DE102020106225A1

DE102020106225A1 - Track or rail-guided vehicle with advanced aerodynamics

Info

Publication number: DE102020106225A1
Application number: DE102020106225.7A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-03-06
Filing date: 2020-03-06
Publication date: 2020-11-12

Abstract

Mindestens eine Karosserieanordnung (K) für ein schienen- oder spurgeführtes Fahrzeug (SF), diese mit einer Oberfläche (O), welche die Karosserieanordnung (K) hin zum Fluid Luft hin abgrenzt, wobei die Karosserieanordnung (K) bei Fahrt unter Relativbewegung zum Fluid Luft auf eben dieses eine Verdrängungswirkung ausübt und damit dem Luftmassenstrom in ihrer Umgebung ein richtungsgebendes Stromlinienfeld mit lokal verschiedenen Richtungen aufprägt, wobei sich die lokalen Richtungen des Stromlinienfeldes wiederum an dem Verlauf der Kontur der Oberfläche (O) der Karosserieanordnung (K) mit orientieren.wobei:in das Stromlinienfeld, das durch die Karosserieanordnung (K) auf das Fluid Luft in seiner Umgebung induziert wird, in einem ausgezeichneten Bereich, in dem zumindest die lokale Anströmung (A), auch bedingt durch den Verlauf der Kontur der Oberfläche (O) der Karosserieanordnung (K), abschnittsweise richtungsverschieden zur Fahrtrichtung (FR) ist, mindestens ein Flügelabschnitt (FA) eingebracht ist und vom Luftmassenstrom angeströmt wird, welcher• an der Karosserieanordnung (K) befestigt ist und• eine Quererstreckung in Form einer Spannweite (S) aufweist, und• dieser Flügelabschnitt (FA) zumindest in Richtung seiner Spannweite (S) im Verlauf zumindest abschnittsweise dem Verlauf der Kontur der Oberfläche (O) der Karosserieanordnung (K) nach entsprechend umgibt, und• über einen Großteil seiner Spannweite (S) ein Abstand (D) zur Oberfläche (O) der Karosserieanordnung (K) besteht so, dass er sowohl auf seiner Unterseite (US) - als auch auf seiner Oberseite (OS) von der Luft bei Fahrt umströmt werden kann so, dass dieser Flügelabschnitt (FA) unter lokaler Anströmung (A) dieses von der Fahrtrichtung (FR) richtungsverschiedenen Luftmassenstroms, eine solche resultierende Strömungskraft (SK) erzeugen kann, welche von ihrer Wirkrichtung in Fahrtrichtung (FR) geneigt ist und damit eine in Fahrtrichtung (FR) wirksame Kraftkomponente (VOR) enthält so, dass die in Fahrtrichtung (FR) wirksame Kraftkomponente (VOR) auf die Karosserieanordnung (K) entgegen ihrer Widerstandskraft (W) vortriebswirksam wirkt.At least one body arrangement (K) for a rail or track-guided vehicle (SF), this with a surface (O) which delimits the body arrangement (K) towards the fluid air, the body arrangement (K) moving with relative movement to the fluid Air exerts a displacement effect on this and thus imposes a directional streamline field with locally different directions on the air mass flow in its surroundings, the local directions of the streamline field in turn being based on the contour of the surface (O) of the body arrangement (K) : in the streamlined field, which is induced by the body arrangement (K) on the fluid air in its surroundings, in an excellent area in which at least the local flow (A), also due to the course of the contour of the surface (O) of the Body arrangement (K), in sections in different directions to the direction of travel (FR), at least one wing section (FA) is brought and is flowed against by the air mass flow, which • is attached to the body assembly (K) and • has a transverse extension in the form of a span (S), and • this wing section (FA) at least in the direction of its span (S) in the course at least partially the course of the contour of the surface (O) of the body arrangement (K) accordingly surrounds, and • over a large part of its span (S) a distance (D) to the surface (O) of the body arrangement (K) exists so that it is both on its underside (US) - as well as its upper side (OS) can be flowed around by the air while driving so that this wing section (FA) under local flow (A) this air mass flow, which is different from the direction of travel (FR), creates such a resulting flow force (SK) can generate, which is inclined from its effective direction in the direction of travel (FR) and thus contains a force component (VOR) effective in the direction of travel (FR) so that that in the direction of travel (FR) effective force component (VOR) acts on the body arrangement (K) against its resistance force (W) with effective propulsion.

Description

Es sind schienengeführte und spurgeführte Landfahrzeuge bekannt, die zum Beispiel im Eisenbahnverkehr dazu bestimmt sind, eine Transportaufgabe wahrzunehmen. Im überwiegenden Fall handelt es sich dabei um und dabei um Schienenfahrzeugenmit mindestens eine Lokomotive, hinter der nach Notwendigkeit eine Vielzahl von unmotorisierten Eisenbahnwagons bedarfsweise per lösbarer Kupplung gehängt werden können, wodurch ein Zugverband gebildet wird.Rail-guided and track-guided land vehicles are known which are intended, for example, in rail transport to perform a transport task. In the majority of cases, these are rail vehicles with at least one locomotive, behind which, if necessary, a large number of non-motorized railway wagons can be hung using a detachable coupling, thereby forming a train formation.

Des Weiteren sind, gerade zum Personentransport, Triebwagenzüge bekannt, die aus gekoppelten Gliedern bestehen, die im normalen Betrieb fest miteinander verbunden sind. Hierbei können die Motoren, die den Antrieb des Triebzuges bereit stellen, im Rahmen des Konzeptes der verteilten Antriebe über mehrere dieser Bestandglieder des Triebzuges verteilt sein (z.B. ICE 3 und 4). Es können aber auch in den Triebzügen nur einzelne Glieder bestehen, die über einen Antrieb zum Vortrieb verfügen (z.B. power cars), die dabei weitere unmotorisierten Bestandglieder des Zugverbandes mit sich bewegen (ICE 1 und 2).Furthermore, especially for passenger transport, multiple units are known which consist of coupled links that are firmly connected to one another during normal operation. The motors that provide the drive for the multiple unit can be distributed over several of these components of the multiple unit within the framework of the concept of distributed drives (e.g. ICE 3 and 4). However, there can also only be individual sections in the multiple units that have a drive for propulsion (e.g. power cars), which move other non-motorized components of the train set with them (ICE 1 and 2).

Solche Landfahrzeuge können auch spurgeführt Landfahrzeuge ausgeführt sein. Dazu kann der Antrieb komplett oder zum Teil im Fahrzeug integriert sein oder aber auch in der spurgeführten Trasse enthalten sein, so, wie das im Besonderen im Falle von Magnetschwebebahnen der Fall ist.Such land vehicles can also be track-guided land vehicles. For this purpose, the drive can be completely or partially integrated in the vehicle or it can also be included in the track-guided route, as is the case in particular in the case of magnetic levitation trains.

Gemeinsames Kennzeichen dieser spurgeführten Fahrzeuge ist es, dass sie über eine Karosserieanordnung K verfügen mit einer Oberfläche O, welche das spurgeführte Fahrzeug im Betrieb zum Fluid Luft hin abgrenzt.The common characteristic of these track-guided vehicles is that they have a body arrangement K with a surface O, which separates the track-guided vehicle from the fluid air during operation.

