DE1506810A1

DE1506810A1 - Stroemungskrafterzeuger fuer ein Steuersystem eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE1506810A1
Application number: DE19671506810
Authority: DE
Inventors: Bowles Ronald Edward
Original assignee: Bowles Engineering Corp
Current assignee: Bowles Engineering Corp
Priority date: 1966-11-18
Filing date: 1967-05-12
Publication date: 1969-12-04
Also published as: GB1170359A; DE1506810B2; US3467043A

Description

Strömung»krafterzeuger für ein Steuersystem eines Fahrzeugs

Die Erfindung betrifft einen Ströaungekrafterzeuger für ein Steuersystem eines Fahrzeuges» de* ein Vortrieb durch ein Stromungsmedium mitgeteilt wird, zur Veränderung der Richtung oder Stellung des Fahrzeuges in seine» Medium, alt einer stromlinienförmigen FlUgelanordnung mit mindestens einer Oberfläche, «reicher Strömungsmittel zum Austritt aus eine« Teil der Oberfläche zugeführt wird.

Systeme zur Steuerung der Bewegung von Fahrzeugen, die sioh durch Strömungsmedium bewegen« waren bisher vorn Typ mit

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beweglichen Tragflügeln, beweglichen Seitenrudern oder Treibstrahlen. FUr viele Anwendungsfllle elnd diese System« zwar zufriedenstellend, Jedooh haben sie Nachteile, wie ein komplizierter Aufbau» ein trMges Anspreehen und verhllltnlsalssig hohe Beschaffungs- und Wartungskosten, welche sie für andere AnwendungsfHlle ungeeignet machen. Die vorstehenden und weitere Machtelle werden durch den erflndungsgealasen Strceungskrafterzeuger ohne bewegliche Teile Oberwunden·

Der erflndungsgenHsse Strönungskrafterxeuger ist gekennselchnet durch eine Einrichtung sub Brseugen eines Mediusstroms zur Schaffung einer bestlmnbsren Oberfllohendruckverteilung lllngs der Sehne der erwähnten einen Oberfläche, und eine Steuereinrichtung zur Lieferung von Steuensedium nit einer einstellbaren Strömungsgeschwindigkeit zu einer ersten Eintiefung la Oberflachenprof51 und zu« Austritt aus dieser Eintiefung» welches Steuernedlum einen Druck hat« der holier al* der Oberfllchendruck ist, welcher an der erwVhntenEintiefung des Pittgels durch die Einrichtung zur Erzeugung eines NediuastroBS erzeugt wird.

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Bf wurde festgestellt, daft, wenn ein Medium in einen Bereich niedrigen Druckes benachbart einer TragflOgelfllche eingeleitet wird und dieses Medium einen Druck hat, der denjenigen la Bereich niedrigen Druckes des Tragflügels Überschreitet, eine Kraft auf die Tragflügelfliehe ausgeübt wird, welche gegen die benachbarte Tragflttgelfllche gerichtet und zu dieser senkrecht ist., Venn diese Lehre auf einen Tragflügel ■it der Krümung Null angewendet wird, der um seine Flügelsehne an der Wurzel symmetrisch ist, ist es Möglich, diese senkrechte Kraft in ihres Sinn und ihrer Amplitude su steuern und auf diese Weise den Tragflügel nach der einen oder anderen Seite der Sehnenachse tu "lenken", wenn er sich durch ein Strömungsmedium bewegt, indes lediglich geeignete Strömungsgeschwindigkeiten des Steuemediums auf die eine oder die andere der Tragflügelfliehen wirksam gemacht werden.

