den vor und
hinter der Längsholmanordnung liegenden unabgestützten
Flächenabschnitten des Schlagflügels. Diese Verstellmöglichkeit
gestattet eine Variation der Fortbewegungsgeschwindigkeit unabhängig
vom Flügelausschlag und gewährleistet auch bei
geringer Fortbewegungsgeschwindigkeit eine hohe Lagestabilität.
Wenn ein entsprechender Verstellbereich gegeben ist, besteht sogar
die Möglichkeit zur dahingehenden Variation der Arbeitsposition
der Längsholmanordnung, dass der erzeugte Fortbewegungsschub
wahlweise vorwärts oder nach rückwärts
gerichtet ist. Auf diese Weise kann ein selbstregelnder, durch Flügeldruck
gesteuerter, passiv verformbarer adaptiver Schlagflügel
realisiert werden.
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Vorteilhafte
Weiterbildung der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen
hervor.
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Die
Längsholmanordnung kann insbesondere in Anpassung an den
jeweiligen Verwendungszweck unterschiedliche Gestaltungen aufweisen.
Besonders einfach ist eine Realisierung als ein einziger Längsholm,
der zweckmäßigerweise stabförmig ausgebildet
ist und beispielsweise ein hoch belastbarer Kohlefaserstab ist.
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Es
ist desweiteren von Vorteil, wenn die Längsholmanordnung
aktiv bei der Erzeugung des Flügelschlages mitwirkt und
die den Flügelschlag bewirkende Antriebskraft durch die
Längsholmanordnung in den Schlagflügel eingeleitet
wird.
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Der
Flügelschlag wird zweckmäßigerweise durch
eine auf- und abgehende Antriebsschwenkbewegung der Längsholmanordnung
hervorgerufen. Ursächlich hierfür ist zweckmäßigerweise
ein Elektroantrieb, insbesondere ein Servo, den man – da
er den Flügelschlag bewirkt – als Schlagservo
bezeichnen kann.
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Durch
geeignete Mittel ist die Längsholmanordnung so am Schlagflügel
fixiert, dass sie den Schlagflügel zweckmäßigerweise
sowohl bei der Abwärtsbewegung als auch bei der Aufwärtsbewegung mitnimmt
und dadurch den Flügelschlag generiert. Gleichzeitig ist
die Art der Befestigung aber so gewählt, dass die Längsholmanordnung
unbehindert relativ zum Schlagflügel vorwärts
und rückwärts bewegbar ist, um die sich auf das
Flugverhalten auswirkende Profiländerung des Schlagflügels
zu ermöglichen. Eine besonders einfache Maßnahme
zur gegenseitigen Fixierung besteht aus mindestens einer am Schlagflügel
angeordneten länglichen Mitnahmeöse, durch die
die schmäler als der Schlagflügel ausgebildete
Längsholmanordnung hindurchgreift.
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Die
Art der Verstellbewegung der Längsholmanordnung ist prinzipiell
beliebig. Die besten Ergebnisse erzielt man aus heutiger Sicht im
Rahmen einer Schwenkbewegung, was auch die Lagerung der Längsholmanordnung
relativ einfach macht. So kann die Längsholmanordnung beispielsweise
an dem der Flügelspitze entgegengesetzten Fußbereich des
Schlagflügels verschwenkbar gelagert sein, so dass der
Schwenkausschlag der Längsholmanordnung um so größer
ist, je näher man sich bei der Flügelspitze befindet.
Die Lagerstelle wird hierbei zweckmäßigerweise
etwa mittig zwischen der Flügelvorderkante und der Flügelhinterkante
angeordnet, so dass man für beide Bewegungsrichtungen einen optimalen
Schub erzeugen kann.
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Das
die Bewegungsgeschwindigkeit und bei Bedarf auch die Bewegungsrichtung
beeinflussende Verstellen der Längsholmanordnung wird zweckmäßigerweise
auch durch einen Elektroantrieb hervorgerufen, wobei ein hierzu
eingesetzter Servo als Stellservo bezeichnet werden kann.