In den überwiegenden Fällen können diese spurgeführten Fahrzeuge wahlweise in eine der beiden Fahrtrichtungen des durch die Schienenführung vorgegebenen Richtungen bewegt werden. Werden diese Schienenfahrzeuge durch einen Zugführer gesteuert so weisen diese Schienenfahrzeuge im Allgemeinen mindestens in eine der beiden möglichen Fahrtrichtungen eine Führerkabine auf, in der der Zugführer untergebracht werden kann, von der aus er den in Betriebsrichtung vorliegenden Gleisstreckenabschnitt einsehen kann und in der er die notwendigen Bedienmittel zur Steuerung des Zuges vorfindet. Diese Führerkabine kann dabei an den Enden einer Lokomotive, eines Triebwagens oder eines motorisierten oder unmotorisierten Steuerwagens befinden oder eingebracht sein.In the majority of cases, these track-guided vehicles can optionally be moved in one of the two directions of travel of the direction specified by the rail guide. If these rail vehicles are controlled by a train driver, these rail vehicles generally have a driver's cab in at least one of the two possible directions of travel, in which the train driver can be accommodated, from which he can see the track section in the operating direction and in which he can use the necessary operating means to control the train. This driver's cab can be located at the ends of a locomotive, a railcar or a motorized or non-motorized control car.

Oft ist diese Führerkabine durch mindestens eine transparente oder teiltransparente Scheibe nach Außen hin abgeschlossen, um den Zugführer bei Fahrt vor dem Staudruck, der Luft und vor Wind und Witterung zu schützen, ihm gleichzeitig aber auch die Möglichkeit zu geben, den Bereich vor dem Zug zur Zugsteuerung wirksam einzusehen. Gerade bei schnellfahrenden Zügen ist der Bereich der Fahrerkabine, insbesondere auch die Abdichtung der Scheiben, speziell luftdruckgeschützt ausgeführt, so dass bei schnellen Tunneldurchfahrten im Innenraum der Führerkabine keine starken störenden Druckschwankungen auftreten können, die den Zugführer in seiner Arbeit relevant beeinträchtigen könnten.Often this driver's cab is closed off from the outside by at least one transparent or partially transparent pane in order to protect the train driver from the back pressure, the air and from wind and weather while driving, while at the same time giving him the opportunity to access the area in front of the train Effective view of train control. Particularly in the case of fast-moving trains, the area of the driver's cab, and in particular the sealing of the windows, is specially designed to be protected against air pressure, so that no strong, disruptive pressure fluctuations can occur in the interior of the driver's cab when driving through tunnels, which could affect the driver's work.

Des Weiteren sind auch spurgeführte Fahrzeuge, so zum Beispiel im Anbindungsverkehr zu Flughäfen bekannt, die autonom oder teilautonom betrieben werden können oder ferngesteuert betrieben werden können. Diese Fahrzeuge weisen zum Betrieb nicht unbedingt eine Führerkabine auf. Furthermore, track-guided vehicles are also known, for example in connection traffic to airports, which can be operated autonomously or partially autonomously or can be operated remotely. These vehicles do not necessarily have a driver's cab for operation.

Führerstandseinrichtungen sind dann im Zug gar nicht vorhanden oder außerhalb des Zuges an einer anderen Stelle lokalisiert.Driver's cab facilities are then not available on the train or are located at a different location outside the train.

Gemeinsames Kennzeichen dieser Schienenfahrzeuge (z.B. Lokomotiven, Züge, Triebzüge, Steuerwagen und Magnetschwebebahnen) ist es, das sie bei Fahrt in eine der beiden Fahrtrichtungen, des durch die Schienen- bzw. Spurführung vorgegebenen Richtungen, am Kopf des Fahrzeuges oder Fahrzeugverbundes eine Zugfront aufweisen, die im Fahrbetrieb von der Anströmung her der Luftströmung unmittelbar zuerst ausgesetzt ist.The common characteristic of these rail vehicles (e.g. locomotives, trains, multiple units, control cars and magnetic levitation trains) is that they have a train front at the head of the vehicle or vehicle group when driving in one of the two directions of travel, the direction given by the rail or track guidance, which is directly exposed to the air flow from the air flow when driving.

Diese Front des spurgeführten Fahrzeuges übt bei Fahrt eine Verdrängungswirkung auf die umgebende Luft der Atmosphäre aus. Als Resultat ergibt sich für das Fahrzeug in der Wirkung ein Luftwiderstand, wobei dieser in guter Näherung vom Quadrat der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges abhängig ist. Das bedeutet, dass gerade spurgeführte Fahrzeuge, die bei hoher Geschwindigkeit betrieben werden, wie Personenzüge oder Hochgeschwindigkeitszüge, einen vergleichsweise großen Luftwiderstand erfahren, wobei dieser Luftwiderstand bezüglich der Wirkung der Antriebskraft des Fahrzeuges richtungsmäßig entgegengesetzt ist. In diesem Sinne beeinflußt der Luftwiderstand auch den notwendigen Antriebsbedarf des Fahrzeuges für eine festgelegte Transportaufgabe bei einer bestimmten Geschwindigkeit.This front of the track-guided vehicle exerts a displacement effect on the surrounding air of the atmosphere when driving. The result is an air resistance for the vehicle, which is a good approximation depending on the square of the vehicle's driving speed. This means that track-guided vehicles that are operated at high speed, such as passenger trains or high-speed trains, experience a comparatively large amount of air resistance, this air resistance being opposite in direction to the effect of the driving force of the vehicle. In this sense, the air resistance also influences the drive requirement of the vehicle for a specified transport task at a certain speed.

Wenngleich der Rollwiderstand bei schienengeführten Fahrzeugen im Normalfall erheblich größer ist, so spielt der Luftwiderstand trotzdem eine wichtige Rolle, insbesondere dann, wenn die Fahrzeuge bei großer Geschwindigkeit verkehren. In einem solchen Fall, so z.B. bei Hochgeschwindigkeitszügen kann der Luftwiderstand sogar limitierend für die erreichbare Höchstgeschwindigkeit sein.Although the rolling resistance in rail-guided vehicles is normally considerably greater, air resistance still plays an important role, especially when the vehicles are traveling at high speed. In such a case, e.g. In the case of high-speed trains, the air resistance can even limit the maximum speed that can be achieved.

Somit ist es sowohl im Hinblick auf einen geringen Energiebedarf und damit den Betriebskosten des Fahrzeuges, als auch im Hinblick auf die erreichbare Höchstgeschwindigkeit günstig, den Luftwiderstand des spur- bzw. schienengeführten Fahrzeuges zu senken.It is therefore advantageous, both with regard to a low energy requirement and thus the operating costs of the vehicle, as well as with regard to the maximum speed that can be achieved, to reduce the air resistance of the track-guided or rail-guided vehicle.

Daher stellt sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe den Luftwiderstand von spur- oder schienengeführten Fahrzeugen FZ vorteilhaft zu verbessern und ein Fahrzeug neuerer Bauart zu erschaffen, welches eines vorteilhaft verminderten Antriebsbedarfes bedarf, weniger Energie braucht, günstige Betriebskosten aufweist, aus mehr Leistung schöpfen kann sowie verträglichere Umweltauswirkungen an den Tag legt.The present invention therefore has the task of advantageously improving the air resistance of track-guided or rail-guided vehicles FZ and of creating a vehicle of a newer design which advantageously requires less drive, requires less energy, has low operating costs, can draw from more power and is more compatible Exhibits environmental impact.

