DE10226518A1 - Tubekite mit verbessertem Anströmprofil - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Drachen, insbesondere einen sogenannten Tubekite, mit einem Obersegel und einem Untersegel und einem sich entlang der Frontseite des Tubekites erstreckenden ersten Schlauch, welcher aufblasbar und zwischen dem Ober- und Untersegel angeordnet ist. Erfindungsgemäß ist zumindest ein zweiter aufblasbarer, im Wesentlichen parallel zum ersten Schlauch angeordneter Profilschlauch zwischen Ober- und Untersegel angeordnet, wobei der erste Schlauch und der Profilschlauch derart jeweils mit dem Ober- und Untersegel verbunden sind, dass der erste Schlauch und der Profilschlauch im aufgeblasenen Zustand gegeneinander gedrückt sind. Alternativ kann der zusätzliche Profilschlauch auch zwischen dem ersten Schlauch und einem einstückig ausgeführten und den ersten Schlauch umschlingenden Segel fixiert werden.

Description

• Die Erfindung betrifft einen Drachen, insbesondere einen sogenannten Tubekite gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beziehungsweise 2.
• Aus der DE 27 27 411 A1 ist bereits ein Aufbau einer Tragfläche für leichte Flugzeuge, insbesondere Drachen und Hängegleiter bekannt, bei dem ein Doppelsegel vorgesehen ist, welches zwischen einem an der Frontseite der Tragfläche liegenden Rohrholm und einem an der Rückseite der Tragfläche liegenden Profilenddraht gespannt ist und sowohl Rohrholm als auch Profilenddraht umschließt. Zusätzlich ist innerhalb des Doppelsegels eine aufblasbare, schlauchartige Rippenkonstruktion vorgesehen, durch welche die Außenkontur des Doppelsegels eine aerodynamisch gewünschte Profilform erhält.
• Weiterhin ist aus der US 4,708,078 A1 ein gattungsgemäßer Drachen mit aufblasbaren Strukturen bekannt, die aus einem entlang der Frontseite der Tragfläche verlaufenden Schlauch, dem sogenannten Fronttube, und mehreren senkrecht zu diesem Frontube nach hinten verlaufenden Schläuchen, den sogenannten Quertubes, besteht. Durch diese aufblasbaren Strukturen erhält dieser Drachen seine Form und seine Steifigkeit. Die Schläuche sind von einem Obersegel und einem Untersegel umgeben, welche an den Berührungspunkten mit den Schläuchen verbunden sind, wobei das Ober- und Untersegel im hinteren Bereich der Tragfläche ebenfalls miteinander verbunden sind und so eine geschlossene Hülle um die aufblasbaren Strukturen bilden.
• Solche Tubekites haben den Nachteil, dass sich durch die runde Form des Frontschlauches und dessen großen Durchmesser ein hoher Anströmluftwiderstand ergibt. Der Durchmesser des Frontschlauches eines solchen Drachen wird im allgemeinen durch die Geometrie des Drachen bestimmt. Es wird genau der Durchmesser gewählt, der für eine stabile Form notwendig ist. Auf die Aerodynamik wird erst in zweiter Linie geachtet. Da der Frontschlauch eine runde Form hat, ergibt sich durch den Durchmesser der Schläuche ein hoher Anströmluftwiderstand. Daraus resultiert, dass die Schirme langsam sind. Kleine Drachen erreichen eine Windfenstergröße von ungefähr 175 Grad, die mit zunehmender Größe des Drachen abnimmt. Das Gleiche gilt für Steuerimpulse, auch diese werden mit zunehmender Größe immer schlechter.
• Aufgabe der Erfindung ist, einen Drachen mit verbessertem Anströmprofil zu schaffen, der dennoch einfach herstellbar ist.
• Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruches 1 beziehungsweise 2 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen sind Gegenstand weiterer Ansprüche.
• Erfindungsgemäß wird ein zusätzlicher aufblasbarer Profilschlauch derart zwischen Ober- und Untersegel des Drachen angeordnet, dass der erste Schlauch und der Profilschlauch im aufgeblasenen Zustand gegeneinander gedrückt sind. Durch das Gegeneinanderdrücken wird ein Drachen mit ausreichender Steifigkeit geschaffen. Gleichzeitig wird ein von der Kreisform abweichendes Anströmprofil gebildet. Mit dieser Technik ist es möglich, erhebliche leistungsfähigere Drachen herzustellen.
• Gemäß Patentanspruch 1 werden sowohl der erste Schlauch als auch der Profilschlauch jeweils mit dem Ober- und Untersegel verbunden. Die Befestigungspunkte werden dabei so gewählt, dass die Schläuche im aufgeblasenen Zustand gegeneinander gedrückt sind.
• Gemäß Patentanspruch 2 werden Ober- und Untersegel als einstückiges Segel ausgebildet, welches den ersten Schlauch zumindest auf der Frontseite umschlingt und mit diesem auf gegenüberliegenden Seiten verbunden ist. Im Frontbereich zwischen dem ersten Schlauch und dem Segel ist ein zusätzlicher aufblasbarer Profilschlauch derart angeordnet, dass der erste Schlauch und der Profilschlauch gegeneinander gedrückt sind.
