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Fluggerät mit Luftschraubenantrieb und flexiblen Flügelflächen Die
Erfindung befaßt sich mit einem Fluggerät, bei dem zwischen steifen Trägern, die
von vorn nach hinten auseinanderlaufen, eine Plane als flexible Flügelfläche ausgespannt
ist. Solche Fluggeräte werden nicht nur als Modell verwendet, sondern teils bemannt,
teils unbemannt mit oder ohne eigenen Antrieb zur Beförderung von Lasten u. dgl.
eingesetzt. Bei der Erfindung handelt es sich speziell um Fluggeräte mit einem festen
Mittelträger, der in Flugrichtung angeordnet ist, und zwei Seitenträgern, die von
der Spitze des Mittelträgers ausgehen und mit ihm einen spitzen Winkel bilden. Zwischen
diesen drei Trägern sind die flexiblen Flügelflächen ausgespannt. Derartige Fluggeräte
werden vielfach auch Paragleiter genannt. An' Stelle von steifen Trägern werden
manchmal auch andere Versteifungsglieder verwendet, z. B. aufblasbare Schläuche.
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Bei diesen Paragleitern liegt der Schwerpunkt weit unterhalb des Druckmittelpunktes
der Luftkräfte, wenn eine Last oder eine Gondel mit Antriebseinrichtung angehängt
ist. Es ist bekannt, den Schwerpunkt vor- und zurückzuverlegen, um dadurch eine
Änderung des Aasstellwinkels zu erreichen. Eine Schwerpunktsverlagerung in der Querrichtung
ist ebenfalls bekannt. Man erreicht damit eine Quersteuerung. Diese Steuerungsart
erfordert zwar keine besonderen Ruder, sie ist aber in ihrer Wirksamkeit sehr träge
und erfordert hohe Stehkräfte zur Verlagerung des Schwerpunktes. Man hat daher auch
schon zur Steuerung besondere Leitwerke hinter der Gondel vorgesehen. Bei den bisher
bekannten Paragleitern ist als Antrieb eine Druckschraube am Heck der Gondel üblich,
hinter der dann das Leitwerk angeordnet ist. Wegen des kurzen Hebelarmes hat dieses
Leitwerk aber eine geringe Wirkung.
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Es ist auch schon vorgeschlagen worden, den Mittelträger in seiner
Winkellage seitlich zu verschieben unter Beibehaltung des von den Seitenträgem gebildeten
Winkels. Dies ergibt ein Moment um die Längsachse und auch um die Hochachse, so
daß dadurch ein Kurvenflug eingeleitet wird. Die Höhensteuerung wird auf diese Weise
aber nicht verbessert.
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Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, bei Paragleitern die
Höhensteuerung, also die Steuerung um die Querachse zu verbessern. Dabei geht die
Erfindung von einer besonderen Eigenschaft der Paragleiter aus. Wegen des tiefliegenden
Schwerpunktes liegt bei Motorantrieb die Wirkungslinie der Antriebskraft ziemlich
weit unter dem Druckpunkt. Es entsteht daher ein Moment um die Querachse, das .den
Paragleiter aufzurichten sucht. Da jedoch im allgemeinen der Paragleiter mit großen
Aasstellwinkeln, in der Größenordnung von 20°, fliegt, trifft in der Regel der Triebwerksstrahl
noch auf den rückwärtigen Teil der Flügelfläche und wird von diesem nach unten abgelenkt.
Dadurch entsteht dort eine Kraft, deren Moment dem obenerwähnten, von ,der Triebwerkskraft
herrührenden Moment entgegenwirkt und es kompensiert. Von diesem den Paragleitern
eigentümlichen Umstand. ausgehend wird erfindungsgemäß eine Höhensteuerung erreicht
durch solche Anordnung eines Höhenleitwerks im Luftschraubenstrahl eines Zugpropellers,
daß der vom Höhenleitwerk beeinflußte Lvftschraubenstrahl von unten auf den rückwärtigen
Teil .der flexiblen Flügelfläche trifft und dort eine zusätzliche Wirkung im Sinn
eines Momentes um die Querachse ausübt. Vorteilhafterweise wird das Höhenleitwerk
nach Art eines Entenleitwerkes an der Gondel vor dem Schwerpunkt angeordnet.
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An Hand der Zeichnung sei ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert.
Dabei zeigt F i g. 1 einen Paragleiter in der Draufsicht, F i g. 2 eine Seitenansicht
im Normalflug mit schematisch eingezeichnetem Strömungsverlauf, F i g. 3 und 4 den
Strömungsverlauf bei zwei entgegengesetzten Ruderausschlägen in der Seitenansicht.
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In F i g. 1 ist in der Draufsicht der Aufbau eines Paragleiters angedeutet.