Dem Stande der Technik nach ist es bekannt die Front des Fahrzeuges von ihrer Formgebung entsprechend aerodynamisch günstig zu gestalten, um einen geringen Form- und Druckwiderstand zu erreichen. So sind an der Front des Fahrzeuges insbesondere die Seiten des Fahrzeuges, die Dachpartie und die untere Frontpartie entsprechend abgeschrägt bzw. abgerundet ausgeführt. Auf dieser Weise kann der Luftmassenstrom, den das Fahrzeug während der Fahrt an der Front erreicht, das Fahrzeug besser umspülen und der Luftmassenstrom kann das Fahrzeug an den Seiten, oben und unten besser passieren.According to the state of the art, it is known to design the shape of the front of the vehicle in a correspondingly aerodynamically favorable manner in order to achieve a low form and pressure resistance. In particular, the sides of the vehicle, the roof section and the lower front section are designed accordingly beveled or rounded at the front of the vehicle. In this way, the air mass flow that the vehicle reaches at the front while driving can better wash around the vehicle and the air mass flow can better pass the vehicle on the sides, top and bottom.

Auch bei Flugzeugen ist eine gute Aerodynamik für die Leistungsfähigkeit und für die grundsätzliche Funktionsfähigkeit von maßgeblicher Bedeutung und auch hier besteht ein wichtiges Auslegungsziel darin, den Luftwiderstand des Flugzeuges im Betrieb möglichst klein zu halten. In der Luftfahrt sind Winglets bekannt, deren Wirkungsweise an dieser Stelle näher erläutert werden soll.In the case of aircraft, too, good aerodynamics are of decisive importance for the performance and for the basic functionality, and here, too, an important design goal is to keep the air resistance of the aircraft as low as possible during operation. Winglets are known in aviation, the mode of action of which will be explained in more detail at this point.

Bei einem Flugzeug erzeugt eine Tragflächenanordnung den für den Flug notwendigen Auftrieb des Flugzeuges. Dabei wird die Tragflächenanordnung im Flug durch die Relativbewegung zum Fluid Luft angeströmt. Durch die spezielle Formgebung der Tragfläche wird in vertikaler Richtung eine Auftriebskraft erzeugt, die der Eigengewichtskraft des Flugzeuges entgegenwirkt und damit das Flugzeug trägt.In an aircraft, a wing arrangement generates the lift of the aircraft necessary for flight. The air flow relative to the fluid flows against the wing arrangement in flight. Due to the special shape of the wing, a lift force is generated in the vertical direction, which counteracts the weight of the aircraft itself and thus carries the aircraft.

Diese Auftriebskraft ergibt sich durch geeignete geometrische Profilgebung der Tragfläche im jeweiligen 2-dimensionalen Profilschnitt der Tragfläche mit einem geeigneten Flügelprofil. Zur Erzeugung der aerodynamischen Auftriebskraft ist das Profil im Profilquerschnitt dabei zur Anströmrichtung der Luft in einem Anstellwinkel angestellt und/oder das Profil weist im Profischnitt eine relevante Wölbung auf. Die Wölbung kann beispielsweise durch die Skelettlinie im Profischnitt verdeutlicht werden. Das Profil wird dabei zusätzlich eine geeignete kontinuierliche Dickenverteilung entlang seiner Profilerstreckung in Tiefenrichtung im Profilschnitt auf.This lift force results from suitable geometrical profiling of the wing in the respective 2-dimensional profile section of the wing with a suitable wing profile. To generate the aerodynamic lift force, the profile in the profile cross-section is set at an angle of attack to the direction of flow of the air and / or the profile has a relevant curvature in the profile section. The curvature can be made clear, for example, by the skeleton line in the profile section. The profile will also have a suitable continuous thickness distribution along its profile extension in the depth direction in the profile section.

Im Profilschnitt führt diese geeignete Ausformung des Profils bei einem Flugzeug dazu, dass sich bei geeigneter Anströmung auf der Oberseite in Bezug zum Außendruck der freien Anströmung ein Unterdruck aufbaut und respektive auf der Unterseite des Profils ein Überdruck im Relation zum Druck der freien Anströmung entsteht. Zusammen führt dies in der Theorie zur Ausformung einer aerodynamischen Kraft, die zunächst senkrecht d. h. genau im rechten Winkel auf dem Vektor der Anströmung des Profils steht und an der Tragfläche eines Flugzeuges genutzt wird, um die Auftriebskraft des Flugzeuges zu erbringen.In the profile section, this suitable shape of the profile in an aircraft leads to a negative pressure building up on the upper side in relation to the external pressure of the free oncoming flow and, respectively, on the underside of the profile, an overpressure in relation to the pressure of the free oncoming flow. Together, in theory, this leads to the formation of an aerodynamic force, which is initially perpendicular d. H. is exactly at right angles to the vector of the flow towards the profile and is used on the wing of an aircraft to generate the lift force of the aircraft.

In der Realität führen jedoch die Widerstandkräfte, die am Profil und an der Tragfläche wirken, bekannter Weise dazu, dass der Vektor der resultierenden Luftkraft einen Winkel zum Vektor der örtlichen Anströmung im Profilschnitt ausbildet, der etwas größer als 90 Grad ist, was heißt, dass die der Vektor der resultierenden Anströmung sowohl im zweidimensionalen Profilschnitt als auch an der 3-dimensionalen Tragfläche um wenige Winkelgrade leicht nach hinten gekippt ist, was dem aerodynamischen Eigenwiderstand der Tragfläche geschuldet ist.In reality, however, the drag forces that act on the profile and the wing lead, as is known, to the fact that the vector of the resulting air force forms an angle to the vector of the local flow in the profile section that is slightly greater than 90 degrees, which means that that the vector of the resulting flow is tilted slightly backwards by a few degrees of angle both in the two-dimensional profile section and on the 3-dimensional wing, which is due to the aerodynamic inherent resistance of the wing.

Im dreidimensionalen Strömungsbild der Tragfläche des Flugzeuges kommt es dann in der Gesamtheit auf der Oberseite der Tragfläche zur Ausformung eines Unterdruckes im Bezug zum Umgebungsdruck der freien und ungestörten Anströmung, im Bereich der Unterseite der Tragfläche entsteht dabei ein Überdruckgebiet gemessen an dem Druck der freien und ungestörten Anströmung. Dies beides führt zur Ausbildung einer Auftriebskraft an der Tragfläche, die das Flugzeug im Fluge wirksam trägt.In the three-dimensional flow pattern of the wing of the aircraft, a partial vacuum is formed on the upper side of the wing in relation to the ambient pressure of the free and undisturbed flow, in the area of the underside of the wing there is an overpressure area measured by the pressure of the free and undisturbed Inflow. Both of these lead to the development of a lift force on the wing, which effectively carries the aircraft in flight.

Bei der Erzeugung der Auftriebskraft des Flugzeuges an der Tragfläche entsteht jedoch ein weiterer wesentlicher Randeffekt, der für die Erklärung der Wirkungsweise von Winglets wichtig ist, welche bei Flugzeugen dafür bekannt sind, den Luftwiderstand des Flugzeuges wirksam wie vorteilhaft senken zu können.When generating the lift force of the aircraft on the wing, however, another essential edge effect arises, which is important for explaining the mode of action of winglets, which are known in aircraft for being able to effectively and advantageously lower the air resistance of the aircraft.