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Vorzugsweise
kann die Längsholmanordnung auch in eine neutrale Arbeitsposition
verschwenkt werden, bei der der Flügelschlag weder einen
Vorwärtsschub noch einen Rückwärtsschub
hervorruft. Es besteht somit bei Bedarf die Möglichkeit, ein
Fortbewegungsgerät unter Beibehaltung des Flügelschlages
an Ort und Stelle verharren zu lassen.
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Der
Schlagflügel ist zweckmäßigerweise plattenförmig
ausgebildet und kann sehr kostengünstig als geschäumtes
Polyurethanformteil ausgebildet sein.
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Soll
die Möglichkeit geschaffen werden, ein mit der Flügelanordnung
ausgestattetes Fortbewegungsgerät bei Bedarf zu einer Steigbewegung
oder Sinkbewegung antreiben zu können, ist es zweckmäßig,
wenn der Schlagflügel und die zugeordnete Längsholmanordnung
um eine in der Längsrichtung des Schlagflügels
verlaufende Drehachse verdrehbar sind. Die Steig- und Sinkmöglichkeit
kann hierbei sowohl für die Vorwärtsbewegung als
auch für die Rückwärtsbewegung eröffnet
werden.
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Die
Flügelanordnung kann je nach Bedarf mit nur einem Schlagflügel
oder mit mehreren Schlagflügeln ausgestattet sein, wobei
einem oder mehreren dieser Schlagflügel jeweils eine verstellbare
Längsholmanordnung zur Beeinflussung der Flugeigenschaften
zugeordnet ist.
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Ein
mit mindestens einer Flügelanordnung der geschilderten
Art ausgestattetes Fortbewegungsgerät kann beispielsweise
ein Luftfahrzeug oder ein Wasserfahrzeug sein. Ein und dasselbe
Fortbewegungsgerät kann sich für eine Fortbewegung
sowohl im Wasser als auch in der Luft eignen.
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Ein
mit der Flügelanordnung ausgestattetes Fortbewegungsgerät
kann beispielsweise einen Vogel nachahmen, beispielsweise einen
Pinguin. Das Fortbewegungsgerät kann über einen
Rumpf verfügen, an dem die mindestens eine Flügelanordnung angebracht
ist, die insbesondere zwei Flügeleinheiten bestehend aus
jeweils einem Schlagflügel und zugeordneter Längsholmanordnung
aufweist.
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Nachfolgend
wird der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher
erläutert. In dieser zeigen:
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1 in
stark schematisierter Darstellungsweise ein sich zur Fortbewegung
sowohl in der Luft als auch im Wasser eignendes Fortbewegungsgerät in
einer Draufsicht mit Blickrichtung gemäß Pfeil
I aus 2,
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2 das
Fortbewegungsgerät aus 1 im Schnitt
gemäß Schnittlinie II-II,
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3 eine
Einzeldarstellung der bei dem Fortbewegungsgerät gemäß 1 links
des Rumpfes angeordneten Flügeleinheit bei einer Einstellung der
Längsholmanordnung für eine Vorwärtsbewegung,
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4 einen
Querschnitt durch die Flügeleinheit aus 3 gemäß Schnittlinie
IV-IV,
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5 die
gleiche Flügeleinheit wie in 3, jedoch
bei in eine neutrale Arbeitsposition bewegter Längsholmanordnung,
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6 einen
Querschnitt durch die Flügeleinheit aus 5 gemäß Schnittlinie
VI-VI,
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7 die
Flügeleinheit aus 3 in einer eine
Rückwärtsbewegung bewirkenden Arbeitsposition
der Längsholmanordnung, und
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8 einen
Querschnitt durch die Flügeleinheit aus 7 gemäß Schnittlinie
VIII-VIII.
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Die 1 und 2 zeigen
in schematischer Darstellung ein einem Vogel nachempfundenes, zur
Fortbewegung sowohl in der Luft als auch im Wasser geeignetes Fortbewegungsgerät 1.
Es verfügt über einen länglichen, gestrichelt
angedeuteten Rumpf 2, der bei einer Ausgestaltung als Fluggerät mit
einem den Auftrieb liefernden Gas gefüllt sein kann, insbesondere
mit Helium. Die Vorderseite des Fortbewegungsgerätes ist
durch Bezugsziffer 3 bezeichnet, die Rückseite
durch Bezugsziffer 4. Ein mit Bezugsziffer 5 bezeichneter
Pfeil deutet die Vorwärts-Bewegungsrichtung an.