An der Spitze 2 eines Mittelträgers 1 sind -die beiden Seitenträger 3 befestigt,
so daß die drei Träger zusammen einen spitzen Winkel bilden. Zwischen diesen drei
Trägern sind die flexiblen Flügelflächen 6 ausgespannt. Die Flügelflächen sind in
,der Figur als durchsichtig angenommen, um die unterhalb der Flügel liegende
Gondelanordnung
erkennen zu lassen. Zum selben Zweck ist auch der Mittelträger 1 über einen Teil
seiner Ausdehnung unterbrochen. Die beiden Seitenträger 3 sind durch eine Querverbindung
4 verbunden, die dem gesamten Fluggerät die nötige Steifigkeit gibt. Vorteilhafterweise
ist an dieser Querverbindung 4 auch noch die Gondel bzw. die Last aufgehängt. Dabei
kann die Anordnung, wie oben erwähnt, so getroffen sein, daß der Mittelträger l
seitlich verschoben werden kann. Diese Anordnung ist jedoch nicht näher dargestellt.
In der Figur ist als Aufhängung für die Gondel ? ein einfaches Gestänge 5 angenommen.
In der eingezeichneten Lage befindet sich die Gondel mit dem Triebwerk genau unter
dem Mittelträger 1. Als Antrieb für das Fluggerät ist ein Zugpropeller 8
vorgesehen. Unmittelbar hinter dem Zugpropeller befindet sich das Höhenleitwerk
9 noch vor dem Schwerpunkt, der vorteilhafterweise im Bereich der Aufhängung 5 liegt.
Die Drehachse der Ruder 9 ist strichpunktiert angedeutet.
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Die F i g. 2 zeigt einen Paragleiter in der Seitenansicht. Die gewölbte
flexible Flügelfläche 6 erstreckt sich zwischen dem Mittelträger 1 und dem Seitenträger
3. Die Anordnung der Triebwerksgondel 7 an dem Aufhängegestänge 5 zeigt, daß die
strichpunktiert eingezeichnete Wirkungslinie der Antriebskraft verhältnismäßig weit
unterhalb des Druckpunktes liegt. Dadurch entsteht, wie bereits erwähnt, ein aufrichtendes
Moment für das Fluggerät. Der Schwerpunkt 10 ist in der Aufhängung
5 angedeutet. Der Luftschraubenstrahl des Zugpropellers 8 trifft zum Teil
auf den rückwärtigen Teil der Flügelfläche 6 und wird dort, wie durch den schematischen
Strömungsverlauf angedeutet ist, nach unten abgelenkt. An der Ablenkstelle entsteht
nun eine Kraft nach oben, die dem vom Triebwerk herrührenden Moment entgegenwirkt,
so daß ein momentenfreier Flug erreicht wird.
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Die Anordnung der F i g. 3 entspricht der F i g. 2, jedoch mit dem
Unterschied, daß das Ruder 9 nach oben ausgeschlagen ist. Es entsteht auf diese
Weise am Ruder eine Kraft nach unten. Außerdem wird, wie der eingezeichnete Strömungsverlauf
zeigt, der Luftschraubenstrahl an der Flügelfläche 6 gegenüber der F i g. 2 stärker
abgelenkt. Da diese Stelle hinter dem Schwerpunkt 10 liegt, wirkt die entstehende
Kraft nach oben, und zwar infolge der verstärkten Ablenkung mit einer gegenüber
F i g. 2 erhöhten Wirksamkeit. Die am Ruder 9 und im rückwärtigen Teil der Flügelfläche
6 erzeugten Kräfte ergeben Momente des gleichen Drehsinnes und unterstützen sich
somit im Sinne des Drückens, so daß das Fluggerät sich nach unten neigt.
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In der F i g. 4 ist der entgegengesetzte Ruderausschlag eingezeichnet.
Hier entsteht am Ruder eine nach oben wirkende Kraft. Der Luftschraubenstr$hl wird
durch das Ruder so abgelenkt, daß die Flügelfläche nur noch wenig oder überhaupt
nicht mehr von ihm beeinflußt wird. Dadurch ergibt sich eine Verringerung der gemäß
F i g. 2 im rückwärtigen Teil der Flügelfläche nach oben wirkenden Kraft. Im ganzen
ergeben diese Kräfte wieder Momente um die Querachse, und zwar im Sinne des Ziehens,
so daß sich das Fluggerät aufrichtet.
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Durch die beschriebene Ausnutzung des Luftschraubenstrahles bei zweimaliger
Strahlablenkung, nämlich erstens durch das Ruder und zweitens durch den rückwärtigen
Teil der Flügelfläche, erhält man eine Steuerwirksamkeit, die höher ist als bei
einem allein wirkenden Ruder. Die Verstärkung der Steuerwirkung liegt in der Größenordnung
von etwa dem Doppelten gegenüber der normalen Rudersteuerung. Als besonderer Vorteil
kommt noch hinzu, daß diese Steuerungsart nicht träge wirkt. Außerdem benötigt man
nur kleine Steuerflächen und geringe Stellkräfte. Für die Ruder können alle an sich
bekannten Arten von Rudern verwendet werden, wie z. B. feststehende Flossen mit
Ruder oder auch insgesamt verschwenkbare Ruder, wie sie im Ausführungsbeispiel dargestellt
sind. Die vorgeschlagene Anordnung ermöglicht konstruktiv einfache Lösungen wegen
der günstigen Lage der Anordnung an der Gondel.