Da die Tragfläche des Flugzeuges in Spannweitenrichtung aus Handhabungsgründen am Boden eine begrenzte Erstreckung einnehmen muss, versucht die Luft an den beiden Tragflächenenden einen Druckausgleich zwischen dem Überdruck auf der Unterseite der Tragfläche und dem Unterdruck auf der Oberseite herzustellen. Dabei ergibt sich eine Strömung und Geschwindigkeitskomponente, die vom Überdruck auf der Unterseite zum Unterdruck auf der Oberseite gerichtet ist. Auf der Oberseite der Tragfläche führt dies zu einer Geschwindigkeitskomponente in Spannweitenrichtung, d.h. eine Geschwindigkeit, die in etwa quer zur Flugrichtung und von der Tragflächenspitze zum Rumpf des Flugzeuges hin gerichtet ist. Überlagert man diese zusätzliche Geschwindigkeitskomponente, die durch die Funktion der 3-dimensionalen und endlichen Tragflächen entsteht, mit der Eigenfluggeschwindigkeit des Flugzeuges gegenüber der Luft, die ja bekanntermaßen Voraussetzung dafür ist, dass überhaupt im Flug an den Tragflächen eine Auftriebskraft erzeugt wird, so ergibt sich an den Tragflächenspitzen eine resultierende Anströmung, die schräg von der Seite, d. h. in einem Winkel zur Flugrichtung des Flugzeuges erfolgt.Since the wing of the aircraft has to take up a limited extent on the ground for handling reasons, the air at the two wing ends tries to equalize the pressure between the overpressure on the underside of the wing and the negative pressure on the top. This results in a flow and speed component that is directed from the overpressure on the underside to the underpressure on the top. On the top of the wing, this leads to a speed component in the spanwise direction, ie a speed which is directed approximately transversely to the direction of flight and from the wing tip to the fuselage of the aircraft. If you superimpose this additional speed component, which is created by the function of the 3-dimensional and finite wings, with the aircraft's own flight speed compared to the air, which is known to be a prerequisite for generating a lift force on the wings at all during flight a resulting flow at the wing tips, which occurs obliquely from the side, ie at an angle to the flight direction of the aircraft.

Winglets sind nun Anformungen an die Tragflächenenden des Flugzeuges, die die Ebene des Flügels in einem Winkel abgeknickt in vertikaler Richtung, meist nach oben hin, verlassen. Sie stellen selbst kleine Tragflächen dar, die aerodynamisch in einer anderen geometrischen Ebene als der Flügelebene arbeiten. In ihrem jeweiligen 2-dimensionalen Profilschnitten sind Winglets ähnlich wie Tragflächen mit geeigneten Tragflügelprofilen profiliert, die durch geometrischer Anstellung im Winkel gegenüber der Anströmungsgeschwindigkeit und/ oder Wölbung dazu geeignet sind ähnlich einem Auftrieb eine wirksame aerodynamische und gerichtete Strömungskraft zu erzeugen.Winglets are now formed on the wing ends of the aircraft, which leave the plane of the wing bent at an angle in the vertical direction, usually upwards. They themselves represent small wings that work aerodynamically in a different geometric plane than the plane of the wing. In their respective 2-dimensional profile sections, winglets are profiled similar to airfoils with suitable airfoil profiles, which are suitable to generate an effective aerodynamic and directed flow force similar to a lift by being geometrically positioned at an angle to the flow velocity and / or curvature.

Gemäß des Leitsatzes der Aerodynamik entsteht dabei die Strömungskraft, die beispielweise als Auftrieb genutzt werden kann, grundsätzlich senkrecht zum Vektor der aerodynamischen Geschwindigkeitsanströmung der Tragfläche. Durch den Eigenluftwiderstand des Winglets ist dieser Vektor in Wirklichkeit etwas nach hinten gekippt so, dass der Winkel der erzeugten resultierenden Luftkraft durch das Winglet zur aerodynamischen Anströmung etwas mehr als 90 Grad ausmacht.According to the guiding principle of aerodynamics, the flow force, which can be used as lift, for example, arises basically perpendicular to the vector of the aerodynamic velocity inflow of the wing. Due to the winglet's own air resistance, this vector is actually tilted backwards a little so that the angle of the resulting air force generated by the winglet to the aerodynamic flow is a little more than 90 degrees.

Winglets, die ja bekanntlich an den Tragflächenenden der Tragfläche angebracht sind, nutzen nun die Schräganströmung, die, wie eingangs beschrieben, im Bereich der Tragflächenenden herrscht, gezielt aus, um den Luftwiderstand des Flugzeuges vorteilhaft herabzusenken.Winglets, which are known to be attached to the wing ends of the wing, now use the inclined flow which, as described above, prevails in the area of the wing ends, in order to advantageously lower the air resistance of the aircraft.

Dafür sind die Winglets in Bezug zur relevanten aerodynamischen Anströmung entsprechend absichtlich ausgerichtet und so von ihrem Einstellwinkel an den Tragflächenenden positioniert, dass sie bei Anströmung mit der relevanten Geschwindigkeitsrichtung, die ja, wie beschrieben schräg von der Seite her erfolgt und damit die Anströmung einen Winkel zur Flugrichtung einnimmt, eine resultierende Luftkraft erzeugen, die eine Kraftkomponente in Flugrichtung des Flugzeuges enthält und damit für das Flugzeug vortriebswirksam wirkt.For this purpose, the winglets are intentionally aligned in relation to the relevant aerodynamic inflow and positioned at their angle of incidence on the wing ends in such a way that when the inflow occurs at the relevant speed direction, which, as described, occurs at an angle from the side and thus the inflow at an angle to Direction of flight assumes, generate a resulting air force which contains a force component in the direction of flight of the aircraft and thus has a propulsive effect for the aircraft.

Anders ausgedrückt sind die Winglets als kleine Tragflächen so im Bezug auf die Flugrichtung gekippt angebracht, dass sie vor dem Hintergrund der Schräganströmung an den Tragflächenenden - abgesehen von ihrem Anstellwinkel der Anströmung - durch ihrer gekippte Position annähernd gerade angeströmt werden und dabei eine resultierende Strömungskraft erzeugen, die gemäß dem Leitsatz der Aerodynamik ungefähr im 90 Grad Winkel auf der Anströmung steht. Durch die gekippte Position der Winglets in Bezug zur Flugrichtung ist die resultierend Luftkraft, die sich in der Realität in einem Winkel von etwas mehr als 90 Grad zur Anströmung ausbildet, ebenfalls in Flugrichtung gekippt und enthält damit eine maßgeblich wirksame Kraftkomponente, die in Flugrichtung gerichtet ist und widerstandsabschwächend und somit vortriebwirksam und damit leistungssteigernd für das Luftfahrzeug wirkt.In other words, as small wings, the winglets are tilted in relation to the direction of flight so that against the background of the inclined flow at the wing ends - apart from their angle of incidence of the flow - they are almost straight flow through their tilted position and thereby generate a resulting flow force, which, according to the principle of aerodynamics, is at an angle of approximately 90 degrees on the flow. Due to the tilted position of the winglets in relation to the direction of flight, the resulting air force, which in reality develops at an angle of slightly more than 90 degrees to the flow, is also tilted in the direction of flight and thus contains a significantly effective force component that is directed in the direction of flight and has a drag-reducing effect and thus has an effective propulsion effect and thus increases the performance of the aircraft.