Die bisherigen Versuche, aus dieser Theorie Nutzen zu ziehen, haben sich als undurchführbar erwiesen, da das Steuermedium, wenn es längs der natürlichen Tragflügelfllche angewendet wird, in einer nicht voraussagbaren Weise mit den Strömungslinien des Hauptmediums in Wechselwirkung tritt, so daft

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Diskontinuitäten der Steuerung hinsichtlich der Steuermedium-Strömungsveränderungen, Unstabilität bei besonderen Strömungsgeschwindigkeiten des Steuernediums und Hystereseeffekte die Folge sind Es wurde festgestellt, daß, wenn eine stufenförmige Eintiefung im Tragflügel parallel zurVorderkante und etwa an der Stelle der maximalen Tragflügeldicke vorgesehen wird und wenn das Steuermedium so zugeführt wird, daß es von innerhalb dieser Oberflächeneintiefung heraustritt, eine Druckblase innerhalb der natürlichen Strömungslinien erzeugt wird„ Die hierdurch erhaltene Anordnung ist frei von vielen der Nachteile der bisherigen Vorrichtungen und zeichnet sich durch ein weiches und rasches Ansprechen aus, hat im wesentlichen keine beweglichen Teile und erfordert eine geringstmögliche Wartung«

Der vorangehend beschriebene Strömungskrafterzeuger kann als Lenksteuerung für Wasserfahrzeuge dienen, wenn der Tragflügel am Fahrzeug starr so befestigt wird, daß er von diesem senkrecht und parallel zur Längsachse des Fahrzeugs absteht ο Wenn der Tragflügel symmetrisch um seine Sehnenlinie ist, ist die Druckverteilung längs der Oberflächen des Tragflügels, die durch die Bewegung des Fahrzeugs durch das Wasser parallel fur Sehne verursacht wird, an allen entsprechenden Stellen der Sehne an beiden Flächen des Tragflügels gleich.

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Die verbleibende Drehkraft, die tuf den Tragflügel wirkt, ist daher Null, wenn kein Steuermedium zugeführt wird. Wenn eine Gasströmung de« Unterdruck tn der einen der Oberflächen durch geeignet angeordnete Ausbittöffnungen zugeführt wird, entwickelt sich eine Druckblase «wischen de· Strom und dem Teil der Tragflügeloberfläche, der sich hinter der Vorderfläche der Stufe befindet» Der statische Druck in der Blase ist grosser als der statische Druck an der entsprechenden Stelle der Oberfläche auf der anderen Seite des Tragflügels und wird eine restliche Kraft zum Tragflügel gerichtet, welche das Bestreben hat, diesen in einer Richtung von der Blase weg zu bewegenο Da der Tragflügel am Fahrzeug starr befestigt ist, so daß er sich nicht mit Bezug auf dieses dreht, dreht die Kraft das Fahrzeug in dem Grade und in der Richtung, die durch die Strömungsgeschwindigkeit des Steuermediums bestimmt wird .

Die Wirksamkeit der beschriebenen Vorrichtung beruht in erster Linie in der Fähigkeit, eine gut begrenzte Blase aufrecht zu erhalten, in welcher ein gleichmässiger Druck bei-

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behalten werden kann und der Druck in Abhlagigkeit von der Strömungsgeschwindigkeit des Gases in die Blase verändert werden kann.. Die positive Begrenzung der Blase wird durch den Umstand erreicht, daß die Mitnahmegeschwindigkeit von Luft in Wasser an der Grentfläche zwischen der Blase und dem Wasser im Vergleich zu der Geschwindigkeit niedrig ist, mit welcher Luft oder ein anderes geeignetes Gas leicht zugeführt werden kann. Es kann daher ein regelbarer Druck auf der einen oder anderen Seite des Tragflügels in einem bestimmten, durch die Blase begrenzten Bereich entwickelt werden. Die Arbeitsweise einer solchen Vorrichtung hingt nicht von einer Grenzschicht-Störwirkung wie bei der bekannten Strahlsteuerung von Tragflügeln ab, so daß keine Beeinträchtigung durch Strömungsablösung und die durch diese verursachten Verwirbelungen und Energieverluste besteht»