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Das
Fortbewegungsgerät 1 ist mit einer zweiflügeligen
Flügelanordnung 6 ausgestattet, die für
die Erzeugung des Vortriebes des Fortbewegungsgerätes 1 in
sowohl der Vorwärts-Bewegungsrichtung 5 als auch
der hierzu entgegengesetzten Rückwärts-Bewegungsrichtung
zuständig ist. Die Flügelanordnung 6 verfügt über
zwei Flügeleinheiten 7 untereinander identischen
Aufbaus, die sich gegenüberliegend an einander entgegensetzten
Längsseiten des Rumpfes 2 angeordnet sind und
ausgehend von dort quer und insbesondere rechtwinkelig zur Längsachse 8 des
Rumpfes 2 seitwärts wegragen.
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Jede
Flügeleinheit 7 verfügt über
einen tragflächenähnlich gestalteten Schlagflügel 12.
Er besteht beispielsweise aus einem geschäumten Polyurethan-Kunststoffmaterial
und kann als einfacher Plattenkörper ausgeführt
sein. Der Schlagflügel 12 kann insbesondere dahingehend
gestaltet sein, dass er ohne an ihm angreifende äußere
Kräfte über eine flache, ebene Formgebung verfügt.
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Jeder
Schlagflügel 12 ist mit einem Fußbereich 13 am
Rumpf 2 fixiert. Die entgegensetzte Flügelspitze 14 weist
quer zur Längsachse 8 vom Rumpf 2 weg.
Wie man aus 2 ersehen kann, sind die Schlagflügel 12 im
Querschnitt gesehen insbesondere auf gleicher Höhe am Rumpf 2 angeordnet
und ragen von dort aus in einander entgegengesetzte Richtungen.
Die Schlag flügel 12 sind länglich gestaltet, wobei
ihre strichpunktiert angedeutete Längsachse 15 quer
und insbesondere rechtwinkelig zu der Längsachse 8 ausgerichtet
ist.
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Jeder
Schlagflügel 12 verfügt über
flexible Eigenschaften, wobei es sich insbesondere um eine Biegeelastizität
handelt. Wird ein Schlagflügel 12 durch von außen
aufgebrachte Kräfte verformt und werden diese externen
Kräfte anschließend wieder weggenommen, kehrt
der Schlagflügel 12 in seine bevorzugt ebene Ausgangsgestalt
zurück.
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Durch
insgesamt mit Bezugsziffer 16 bezeichnete Antriebsmittel
können die Schlagflügel 12, insbesondere
synchron, zu einer auf- und abgehenden Schlagbewegung 17 angetrieben
werden. Es handelt sich hierbei um eine Schwenkbewegung um eine
dem Fußbereich 13 zugeordnete Schwenkachse 18,
die, wenn eine horizontale Bewegung des Fortbewegungsgerätes 1 angestrebt
ist, zumindest im Wesentlichen horizontal ausgerichtet ist.
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Die
Schwenkachse 18 wird durch Lagermittel 22 definiert,
die an einem den Rumpf 2 quer durchsetzenden Flügeltragholm 23 angeordnet
sind, der durch die Antriebsmittel 16 gemäß Doppelpfeil 24 um
seine zur Längsachse 8 des Rumpfes 2 rechtwinkelige
Längsachse 21 verdrehbar ist, um die Neigung der
Schwenkachsen 8 zu verändern. Zuständig
für diese Neigungs verstellung ist eine erste Antriebseinheit 25,
bei der es sich zweckmäßigerweise um einen Elektroantrieb
handelt, insbesondere um einen Servo.
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Ursächlich
zuständig für die Erzeugung der Schlagbewegung 17 ist
eine einer jeden Flügeleinheit 7 zugeordnete zweite
Antriebseinheit 26, bei der es sich zweckmäßigerweise
ebenfalls um einen Elektroantrieb handelt, beispielsweise ein Servo,
wie er im Modellbau zum Einsatz kommt. Die zweiten Antriebseinheiten 26 wirken
jedoch nicht direkt auf den zugeordneten Schlagflügel 12 ein,
sondern nur indirekt unter Zwischenschaltung einer besonderen Längsholmanordnung 27,
die sich zumindest ein Stück weit längs des Schlagflügels 12 erstreckt.