Die Nutzung von aerodynamischer Schräganströmung zur Erzeugung einer aerodynamisch vortriebserzeugenden Kraft für ein Fahrzeug ist generell für die Erklärung der folgenden Erfindung förderlich.The use of aerodynamic inclined flow to generate an aerodynamic propulsion-generating force for a vehicle is generally beneficial for explaining the following invention.

Wie eingangs beschrieben verfügt das Straßenfahrzeug über eine formgebende Außenhaut, oft auch als Karosserie bezeichnet, die das Fahrzeug im Betrieb zum umgebenden und bewegten Fluid hin nach außen abgrenzt.As described at the beginning, the road vehicle has a shaping outer skin, often also referred to as a body, which, during operation, delimits the vehicle to the outside from the surrounding and moving fluid.

Grundsätzlich ist es bei Bewegung des Fahrzeuges durch die Luft dabei so, dass die Stromlinien, die die Richtungsabfolge des des Fahrzeuges umgebenden Luftstroms anzeigen, sich an der Kontur und Formgebung der Außenhaut orientieren.Basically, when the vehicle moves through the air, the streamlines that indicate the sequence of directions of the air stream surrounding the vehicle are based on the contour and shape of the outer skin.

Da sich die Formgebung der Außenhaut auch maßgeblich danach richtet, dass im Fahrzeuginnenraum genügend Volumen für Fahrer, Mitfahrer, Innenraum, Antrieb, Technik und Zuladung bereit gestellt wird, übt die geometrische Gestaltform des Fahrzeuges, die durch die Außenbegrenzung des Fahrzeuges ersichtlich wird, bei Bewegung durch die Luft eine Verdrängungswirkung auf die umgebende Luft aus.Since the shape of the outer skin is also largely based on the fact that there is enough space in the vehicle interior for the driver, passengers, interior, drive, technology and load, the geometric shape of the vehicle, which is evident from the outer boundary of the vehicle, exercises when moving the air has a displacement effect on the surrounding air.

In diesem Zusammenhang wird die Luft bekanntermaßen um das Fahrzeug herum geführt. Das wiederum führt dazu, dass um die Außenhaut des Fahrzeuges Bereiche mit Luftströmen existieren, in denen der Luftstrom in der Umgebung der Außenhaut des Fahrzeuges in eine Richtung strömen muss, die von der Fahrtrichtung des Fahrzeuges maßgeblich abweicht und in denen insbesondere der Luftstrom um das Fahrzeug im Winkel maßgeblich nicht parallel zur Fahrtrichtung des Fahrzeuges orientiert ist.In this context, as is known, the air is guided around the vehicle. This in turn means that around the outer skin of the vehicle there are areas with air flows in which the air flow in the vicinity of the outer skin of the vehicle must flow in a direction which deviates significantly from the direction of travel of the vehicle and in which in particular the air flow around the vehicle the angle is essentially not oriented parallel to the direction of travel of the vehicle.

Da die Stromlinien das Richtungsfeld des Luftstromes bei Umströmung um die Außenhaut des Fahrzeuges anzeigen, gilt auch für die Stromlinien, dass es Bereiche um die formgebende Außenhaut des Fahrzeuges geben muss, in denen ebenso wie der Luftstrom, die umgebenden Stromlinien zumindest abschnittsweise an einer deutlich abweichenden Richtung ausgerichtet sind als der Fahrtrichtung.Since the streamlines define the directional field of the air flow when it flows around the outer skin of the Show the vehicle, it also applies to the streamlines that there must be areas around the shaping outer skin of the vehicle in which, like the airflow, the surrounding streamlines are at least partially aligned in a direction that is significantly different from the direction of travel.

Zusammenfassend bedeutet dies, dass in Abhängigkeit der Kontur der Außenhaut zumindest abschnittsweise Stromlinien und Fahrtrichtung zueinander einen deutlichen Winkel zueinander bilden. Es bedeutet zugleich, weil die Stromlinien den Richtungsverlauf des Luftstroms anzeigen, dass natürlich der das Fahrzeug umgebende Luftstrom zumindest abschnittsweise ebenso einen merkbaren Winkel zur Fahrtrichtung ausbildet.In summary, this means that depending on the contour of the outer skin, at least in sections, streamlines and direction of travel form a clear angle to one another. At the same time, because the streamlines indicate the direction of the air flow, it means that the air flow surrounding the vehicle naturally also forms a noticeable angle to the direction of travel, at least in sections.

Gemäß eines ersten Aspektes der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch eine Karosserieanordnung K für ein spur- oder schienengeführtes Fahrzeug der folgenden Art:According to a first aspect of the invention, the object is achieved by a body arrangement K for a track-guided or rail-guided vehicle of the following type:

Mindestens eine Karosserieanordnung K, diese mit einer Oberfläche O, welche die Karosserieanordnung K hin zum Fluid Luft hin abgrenzt, wobei die Karosserieanordnung K bei Fahrt unter Relativbewegung zum Fluid Luft auf dieses eben eine Verdrängungswirkung ausübt und damit dem Luftmassenstrom in ihrer Umgebung ein richtungsgebendes Stromlinienfeld mit lokal verschiedenen Richtungen aufprägt, wobei sich die lokalen Richtungen des Stromlinienfeldes wiederum an dem Verlauf der Kontur der Oberfläche O der Karosserieanordnung K mit orientieren.
wobei:

in das Stromlinienfeld, das durch die Karosserieanordnung K auf das Fluid Luft in seiner Umgebung induziert wird, in einem ausgezeichneten Bereich, in dem zumindest die lokale Anströmung A, auch bedingt durch den Verlauf der Kontur der Oberfläche O der Karosserieanordnung K, abschnittsweise richtungsverschieden zur Fahrtrichtung FR ist, mindestens ein Flügelabschnitt FA eingebracht ist und vom Luftmassenstrom angeströmt wird, welcher

• an der Karosserieanordnung K befestigt ist und
• eine Quererstreckung in Form einer Spannweite S aufweist, und
• dieser Flügelabschnitt FA zumindest in Richtung seiner Spannweite S im Verlauf zumindest abschnittsweise dem Verlauf der Kontur der Oberfläche O der Karosserieanordnung K nach entsprechend gekrümmt umgibt
• über einen Großteil seiner Spannweite S ein Abstand D zur Oberfläche O der Karosserieanordnung K besteht so, dass er sowohl auf seiner Unterseite US - als auch auf seiner Oberseite OS von der Luft bei Fahrt umströmt werden kann so,

dass dieser Flügelabschnitt FA unter lokaler Anströmung A dieses von der Fahrtrichtung FR richtungsverschiedenen Luftmassenstroms, eine solche resultierende Strömungskraft SK erzeugen kann, die von ihrer Wirkrichtung in Fahrtrichtung FR geneigt ist und damit eine in Fahrtrichtung FR wirksame Kraftkomponente VOR enthält so, dass die in Fahrtrichtung FR wirksame Kraftkomponente VOR auf die Karosserieanordnung K entgegen ihrer Widerstandskraft W vortriebswirksam wirkt.At least one body arrangement K, this one with a surface O, which delimits the body arrangement K towards the fluid air, the body arrangement K exerting a displacement effect on the fluid air when moving with relative movement and thus the air mass flow in its surroundings with a directional streamline field locally different directions are imprinted, the local directions of the streamline field in turn being based on the course of the contour of the surface O of the body arrangement K.
in which:

into the streamlined field, which is induced by the body arrangement K on the fluid air in its surroundings, in an excellent area in which at least the local flow A, also due to the course of the contour of the surface O of the body arrangement K, in sections with different directions to the direction of travel FR, at least one wing section FA is introduced and the air mass flow flows against which

• is attached to the body assembly K and
• has a transverse extension in the form of a span S, and
• surrounds this wing section FA at least in the direction of its span S in the course at least in sections according to the course of the contour of the surface O of the body arrangement K in a correspondingly curved manner
• Over a large part of its span S there is a distance D to the surface O of the body arrangement K such that the air can flow around it both on its underside US and on its upper side OS while driving,

that this wing section FA under local flow A of this air mass flow which is different in direction from the direction of travel FR can generate such a resulting flow force SK which is inclined from its effective direction in the direction of travel FR and thus contains a force component VOR effective in the direction of travel FR so that the in the direction of travel FR effective force component VOR acts on the body arrangement K against its resistance force W in a propulsive manner.

