-
Endscheibe für Luftschraubenflügel Es ist bekannt, die aerodynamischen
Eigenschaften der Tragflächen von Luftfahrzeugen durch den Anbau sogenannter Endscheiben
zu verbessern, welche stromlinienförmig ausgebildet sind. Die hierbei bewirkte Beeinflussung
.des Randwirbels an den Tragflächenenden wirkt sich bei richtiger Ausbildung solcher
Endscheiben günstig auf den Auftrieb und den Widerstand der Tragflächen aus.
-
Zweck der Erfindung ist es, diese bekannte Maßnahme auch für Luftschrauben
nutzbar zu machen. Hierbei treten jedoch infolge der hohen Zentrifugalkräfte und
Rüttelbeanspruchungen neuartige Probleme auf, deren praktische Lösung bisher nicht
gelungen ist, zumal ja auch zusätzlich zu der beabsichtigten Verbesserung hinsichtlich
aerodynamischer Eigenschaften Sicherheitsmaßnahmen zu berücksichtigen sind, um Beschädigungen
von Material und Menschenleben auszuschalten.
-
Es sind zwar theoretisch eine große Anzahl von Vorschlägen gemacht
worden, um praktisch brauchbare Lösungen des vorliegenden Problems zu schaffen;
jedoch haben alle diese Vorschläge keine durchführbaren Ergebnisse erzielt, da die
folenden Erwägungen nicht berücksichtigt worden sind.' Bekanntlich bringt die Anordnung
von Endscheiben an Tragflächen von Flugzeugen wie auch an den Flügeln von Luftschrauben
unvermeidlich eine Widerstandsvergrößerung mit sich. Dadurch findet die Größe dieser
Scheibe verhältnismäßig bald eine Grenze, wo ihr Nutzen durch eben diese Widerstandszunahme
aufgezehrt oder in das Gegenteil verwandelt wird. In gleicher Richtung wirken die
Fliehkräfte, die eine Herabsetzung der Scheibenmasse gebieterisch notwendig machen.
Um praktisch zu tragbaren Verhältnissen zu kommen, müßten daher alle aerodynamischen
Kenntnisse bei der Gestaltung und Anordnung der Endscheiben berücksichtigt werden.
Hierbei ist es nicht nur erforderlich, das Längsprofil der Endscheiben in bekannter
Weise stromlinienförmig und um die Drehachse der Luftschraube kreisförmig gekrümmt
auszubilden, sondern es muß auch das Profil der Endscheiben eine besondere, zweckentsprechende
Ausbildung erhalten.
-
Gegenüber den bekannten Vorschlägen sieht daher die Erfindung für
Luftschraubenflügel die Ausbildung und Anordnung von Endscheiben vor, welche sich
dadurch kennzeichnen, daß die Skelettlinie .des Endscheibenprofils gegenüber der
Skelettlinie des Profils am Luftschraubenende, an dem die Endscheibe vorzugsweise
auswechselbar befestigt ist, sowohl in Drehrichtung des Schraubenflügels als auch
in Richtung des vom Schraubenblatt erzeugten Auftriebes vorverlegt ist.
-
Es ist bekannt, daß der Auftrieb eines Flügelprofils überwiegend im
ersten Drittel der Flügeltiefe und außerdem vor allem auf der Oberseite (Saugseite)
entsteht. Eine Endscheibe wirkt also dann am günstigsten, wenn ihr Profil in den
genannten Richtungen vorverlegt wird. Sie kann dann weiter hinten und auf der Unterseite
bedeutend knapper, d. h. aber auch leichter gehalten werden.
-
Da zu den rechnerisch noch gut erfaßbaren Fliehkraftbeanspruchungen
aber noch völlig unkontrollierbare Rüttelkräfte, z. B. infolge Schwingungen derLuftschraubenflügel,
hinzukommen, die an der Befestigung der Endscheiben hin und her zerren, wird erfindungsgemäß
weiterhin vorgeschlagen, diesen Beanspruchungen wirksam dadurch zu begegnen, daß
an -der Innenseite der Endscheibe eine dem Endprofil des Flügels entsprechende Vertiefung
vorgesehen ist, in welche das Endscheibenprofil des Flügels eingepaßt gehalten ist.
-
Dadurch werden die Befestigungsmittel an der Endscheibe, z. B. Verankerungen,
von Nebenkräften weitgehend entlastet und unterliegen im wesentlichen nur noch rechnerisch
gut erfaßbaren Beanspruchungen.
-
Nachstehend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung an
Hand schematischer Zeichnungen beschrieben, ohne daß die Erfindung auf Konstruktionseinzelheiten
dieser Beispiele beschränkt ist.