• Durch die Anordnung mehrerer in Anströmungsrichtung hintereinander liegender Profilschläuche kann das gesamte Anströmprofil des Drachen noch individueller nach den jeweiligen Wünschen der Konstrukteure gestaltet werden; insbesondere dann, wenn die Schläuche unterschiedliche Radien aufweisen.
• Im Falle, dass die Radien der Schläuche in Anströmrichtung zunehmen, kann ein hinsichtlich Anströmluftwiderstand günstiges Keilprofil realisiert werden. Durch die Anordnung mehrerer Befestigungspunkte in Umfangsrichtung für einen Schlauch sind weitere Freiheitsgrade zur Profilgestaltung gegeben. In Längsrichtung der Schläuche können diese ebenfalls an mehreren Stellen oder auch durchgehend mit dem Ober- und/oder Untersegel verbunden werden.
• Im Falle des einstückigen Segels kann durch die Anordnung zumindest eines Befestigungspunktes des Profilschlauches am Segel oder am ersten Schlauch eine relative Lagefixierung realisiert werden, so dass ein Verdrehen oder Verrutschen des Profilschlauches sicher vermieden wird.
• Die Erfindung wird nachstehend beispielhaft anhand einer Zeichnung näher beschrieben, wobei
• Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Drachen,
• Fig. 2 einen schematischen Schnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Drachen mit einem einstückigen Segel,
• Fig. 3 einen schematischen Schnitt durch ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Drachen mit zwei zusätzlichen Profilschläuchen, und
• Fig. 4 einen schematischen Schnitt durch ein viertes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Drachen zeigt.
• Die Form und die Funktion von Drachen, insbesondere von sogenannten Tubekites, ist allgemein und insbesondere auch aus der US 4,708,078 A1 bekannt, so dass im folgenden nur noch der Aufbau der Tragfläche beschrieben wird.
• Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines solchen insgesamt mit 1 gekennzeichneten Drachens. Die eigentliche Tragfläche des Drachens 1 wird durch ein Obersegel 3a gebildet, welches üblicherweise aus einem flexiblen Material hergestellt wird. Um dem Drachen ein gewünschtes Profil zu geben und um eine ausreichend steife Struktur zu schaffen ist im Bereich der Anströmkante 6 des Drachens 1 ein aufblasbarer erster Schlauch 2 angeordnet. Hierzu ist der erste Schlauch 2 aus einem luftdichten Material hergestellt oder weist zumindest einen luftdichten Innenkern auf. Soll der Drachen auf dem Wasser eingesetzt werden, so wird vorzugsweise ein wasserfestes beziehungsweise wasserabweisendes Material verwendet. Dieser erste Schlauch 2, der sogenannte Fronttube, erstreckt sich im wesentlichen über die gesamte Anströmkante 6 und weist einen konischen oder auch eine symmetrischen Querschnitt auf. Weiterhin sind üblicherweise zusätzlich senkrecht zum ersten Schlauch 2, das heißt im wesentlichen in Anströmungsrichtung 7 der Luft angeordnete Verstärkungsstrukturen (nicht dargestellt) für das Obersegel 3a vorgesehen. Dies können ebenfalls aufblasbare Strukturen, sogenannte Quertubes, sein. Alternativ können auch flexible Streben oder Ähnliches vorgesehen werden.
• Erfindungsgemäß kann nun das Anströmprofil des Drachen 1 dadurch optimaler gestaltet werden, dass zusätzlich ein aufblasbarer Profilschlauch 4 vorgesehen wird. Dieser Profilschlauch 4 erstreckt sich an der Anströmkante 6 im wesentlichen parallel zum ersten Schlauch 2. Sowohl der erste Schlauch 2 als auch der Profilschlauch 4 ist an gegenüberliegenden Befestigungsstellen 5 mit dem Obersegel 3a, sowie mit einem zusätzlichen Untersegel 3b verbunden. Während sich das Obersegel 3a über den ersten Schlauch 2 hinaus nach hinten erstreckt und die eigentliche Tragfläche bildet, erstreckt sich das Untersegel 3b in diesem Ausführungsbeispiel lediglich zwischen den Unterseiten der beiden Schläuche 2 und 4.
• Im Ausführungsbeispiel ist der Radius r2 des Profilschlauches 4 kleiner als der Radius r1 des ersten Schlauches 2. Die Befestigungsstellen 5 sind so angeordnet, dass der erste Schlauch 2 und der Profilschlauch 4 im aufgeblasenen Zustand gegeneinander gedrückt sind. Das heißt, der Abstand a der beiden theoretischen Schlauchachsen ist im aufgeblasenen zustand kleiner als die Summe der Radien r1 + r2 der beiden Schläuche 2, 4. Durch die beiden aneinander gedrückten Schläuche 2, 4 wird eine relativ steife Konstruktion realisiert. Gleichzeitig bilden die beiden Schläuche und das sie umgebende Obersegel 3a und Untersegel 3b ein von der Kreisform abweichendes Anströmprofil. Dieses Anströmprofil kann nach den jeweiligen Wünschen der Konstrukteure gestaltet werden. Mit dieser Technik ist es möglich, neue erheblich leistungsfähigere Tubekites herzustellen. Vorzugsweise nimmt der Radius r der Schläuche in Anströmungsrichtung 7 zu, so dass das Anströmprofil insgesamt eine Keilform erhält, was bezüglich der Aerodynamik vorteilhaft ist.