Gemäß eines zweiten Aspektes der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch die Erzeugung einer Vortriebskraft VOR für ein spur- oder schienengeführtes Fahrzeug der folgenden Ausprägung:

Erzeugung von Vortrieb VT durch zumindest einen, die Karosserieanordnung K zumindest abschnittsweise umgebenden, und an ihr angebundenen Flügelabschnitt FA durch Anströmung dieses mindestens einen Flügelabschnittes FA bei Fahrt durch das Fluid Luft mit einer von der Fahrtrichtung FR richtungsverschiedenen lokalen Anströmung A durch das insbesondere von der Karosserieanordnung K im Fluid Luft in der Umgebung induzierte richtungsgebendes Stromlinienfeld.
Erfindungsgemäß wird nun genau in einem solchen Bereich, in dem der Luftstrom bzw. die die Richtung des Luftstroms indizierenden Stromlinien bei Umströmung der Kontur der Außenhaut des Fahrzeuges einen deutlichen Winkel zur Betriebsrichtung des Fahrzeuges bilden, zumindest ein Flügelabschnitt eingebracht.

According to a second aspect of the invention, the object is achieved by generating a propulsive force VOR for a track-guided or rail-guided vehicle of the following form:

Generation of propulsion VT by at least one wing section FA, which surrounds the body arrangement K at least in sections and is connected to it, by flowing onto this at least one wing section FA when traveling through the fluid air with a local flow A, which is different from the direction of travel FR, through the in particular from the body arrangement K in the fluid air in the environment induced directional streamline field.
According to the invention, at least one wing section is introduced in precisely such an area in which the air flow or the streamlines indicating the direction of the air flow when flowing around the contour of the outer skin of the vehicle form a clear angle to the operating direction of the vehicle.

Dieser Flügelabschnitt abschnitt wird in einem Abstand zur Außenhaut des Fahrzeuges angebracht, so, dass er sowohl an seiner Außenseite, als auch an seiner Innenseite vom dem das Fahrzeug umgebenden Luftmassenstrom im Fahrbetrieb umspülend umströmt wird. Kennzeichnend ist weiterhin, dass der Flügelabschnitt so angeordnet ist, dass ein Luftmassenstrom zwischen der Innenseite des Flügelabschnittes und der Außenhaut des Fahrzeuges passieren kann. Weiterhin wird der Flügelabschnitt zumindest abschnittsweise frei vom Luftstrom umströmt, dass heißt ein Luftmassenstrom, der die Innenseite des Tragflächenabschnittes bis zu Hinterkante passiert, trifft hinter der Hinterkante des Flügelabschnittes auf den Luftmassenstrom, der den Flügelabschnitt auf der Außenseite passiert. Vorder- und Hinterkante des Flügelabschnittes werden also somit umströmt.This wing section is attached at a distance from the outer skin of the vehicle so that the air mass flow surrounding the vehicle flows around it while driving, both on its outside and on its inside. It is also characteristic that the wing section is arranged such that an air mass flow can pass between the inside of the wing section and the outer skin of the vehicle. Furthermore, the air flow flows around the wing section at least in sections, i.e. an air mass flow that passes the inside of the wing section up to the trailing edge meets the air mass flow behind the trailing edge of the wing section, which passes the wing section on the outside. The flow around the leading and trailing edges of the wing section is therefore carried out.

Dieser Flügelabschnitt wird dabei in Abhängigkeit von der Kontur der Außenhaut, die dem Luftmassenstrom im Wesentlichen ihrer Strömungsrichtung erteilt, von seinem Einstellwinkel so ausgerichtet, dass er mit der, zumindest abschnittsweisen zur Fahrtrichtung des Fahrzeuges im Winkel verschiedenene aerodynamischen Anströmung, die er durch seine geeignete Anbringung im Strömungsfeld des Fahrzeuges erfährt, eine resultierende Strömungskraft ausbildet, welche eine wirksame Kraftkomponente in Betriebsrichtung des Fahrzeuges umfasst.This wing section is oriented depending on the contour of the outer skin, which gives the air mass flow essentially its flow direction, of its angle of incidence so that it is with the, at least in sections at an angle to the direction of travel of the vehicle, different aerodynamic flow, which it is due to its suitable attachment experiences in the flow field of the vehicle, forms a resulting flow force which comprises an effective force component in the operating direction of the vehicle.

Kennzeichen der Erfindung ist es dabei, dass die Vortriebskraft, die durch das Tragflächenelement erzeugt wird größer ist als der Eigenluftwiderstand des Flügelabschnittes samt seiner Befestigungen, so, dass sich eine resultierende Luftkraft ergibt, die eine Kraftkomponente umfasst, die in Fahrtrichtung des Fahrzeuges gerichtet ist und somit aktiv widerstandsabschwächend, vortriebserzeugend und damit leistungssteigernd wirkt.A characteristic of the invention is that the propulsive force generated by the wing element is greater than the air resistance of the wing section including its attachments, so that a resulting air force results that includes a force component that is directed in the direction of travel of the vehicle and thus actively reducing resistance, generating propulsion and thus increasing performance.

Der Flügelabschnitt ist dabei so mit dem Fahrzeug verbunden, dass sich zumindest die aus der Strömungskraft des Tragflächenelementes wirksame Vortriebskraft im Fahrbetrieb auf das Fahrzeug übertragen läßt. Dabei kann der Flügelabschnitt beispielsweise strukturell mit dem Fahrzeug verbunden sein. Auch können Gelenke und Lager benutzt werden so, dass sich die in Betriebsrichtung des Fahrzeuges erzeugte Vortriebskraft auf das Fahrzeug überträgt, andere Kräfte aber keinen Eingang in die Fahrzeugstruktur finden.The wing section is connected to the vehicle in such a way that at least the propulsive force effective from the flow force of the wing element can be transmitted to the vehicle during driving. The wing section can for example be structurally connected to the vehicle. Joints and bearings can also be used in such a way that the propulsive force generated in the operating direction of the vehicle is transferred to the vehicle, but other forces do not find their way into the vehicle structure.

Der erfindungsgemäße Flügelabschnitt kann dabei an verschiedenen Stellen am Fahrzeug positioniert sein.The wing section according to the invention can be positioned at different points on the vehicle.