Die Längsholmanordnung 27 wird durch die zweite
Antriebseinheit 26 zu einer der Schlagbewegung 17 entsprechenden
Antriebs-Schwenkbewegung 28 angetrieben und ruft aufgrund
einer mit dem Schlagflügel 12 bestehenden Bewegungskopplung
dessen Schlagbewegung 17 hervor, wobei sie gleichzeitig eine
lokale Abstützung der Längsholmanordnung 27 in
der Schlagrichtung bewirkt.
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Mit
anderen Worten bleiben die Schlagflügel 12 in
denjenigen Bereichen, in denen sich die Längsholmanordnung 27 entlang
ihnen erstreckt, bei der Schlagbewegung 17 im Wesentlichen
unverformt. Die anderen Bereiche des Schlagflügels 12 jedoch, die
keine Abstützung durch die biegesteife Längsholmanordnung 27 erfahren,
können sich bei der Schlagbewegung 17 aufgrund
des ihnen vom umgebenden Medium entgegengesetzten Widerstandes verformen,
genauer gesagt verbiegen. Bei dem besagten Medium handelt es sich
beispielsweise um Wasser oder um Luft. Die 4, 6 und 8 zeigen,
wie der Schlagflügel 12 in den abseits der Längsholm-anordnung 27 liegenden
Bereichen durch die strömungsmechanischen externen Kräfte eine
starke Profilierung erfährt.
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Zweckmäßigerweise
erstreckt sich die Längsholmanordnung 27 unterhalb
des zugeordneten Schlagflügels 12. In 1, 3, 5 und 7 ist
sie nur deshalb zu erkennen, weil beim Ausführungsbeispiel
die Schlagflügel 12 aus einem transparenten Material
bestehen.
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Es
wäre jedoch ohne weiteres jedoch auch möglich,
die Längsholmanordnung 27 oberhalb der Schlagflügel 12 anzuordnen
oder sowohl auf der Oberseite als auch auf der Unterseite des Schlagflügels 12.
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Damit
die Längsholmanordnung 27 die Antriebs-Schwenkbewegung 28 auf
den Schlagflügel 12 übertragen kann,
sind beim Ausführungsbeispiel an der Unterseite des Schlagflügels 12 mehrere
in Achsrichtung seiner Längsachse 15 verteilte
Mitnahmeösen 32 angeordnet, durch die die Längsholmanordnung 27 hindurchgreift.
Die Mitnahmeösen 32 sind beispielsweise gebildet
zum einen vom Schlagflügel 12 selbst und zum anderen
von jeweils einem daran fixierten biegeflexiblen Band- oder Stabelement 33, das
zweckmäßigerweise etwa parallel zu der Längsachse 8 ausgerichtet
ist. Wird die Längsholmanordnung 27 nach oben
verschwenkt, drückt sie von unten her auf den Schlagflügel 12 und
schwenkt ihn nach oben. Bei entgegengesetzter Schwenkrichtung drückt
die Längsholmanordnung 27 auf die Band- bzw. Stabelemente 33 und
zieht dadurch den daran befestigten Schlagflügel 12 nach
unten.
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Eine
wesentliche Besonderheit der Flügeleinheiten 7 besteht
in der in 1 bei 34 durch Doppelpfeile
angedeuteten Verstellbarkeit der Längsholmanordnung 27 relativ
zum zugeordneten Schlagflügel 12 sowohl in Richtung
zur nach vorne orientierten Flügelvorderkante 35 als
auch entgegengesetzt zu der der Rückseite 4 zugewandten
Flügelhinterkante 36. Mit dieser Verstellmöglichkeit
lässt sich die Bewegungsgeschwindigkeit und/oder die Bewegungsrichtung
des Fortbewegungsgerätes 1 beeinflussen.
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Bei
der vorgenannten Verstellbewegung 34 handelt es sich zweckmäßigerweise,
wie auch bei der Antriebs-Schwenkbewegung 27, um eine Schwenkbewegung
bezüglich den Lagermitteln 22.