-
Abb. 1 zeigt in verkleinertem Maßstabe als Seitenansicht und als teilweise
abgebrochene Vorderansicht eine Luftschraube mit erfindungsgemäß ausgebildeten und
angeordneten Endscheiben; Abb.2 zeigt in abgebrochener Darstellung und in etwa tnaßstäblicher
Ausführung einen Längsschnitt durch ein Ende eines Luftschraubenflügels mit angebrachter
Endscheibe sowie einen Ouerschnitt durch das Flügelende, gesehen in Richtung auf
die Endscheibe hin, wobei in diesem Fall .der Luftschraubenflügel aus Holz besteht;
Abb.3 zeigt in abgebrochener Darstellung einen Längsschnitt durch das Ende eines
Luftschraubenflügels, der aus Leichtmetall oder Kunststoff besteht,
sowie
durch die an dem Luftschraubenflügel angebrachte Endscheibe; Abb. 4 zeigt eine abgebrochene
Ansicht auf ein Luftschraubenflügelende aus Stahl, so daß die Endscheibe mit dem
Stirnende des Luftschraubenflügels durch Schweißen oder Löten verbunden ist; Abb.
5 zeigt als Ansicht und in zwei Schnitten eine Ausführungsform, bei welcher der
Luftschraubenflügel aus zwei Blechschalen zusammengesetzt ist und die Endscheibe
durch Umbördeln der Schalenenden hergestellt wird.
-
Zur Erläuterung der Erfindung soll im wesentlichen auf Abb.2 Bezug
genommen werden, da die Ausführungsformen der Abb. 3 bis 5 grundsätzlich auf dem
gleichen Prinzip aufgebaut sind.
-
Ersichtlich weist die am Luftschraubenflügel1 angeordnete Endscheibe
2 eine etwa stromlinienförmige Ouerschnittsform auf und erstreckt sich in Drehrichtung
der Luftschraube auf einer Kreisbahn, deren Mittelpunkt in der Mittelachse der Nabe
1V liegt.
-
Die insbesondere aus Abb.2 und 5 ersichtliche Skelettlinie 20 des
Profils der Endscheibe 2 ist so ausgebildet"daß diese Skelettlinie gegenüber der
Skelettlinie 10 des Profils am Luftschraubenende sowohl in Drehrichtung des Schraubenflügels
1 als auch in Richtung des vom Schraubenblatt erzeugtenAuftriebes vorverlegt ist.
-
Zur Befestigung einer derartigen Endscheibe ist an ihrer gekrümmten
Innenfläche eine Vertiefung 5 vorgesehen, in welche das Endprofil des Flügels 1
passend eingefügt ist. Es ist in diesem Fall jeder Luftschraubenflügel am Seitenende
zweckmäßigerweise nicht abgerundet, sondern läuft verhältnismäßig breit aus. Um
die Endscheibe 2 am Ende .des Flügels 1 sicher zu halten, sind je nach der Luftschraubengröße
eine bestimmte Anzahl von Schraubenankern 3 vorgesehen, welche von der gekrümmten
Außenseite .der Endscheiben 2 aus durch die Endscheibe 2 hindurchtreten und in die
Flügelenden eingesetzt werden. Vorzugsweise erfolgt das Einsetzen dieser Schraubenanker
3 mit einem selbsthärtenden Kunstharzkleber, so daß die Anker gegen Lösen gesichert
sind. Die Gefahr des Aufplatzens der an dieser Stelle schon ziemlich schwachen Flügelspitze
kann bei der Ausführung von Luftschrauben aus Holz .dadurch wirksam verhindert wenden,
daß eine Ummantelung oder Bandage 4 vorgesehen wird, die z. B. aus einem in Kunststoff
eingebetteten Gewebe besteht.
-
Bei der Befestigungsart der Abb. 3 ist lediglich der Unterschied vorgesehen,
daß an Stelle von Holzschrauben nunmehr Befestigungsanker als Schrauben zur Anwendung
kommen, welche die Endscheiben an Luftschraubenflügeln aus Metall halten.
-
Als Werkstoff für die Endscheibe kann je nach Wunsch oder Erfordernis
ein geeignetes Metall oder eine Metallegierung oder auch ein Kunststoff Verwendung
finden. --- -Gemäß Abb. 4 und 5 ist es ohne weiteres möglich, das Anbringen der
Endscheiben ,durch Anschweißen oder Anlöten durchzuführen (Abb.4), wobei bevorzugt
ebenfalls eine Vertiefung 5 für den Einsatz des Luftschraubenstirnendes vorgesehen
wird, oder aber bei aus zwei Metallschalen hergestellten Flügeln (Abb.5) die Endscheiben
einstückig an den Flügelschalen -durch Umböxdeln anzuformen, sowie es besonders
deutlich aus der Querschnittsdarstellung der Abb.5 ersichtlich ist.