In einer bevorzugten Ausführungsform befindet sich zumindest eins eines solchen Flügelabschnitt ähnlich wie ein Dachspoiler im Bereich des Daches eines Fahrzeuges installiert. Der zumindest eine Flügelabschnitt ist dabei in einem Abstand zur Fahrtrichtung schrägen Außenkontur des Dachspoilers installiert. Durch die Neigung des Dachspoilers und durch die Strömungsführung in einem bedeutenden Winkel zur Fahrtrichtung ist die durch den zumindest einen Flügelabschnitt erzeugte Vortriebskraft bedeutend wirksam. Diese Ausführungsform lässt sich besonders gut an Triebwagen, aber auch an Magnetschwebebahnnen installieren.In a preferred embodiment, at least one such wing section is installed in the area of the roof of a vehicle, similar to a roof spoiler. The at least one wing section is installed at a distance from the direction of travel inclined outer contour of the roof spoiler. Due to the inclination of the roof spoiler and the flow guidance at a significant angle to the direction of travel, the propulsive force generated by the at least one wing section is significantly effective. This embodiment can be installed particularly well on railcars, but also on magnetic levitation trains.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform befindet sich zumindest ein Paar solcher Flügelabschnitte als Seitenspoiler installiert. Auch seitlich muss die Strömung um das Fahrzeug herumgelenkt werden, was zu einer Richtungsänderung der Strömung führt. Im begrenzten Maße wird die Strömung durch die Kontur des Fahrzeuges am Heck auch wieder zusammengeführt.In a further preferred embodiment, at least one pair of such wing sections is installed as a side spoiler. The flow must also be deflected sideways around the vehicle, which leads to a change in direction of the flow. To a limited extent, the flow is brought together again by the contour of the vehicle at the rear.

Das zumindest eine Paar von Flügelabschnitten ist dabei links und rechts, an beiden Seiten des Fahrzeuges, in einem Abstand zu der - zur Fahrtrichtung schrägen seitlichen Außenkontur - des Fahrzeuges installiert. Durch die Neigung der Seitenkontur und durch die Strömungsführung in einem bedeutenden Winkel zur Fahrtrichtung ist die durch das zumindest eine Paar von Flügelabschnitten erzeugte Vortriebskraft für das Fahrzeug bedeutend wirksam. Diese Anwendungsmöglichkeit ließe sich vorzugsweise jeweils im seitlichen Front- und Heckbereich des Fahrzeuges installieren.The at least one pair of wing sections is installed on the left and right, on both sides of the vehicle, at a distance from the lateral outer contour, which is inclined to the direction of travel, of the vehicle. Due to the inclination of the side contour and the flow guidance at a significant angle to the direction of travel, the propulsive force generated by the at least one pair of wing sections is significantly effective for the vehicle. This possible application can preferably be installed in the lateral front and rear areas of the vehicle.

In einer bevorzugten beispielhaften Anwendungsform könnte zumindest ein solches Paar von Flügelabschnitten an der Seite des spur- oder schienengeführten Fahrzeuges installiert sein, um den Luftwiderstand signifikant zu vermindern. Dies bietet sich besonders im Frontbereich an.In a preferred exemplary embodiment, at least one such pair of wing sections could be installed on the side of the track-guided or rail-guided vehicle in order to significantly reduce air resistance. This is particularly useful in the front area.

In einer weiteren bevorzugten Anwendungsform könnte zumindest ein solches Paar von Flügelabschnitten in dem Bereich installiert werden in dem eine seitliche Vergrößerung bei der Breite des Fahrzeuges stattfindet. Dies kann auch bei Dachaufbauten beispielsweise für Klimaanlagen oder Stromabnehmer der Fall sein. Auch hier könnten die Flügelabschnitte installiert werden, um den Luftwiderstand signifikant zu vermindern.In a further preferred embodiment, at least one such pair of wing sections could be installed in the area in which there is a lateral increase in the width of the vehicle. This can also be the case with roof structures, for example for air conditioning systems or pantographs. Again, the wing sections could be installed to significantly reduce drag.

Das Gleiche gilt für Bereiche in dem sich die Höhe oder Tiefe des Fahrzeuges kontinuierlich oder sprunghaft verändert.The same applies to areas in which the height or depth of the vehicle changes continuously or suddenly.

In einer weiteren bevorzugten Anwendungsform könnte zumindest ein solches Paar von Flügelabschnitte in einem Bereich der Frontschürze des Fahrzeuges installiert sein. Auch eine versenkte oder teilversenke Installation währe in einer Ausführungsform denkbar. Auch mehrere Paare in Strömungsrichtung hintereinandergeschaltet oder eine Matrixanordnung wären denkbar.In a further preferred embodiment, at least one such pair of wing sections could be installed in a region of the front apron of the vehicle. A recessed or partially recessed installation would also be conceivable in one embodiment. Several pairs connected in series in the direction of flow or a matrix arrangement would also be conceivable.

In einer weiteren Ausführung könnte ein solcher erfindungsgemäßer Flügelabschnitt im Bereich des Unterbodens eines Fahrzeuges installiert sein.In a further embodiment, such a wing section according to the invention could be installed in the area of the underbody of a vehicle.

In einer weiteren möglichen Ausführungsform könnte zumindest ein Flügelabschnitt in dem Bereich installiert werden, in dem die Front des Fahrzeuges kontinuierlich oder sogar sprunghaft in eine Schräge übergeht. Dies wäre zum Beispiel an dem Übergang zwischen steiler Front des Fahrzeuges und der eher in die Länge gestreckten Fahrzeugmotorhaube oder bei einer Querschnittserweiterung der Karosserie der Fall. Ein weiteres beispielhaftes Anwendungsgebiet entsteht beim Übergang der Fahrzeugfrontscheibe, die in den meisten Fällen zwecks Übersichtlichkeit und Blickfeld nur über eine moderate Schräge verfügt und dem Dachbereich, der meist entsprechend der Schräge deutlich weniger geneigt ausfällt. Auch hier findet jeweils eine Änderung der Strömungsrichtung bedingt durch die Kontur statt, was es empfiehlt mindestens ein solchen Flügelabschnitt in einem solchen Bereich z.B. auch optisch als Front- oder Dachverblendung zu installieren, um eine wirksame Vortriebskraft aerodynamisch in Fahrtrichtung für das Fahrzeug zu erzeugen, die den Luftwiderstand des Fahrzeuges abschwächt.In a further possible embodiment, at least one wing section could be installed in the area in which the front of the vehicle merges continuously or even abruptly into a slope. This would be the case, for example, at the transition between the steep front of the vehicle and the rather elongated engine hood or when the cross-section of the body is enlarged. Another exemplary area of application arises at the transition of the vehicle windscreen, which in most cases only has a moderate slope for the sake of clarity and field of vision, and the roof area, which is usually much less inclined in accordance with the slope. Here, too, there is a change in the direction of flow due to the contour, which is recommended at least one such wing section in such an area, e.g. Can also be installed visually as a front or roof paneling in order to generate an effective propulsive force aerodynamically in the direction of travel for the vehicle, which reduces the vehicle's air resistance.