• Abweichend von Fig. 1 ist im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 das Ober- und Untersegel 3a, 3b einstückig ausgeführt. Das resultierende Segel 3 umschlingt dabei den ersten Schlauch 2 im Bereich der Anströmkante 6 und ist gleichzeitig mittels auf gegenüberliegenden Seiten des ersten Schlauches 2 angeordnete Befestigungsstellen 5 mit diesem verbunden. Im Bereich der Anströmkante 6 ist außerdem zwischen dem ersten Schlauch 2 und dem Segel 3 der Profilschlauch 4 angeordnet. Die Befestigungspunkte S am ersten Schlauch 2 sind hierbei wiederum so angeordnet, das der erste Schlauch 2 und der Profilschlauch 4 im aufgeblasenen zustand gegeneinander gedrückt sind. Im diesem Ausführungsbeispiel sind für den Profilschlauch 4 keine Befestigungspunkte 5 vorgesehen, da der Profilschlauch 4 automatisch beim Aufblasen zwischen erstem Schlauch 2 und dem einstückigen Segel 3 eingeklemmt wird und somit fixiert ist. Um ein Verdrehen des Profilschlauches 4 relativ zum ersten Schlauch 2 zu verhindern kann natürlich auch zwischen Profilschlauch 4 und dem Segel 3 beziehungsweise dem ersten Schlauch 2 ein oder mehrere Befestigungsstellen 5 vorgesehen werden.
• Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel ist hier auch das Segel 3 im unteren Bereich über den ersten Schlauch 2 hinaus nach hinten verlängert und an dessen hinteren Ende mit dem Obersegel verbunden. Dadurch können bei Bedarf Verwirbelungen im Bereich hinter dem ersten Schlauch 2 verhindert oder zumindest reduziert werden.
• Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 sind zwei Profilschläuche 4, 4' vorgesehen, wobei die Radien r3, r2, r1 der Schläuche 4', 4, 2 in Anströmungsrichtung 7 wiederum zunehmen. In Abhängigkeit vom gewünschten Profil können die Radien jedoch auch in anderen Relationen gewählt werden. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Segel 3 wiederum einstückig ausgeführt, erstreckt sich allerdings nur bis zur unteren Befestigungsstelle 5 am ersten Schlauch 2. Der Profilschlauch 4 ist ebenfalls über eine obere und eine untere Befestigungsstelle 5 mit dem Segel 3 verbunden, während der zweite Profilschlauch 4 wiederum zwischen Segel 3 und Profilschlauch 4 eingeklemmt ist. Auch in diesem Fall kann natürlich eine weitere Befestigungsstelle für den zweiten Profilschlauch 4' vorgesehen werden.
• Im vierten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 sind wiederum zwei Profilschläuche 4, 4' vorgesehen. Abweichend von Fig. 3 ist hier der Profilschlauch 4 über jeweils zwei Befestigungsstellen 5 an den gegenüberliegenden Seiten mit dem Segel 3 verbunden. Außerdem ist der zweite Profilschlauch 4' über eine zusätzliche Befestigungsstelle 5 mit dem ersten Profilschlauch 4 verbunden.
• Die Befestigung der Schläuche 2, 4, 4' am Ober- beziehungsweise Untersegel 3a, 3b kann auf beliebige Art und Weise, beispielsweise durch Kleben oder Nähen, erfolgen.
• Generell können zwei, drei oder mehr Schläuche 2, 4, 4' auf diese Art verbunden werden. Durch die Position und die Anzahl der Befestigungsstellen 5 an den Schläuchen 2, 4, 4', sowie durch die Wahl der Radien der Schläuche 2, 4, 4', kann ein individuelles Anströmprofil hergestellt werden. Die Schläuche können einzeln aufgeblasen werden. Alternativ können sie aber auch über entsprechende Leitungen verbunden werden, so dass sie in einem einzigen Vorgang aufgeblasen werden können. Durch die Verwendung mindestens zweier, über ein Ober- und Untersegel 3a, 3b verbundene Schläuche 2, 4, 4' kann auf einfache Art und Weise ein von der Kreisform abweichendes Anströmprofil erreicht werden. Dadurch, dass die Schläuche 2, 4, 4' nach dem Aufblasen aneinander gedrückt sind, wird eine einfache und stabile Konstruktion ermöglicht. Es sind auch Anordnungen möglich, bei denen die Schläuche 2, 4, 41 beabstandet sind. Allerdings sind in diesem Falle noch zusätzliche Strukturen nötig, die den Abstand der Schläuche gewährleisten und eine Instabilität verhindern.
• Eine weitere Möglichkeit, die Gestaltungsfreiheit weiter zu erhöhen, ist die Anordnung von Verbindungselementen zwischen dem Obersegel 3a und dem Untersegel 3b an den Stellen, an denen sich nach dem Aufblasen die Schläuche 2, 4, 4' berühren. Somit ist der Abstand zwischen dem Obersegel 3a und dem Untersegel 3b an dieser Stelle exakt definiert. Gleichzeitig können sich die Schläuche 2, 4, 4' gegeneinander drücken und so die Stabilität gewähren. Diese Verbindungselemente können aus dem selben Material wie die Ober- und Untersegel 3a, 3b hergestellt werden und sich gang oder auch nur Bereichsweise in Längsrichtung der Schläuche 2, 4, 4' erstrecken.