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Die
zugeordnete Schwenkachse 37 verläuft quer und
insbesondere rechtwinkelig zu der oben erwähnten, für
den Flügelschlag relevanten Schwenkachse 18. Die
Längsholmanordnung 27 ist mithin am Fußbereich 13 des
Schlagflügels 12 verschwenkbar gelagert, wobei
die Lagerstelle 38 insbesondere etwa mittig zwischen der
Flügelvorderkante 35 und der Flügelhinterkante 36 liegt.
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Beim
Ausführen der Verstellbewegung 34 verschwenkt
folglich die Längsholmanordnung 27 in dem außerhalb
der Lagerstelle 38 liegenden Bereich entweder nach vorne
oder nach rückwärts. Um die Schwenkbeweglichkeit
der Längsholmanordnung 27 nicht zu beeinträchtigen,
ist das zur Bildung der Mitnahmeöse 32 beitragende
Band- oder Stabelement 33 zweckmäßigerweise
mit seinen einander entgegengesetzten Endbereichen im Bereich der
Flügelvorderkante 35 und der Flügelhinterkante 36 befestigt.
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Zum
Erzeugen der Verstellbewegung 34 enthalten die Antriebsmittel 16 für
jede Längsholmanordnung 27 eine dritte Antriebseinheit 42,
bei der es sich wiederum um einen Elektroantrieb, insbesondere einen
Servo handelt kann.
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Alle
Bewegungen eines Schlagflügels 12 können
zweckmäßigerweise unabhängig voneinander
ausgeführt werden. Eine nicht weiter abgebildete elektronische
Steuereinrichtung, die an Bord des Fortbewegungsgerätes 1 vorhanden
sein kann, ist in der Lage, die Bewegungen zu koordinieren. Abgesehen
davon wäre auch eine unmittelbare manuelle Beeinflussung
denkbar, je nach Ausführung beispielsweise durch Funkfernsteuermittel
oder durch einen sich an Bord des Fortbewegungsgerätes 1 befindenden
Piloten.
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Wenn
der Schlagflügel 12 die Schlagbewegung 17 ausführt,
wird zum einen der vor der Längsholmanordnung 27 liegende
vordere Flächenabschnitt 43 und zum anderen der
hinter der Längsholmanordnung 27 liegende hintere
Flächenabschnitt 44 des Schlagflügels 12 durch
den Mediumswiderstand verformt und insbesondere verbogen. Der vordere
Flächenabschnitt 43 liegt zwischen der Längsholmanordnung 27 und
der Flügelvorderkante 35, der hintere Flächenabschnitt 44 liegt
zwischen der Längsholmanordnung 27 und der Flügenhinterkante 36.
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Durch
das Verstellen der Längsholmanordnung 27 verändert
sich, wie ein Vergleich der 3, 5 und 7 deutlich
macht, die Flächenverteilung zwischen dem vorderen Flächenabschnitt 43 und
dem hinteren Flächenabschnitt 44.
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In 5 ist
die Längsholmanordnung 27 bei Einnahme einer neutralen
Arbeitsposition gezeigt. Die Längsholmanordnung 27 verläuft
hier insbesondere zumindest im Wesentlichen parallel zu der Längsachse 15 oder
kann mit dieser zusammenfallen. Die 6 zeigt,
wie bei einem Flügelschlag nach oben die Längsholmanordnung 27 von
unten her gegen den Schlagflügel 12 drückt,
wobei das umgebende Medium die beiden Flächenabschnitte 43, 44 so beaufschlagt,
dass selbige nach unten gebogen werden. Das Flächenverhältnis
zwischen dem vorderen und dem hinteren Flächenabschnitt 43, 44 ist
hierbei derart, dass weder ein Vorwärtsschub noch ein Rückwärtsschub
erzeugt wird.
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Um
eine Vorwärtsbewegung des Fortbewegungsgerätes 1 hervorzurufen,
wird die Längsholmanordnung 27 um die Schwenkachse 37 in
beispielsweise die aus 1 und 3 ersichtliche
vordere Arbeitsposition verschwenkt. Sie nimmt nun bezüglich
der Längsachse 15 einen positiven Winkel 45 ein. Der
vordere Flächenabschnitt 43 hat sich zugunsten des
hinteren Flächenabschnittes 44 verkleinert, der Druckpunkt
des Schlagflügels 12 ist nach vorne gewandert.