In einer weitern Ausführungsform könnte zumindest ein solcher Flügelabschnitt in der Frontpartie des Fahrzeuges installiert oder dort integriert sein, die von ihrer Kontur eine gewisse Schräge zur Fahrtrichtung des Fahrzeuges einnimmt. In einem solchen Bereich würde eine Kontur die Strömung z.B. in Form einer Schräge umlenken und zumindest ein Flügelabschnitt könnte sowohl an seiner Unter- als auch an seiner Oberseite vom Luftstrom wirksam im Betrieb umspült werden. Dabei kann das Flügelabschnitt auch versenkt oder teilweise versenkt angeordnet sein. Generell ist auf diese Weise eine Erzeugung einer Vortriebskraft möglich.In a further embodiment, at least one such wing section could be installed or integrated in the front part of the vehicle, the contour of which assumes a certain incline to the direction of travel of the vehicle. In such an area a contour would indicate the flow e.g. deflect in the form of a bevel and at least one wing section could be effectively washed around by the air flow both on its lower side and on its upper side during operation. The wing section can also be sunk or partially sunk. In general, a propulsive force can be generated in this way.

In einer weiteren bevorzugten Anwendungsform könnte zumindest ein solches Paar von Flügelabschnitten in dem Bereich eines oder mehrerer Außenspiegel des Fahrzeuges installiert sein. Auch diese sind oft geneigt zur Fahrtrichtung des Fahrzeuges angebracht und verfügen ihrerseits meist über eine Kontur, die abschnittsweise deutlich zur Betriebsrichtung des Fahrzeuges geneigt ist. Auch im Abstand zu Abschnitten dieser Kontur des Außenspiegels ließen sich Flügelabschnitte installieren, die an Innen- und Außenseite von der Luft umströmt und in einem Winkel angeströmt werden so, dass sie mit ihrem Einstellwinkel eine resultierende Luftkraft erzeugen, die auf das Fahrzeug vortriebswirksam und widerstandsabschwächend wirkt.In a further preferred embodiment, at least one such pair of wing sections could be installed in the area of one or more exterior mirrors of the vehicle. These, too, are often attached inclined to the direction of travel of the vehicle and for their part usually have a contour which, in sections, is clearly inclined to the operating direction of the vehicle. Wing sections can also be installed at a distance from sections of this contour of the exterior mirror, around which the air flows on the inside and outside and is approached at an angle in such a way that they generate a resulting air force with their setting angle, which has a propulsive effect on the vehicle and reduces resistance .

Die Beschreibung wird noch ergänzt ...The description will be added ...

Weitere Zeichnungen folgen...More drawings will follow ...

Kurzbeschreibung der Zeichnungen folgt ...A brief description of the drawings follows ...

Ausführliche Beschreibungen der Zeichnungen folgt...Detailed descriptions of the drawings follow ...

Bezugszeichenliste folgt ...List of reference symbols follows ...

Claims

At least one body arrangement (K) for a rail or track-guided vehicle (SF), this with a surface (O) which delimits the body arrangement (K) towards the fluid air, the body arrangement (K) moving with relative movement to the fluid Air exerts a displacement effect on this and thus imposes a directional streamline field with locally different directions on the air mass flow in its surroundings, the local directions of the streamline field in turn being based on the course of the contour of the surface (O) of the body arrangement (K). in which: in the streamlined field, which is induced by the body arrangement (K) on the fluid air in its environment, in an excellent area in which at least the local flow (A), also due to the course of the contour of the surface (O) of the body arrangement (K), in sections in different directions to the direction of travel (FR), at least one wing section (FA) is introduced and the air mass flow flows against which • is attached to the body assembly (K) and • has a transverse extension in the form of a span (S), and • surrounds this wing section (FA) at least in the direction of its span (S) in the course at least in sections according to the course of the contour of the surface (O) of the body arrangement (K), and • Over a large part of its span (S) there is a distance (D) to the surface (O) of the body arrangement (K) so that it is clear of the air when driving on both its underside (US) and its upper side (OS) can be flowed around so that this wing section (FA) with local flow (A) of this air mass flow, which is different from the direction of travel (FR), can generate such a resulting flow force (SK) which is inclined from its effective direction in the direction of travel (FR) and thus contains a force component (VOR) effective in the direction of travel (FR) in such a way that the force component (VOR) effective in the direction of travel (FR) acts on the body assembly (K) against its resistance force (W) in a propulsive manner.

At least one body arrangement (K) for a track-guided vehicle (SF), this with an outer skin as a surface (O), which delimits this body arrangement (K) from the fluid air, and when driving as a delimitation of the fluid at least in sections from the direction of travel ( FR) imposes a streamlined field of different directions, this body arrangement (K) having at least one further skin, at least in sections, which surrounds the body arrangement (K) radially at least in sections, but from both sides, i.e. on its upper side (OS) and on its underside ( US), can be washed around by the fluid when driving, and is aerodynamically designed so that it can generate a resulting flow force (SK) when driving in the direction of travel (FR), which includes a propulsive force component (VOR) in the direction of travel (FR), which can be transferred to this at least one body assembly (K).

A body assembly (K) with at least one device according to at least one of the Claims 1 - 2 , at least one wing section (FA) being arranged in the area of the exterior mirrors so that it can generate a propulsive force component (VOR) on the body arrangement (K) there with a local flow (A) to the direction of travel (FR) in different directions.

A body assembly (K) with at least one device according to at least one of the Claims 1 - 3 , wherein at least one wing section (FA) is arranged in the area of the side boundaries (SB) of the body arrangement (K) so that there is a propulsive force component (VOR) on the body arrangement (K) with a local flow (A) in different directions to the direction of travel (FR) ) can generate.

A body assembly (K) with at least one device according to at least one of the Claims 1 - 4th , at least one wing section (FA) being arranged in the roof area (DB) of the body arrangement (K) in such a way that it generates a propulsive force component (VOR) on the body arrangement (K) with local flow (A) in different directions to the direction of travel (FR) can.

A body assembly (K) with at least one device according to at least one of the Claims 1 - 5 , wherein at least one wing section (FA) is arranged in the area of the underbody (BU) of the body arrangement (K) so that it exerts a propulsive force component (VOR) on the body arrangement (K) with a local flow (A) in different directions to the direction of travel (FR) ) can generate.

A body assembly (K) with at least one device according to at least one of the Claims 1 - 6th , whereby at least one wing section (FA) is arranged in the area of action of a wind deflector (WA), spoiler (SP) or a screen (B), so that it has a propulsive force component (VOR) there with local flow (A) in different directions to the direction of travel (FR) ) can generate on the body assembly (K).

A body assembly (K) with at least one device according to at least one of the Claims 1 - 7th , wherein at least one wing section (FA) is arranged in the area of a cross-sectional widening (QE) of the body arrangement (K) so that there is a propulsive force component (VOR) on the body arrangement (K) with a local flow (A) to the direction of travel (FR) in different directions ) can generate.

A track-guided or rail-guided vehicle (SF) with at least one device according to at least one of the Claims 1 - 8th .

Use of a body arrangement (K) or a track-guided or rail-guided vehicle (SF) according to at least one of the Claims 1 - 9 .

Generation of a propulsive force (VOR) by at least one section-wise wing section (FA), which is attached to at least one body arrangement (K) at a distance (D) and is arranged in an area surrounding this body arrangement (K) at least in sections, in that the air mass flow when driving in the direction of travel (FR) moves within the streamline field due to the displacement and directional effect of at least one body arrangement (K) at least in sections in different directions to the direction of travel (FR), and this wing section (FA) at least in sections with local flow ( A) this air mass flow, which is different from the direction of travel (FR), can generate a resulting flow force (SK) which contains a propulsion force (VOR) effective in the direction of travel (FR) so that the propulsion force (VOR) effective in the direction of travel (FR) is applied to at least one Body arrangement (K) can act propulsively.