Claims (10)

1. Drachen (1), insbesondere Tubekite, mit einem Obersegel (3a) und einem Untersegel (3b) und einem sich entlang einer Anströmkante (6) des Drachens (1) erstreckenden ersten Schlauch (2), welcher aufblasbar und zwischen dem Ober- und Untersegel (3a, 3b) angeordnet und mit diesen verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein zusätzlicher Profilschlauch (4, 4') zwischen Ober- und Untersegel (3a, 3b) angeordnet ist, der aufblasbar ist und im wesentlichen parallel zum ersten Schlauch (2) angeordnet ist, wobei der erste Schlauch (2) und der Profilschlauch (4, 4') derart jeweils mit dem Ober- und Untersegel (3a, 3b) verbunden ist, dass der erste Schlauch (2) und der Profilschlauch (4, 4') im aufgeblasenen Zustand gegeneinander gedrückt sind.

2. Drachen (1), insbesondere Tubekite, mit einem Obersegel (3a) und einem Untersegel (3b) und einem sich entlang einer Anströmkante (6) des Drachens (1) erstreckenden ersten Schlauch (2), welcher aufblasbar und zwischen dem Ober- und Untersegel (3a, 3b) angeordnet und mit diesen verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass
das Ober- und Untersegel (3a, 3b) als einstückiges Segel (3) ausgeführt ist und den ersten Schlauch (2) zumindest im Bereich der Anströmkante (6) umschlingt,
ein zusätzlicher Profilschlauch (4, 4') vorgesehen ist, der aufblasbar ist und derart zwischen dem Segel (3) und dem ersten Schlauch (2) angeordnet ist, dass der erste Schlauch (2) und der Profilschlauch (4, 4') im aufgeblasenen Zustand gegeneinander gedrückt sind.

2. Drachen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere in Anströmungsrichtung (7) hintereinander liegende Profilschläuche (4, 4') vorgesehen sind.

3. Drachen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schläuche (2, 4, 4') unterschiedliche Radien (r1, r2, r3) aufweisen.

4. Drachen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Radien (r1, r2, r3) der Schläuche (2, 4, 4') in Anströmungsrichtung (7) zunehmen.

5. Drachen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Untersegel (3b) nur über den in Anströmungsrichtung (7) vorderen Teil des Obersegels (3a) erstreckt und mit diesem am in Anströmungsrichtung (7) hinteren Ende des Untersegels (3b) verbunden ist.

6. Drachen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schlauch (2, 4, 4') in Umfangsrichtung an mehreren Befestigungsstellen (5) mit dem Ober- und/oder Untersegel (3a, 3b) verbunden ist.

7. Drachen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schlauch (2, 4, 4') in Längsrichtung mehrfach oder durchgehend mit dem Ober- und/oder Untersegel (3a, 3b) verbunden ist.

8. Drachen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Obersegel (3a) und dem Untersegel (3b) an den Stellen, an denen sich nach dem Aufblasen die Schläuche (2, 4, 4') berühren, flexible Verbindungselemente angeordnet sind.

9. Drachen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Profilschlauch (4, 4') in Umfangsrichtung zumindest an einer Befestigungsstelle (5) mit dem Segel (3) und/oder dem ersten Schlauch (2) verbunden ist.