Die 4 zeigt die veränderte Profilierung des
Schlagflügels 12 bei der Aufwärtsbewegung.
Die durch das Medium erzeugte Verformung des Schlagflügels 12 resultiert
in einem Flügelprofil, das einen Vorwärtsschub
erzeugt.
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Umgekehrt
wird ein Rückwärtsschub generiert, wenn die Schlagbewegung 17 in
einem Zustand ausgeübt wird, bei dem die Längsholmanordnung 27 ausgehend
von der neutralen Arbeitspo sition in die aus 7 und 8 hervorgehende
hintere Arbeitsposition verschwenkt worden ist. Hier liegt ein negativer
spitzer Winkel 46 zwischen der vorzugsweise eine lineare
Erstreckung aufweisenden Längsholmanordnung 27 und
der Längsachse 15 vor. Der bei der Schlagbewegung 17 auftretende
Effekt ist nun entgegengesetzt zu demjenigen der 3 und 4,
so dass ein Rückwärtsschub erzeugt wird.
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Das
Fortbewegungsgerät 1 kann also allein durch Verändern
der Arbeitsposition der Längsholmanordnung 27 seine
Fortbewegungsrichtung verändern.
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Man
hat außerdem die Möglichkeit, die Fortbewegungsgeschwindigkeit
sowohl nach vorwärts als auch nach rückwärts
stufenlos zu variieren, indem man die Längsholmanordnung 27 in
Arbeitspositionen verbringt, die zwischen der neutralen Arbeitsposition
und einerseits der vorderen Arbeitsposition sowie andererseits der
hinteren Arbeitsposition liegen.
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Alle
Einstellungen sind zweckmäßigerweise proportional
möglich, so dass stufenlose Variationen im Bewegungsverhalten
des Fortbewegungsgerätes 1 durchführbar
sind.
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Die
Länge der Längsholmanordnung 27 hängt
insbesondere vom Umriß des zugeordneten Schlagflügels 12 ab.
Regelmäßig wird sie geringer sein als die Länge
des Schlagflügels 12 selbst, um zu vermeiden,
dass die Längsholmanordnung 27 beim Verschwenken
mit ihrem äußeren Endabschnitt aus dem Umriß des
Schlagflügels 12 heraustritt.
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Exemplarisch
besteht die Längsholmanordnung 27 aus einem einzigen
Längsholm, der hier stabförmig ausgebildet ist.
Es handelt sich vorzugsweise um einen Kohlefaserstab. Andere Materialien sind
aber ebenfalls denkbar. Als wichtig wird angesehen, dass die Längsholmanordnung 27 eine
ein Verbiegen weitestgehend vermeidende starre Struktur aufweist
und dennoch hoch belastbar ist, bei zugleich geringem Gewicht.
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Das
Fortbewegungsgerät 1 des Ausführungsbeispiels
ist mit einem Paar von Flügeleinheiten 7 ausgestattet.
Je nach Koplexität des Fortbewegungsgerätes können
auch mehrere solcher Paare von Flügeleinheiten 7 vorhanden
sein. Die Flügelanordnung 6 wäre im übrigen
auch im Zusammenhang mit Rotorsystemen einsetzbar.
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Zum
Ausführungsbeispiel lässt sich zusammenfassend
festhalten, dass es wird eine Flügelanordnung 6 zeigt,
die für den Antrieb eines Fortbewegungsgerätes 1 nutzbar
ist. Die Flügelanordnung 6 enthält mindestens
einen zu einer Schlagbewegung antreibbaren Schlagflügel 12,
der durch eine Längsholmanordnung 27 lokal abgestützt
wird. Die nicht abgestützten Berei che des Schlagflügels 12 können sich
beim Flügelschlag verformen, um einen Schub hervorzurufen.
Die Intensität und Richtung des Schubes kann dadurch beeinflusst
werden, dass die Längsholmanordnung 27 relativ
zum Schlagflügel 12 nach vorne oder nach hinten
verlagert und insbesondere verschwenkt wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - WO 2008/128780
A1 [0002]
- - EP 1196696 B1 [0003]