Die vorangehende Beschreibung der Wirkungsweise trifft in jeder Beziehung auf eine Gas-in-Gas-Steuerung aitd»r Ausnahme zu, daß die Mitnahme an der Gas-Gas-Grentflache wirksamer als in dem Gas-Flüssigkeits-System ist? Das praktische Er-

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gebnis besteht darin, daß es schwierig ist, einen gleich» ■Issigen Druck in der Blase aufrecht xu erhalten und das System weniger wirksam als bei· Gas-Flüssigkeits-System ist Das System arbeitet jedoch lauer noch besser als die Störklappensysteme, da eine Drucksteuerung in einem bestimmten Bereich erzielbar ist und über einen bestimmbaren Flächen» inhalt des Tragflügels wirksam wird.

Wie nachstehend näher beschrieben wird, bestehen zusätzliche Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung für Stabilisierungssteuerungen, die dreidimensionale Translations- und Drehsteuerung, die Schuberzeugung u. dglo.

Die Erfindung wird anechlieeeend an Hand einer beispielsweiaen AusfUhrungsfor« in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemSssen Strömung*· krafterxeugers ohne bewegliche Teile, welche den

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Eintritt und die StrOaung des Steuenediuvs zeigt; Fig, 2 eine Ansicht i« Schnitt ntch der Linie 2-2 in Fig. 1;

Fig. 3 eine graphische Darstellung der Ober fliehend ruckrerteilung Ober der Sehnenlinie eines eines Meditnttro« ausgesetzten Tragflügels für die Beschreibung der Wirkungsweise des erflndungsgealssen Ströeungskrafterseugers;

Fig» 4 eine schaubildliche Ansicht der in Fig, 1 und 2 dar* gestellten Ausführung*for* in Anwendung auf die Lenksteuerung für ein kleines Boot;

Fig« 5 eine schaubildliche Ansicht des erfindungsgealssen StrOaungskrafterzeugers ohne bewegliche Teile in Anwendung auf eine Lenksteuerung in einea Tragflugelwasserfahrceug;

Figo 6 und 7 eine Seitenansicht bzw« eine Rückansicht eines

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Oberseeschiffes, bei welche« der erfindungsgeaftsse Ströaungskrafterzeuger als Schlingerstabilisiervorrichtung verwendet ist;

Fig. 8 eine Ansicht des erfindungsgeaftssen Ströaungskraft-

erzeugers in schaubildlicher Darstellung bei Verwendung als Mantel für einen Puapstrahl;

Figo 9 eine Ansicht ia Schnitt nach der Linie 9=9 in Fig» 8;

Fig,,Io eine scheaatisde Darstellung, welche die Arbeitsweise aehrerer Ausführungsforaen nach Fig. 6 zeigt und

Figo 11 eine schaubildliche Ansicht einer weiteren Ausführungsforu der Erfindung.

Die in Fig_o 1 und 2 dargestellte Ausfuhrungsfora des erfindungsgeaissen Struaungskrafterxeugers ohne bewegliche Teile ist allgeaein alt 1 bezeichnet. Wie ersichtlich, ist bei dieser Ausführungsfora ein ia wesentlichen planarer Tragflügel vorgesehen, der ua seine Flügelsehne syaaetrisch 1st

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(Wölbunf Null). Ait j «der 0h«r fläch· des Tragflügels ist •in· in wesentlichen stufenförmig· Eintiefung S vorgesehen, die sich über die Spannweite des Tragflügels zwischen bestimmten Punkten iuf der Sehnenlinie des Tragflügels erstreckt ο Wie nachfolgend näher erläutert wird, kann sich, wenn das Verhältnis der Spannweite des Tragflügels xur Flügel· länge groß ist, die Stufe 5 über den ganzen Tragflügel erstrecken. Wenn das Verhältnis klein ist, Bussen bestirnte Abänderungen vorgenossen werden, wie in Verbindung Mit Figo erläutert wird.

Die Stufe 5 ist in Tragflügel an der maxiaalen Dick· desselben oder dieser eng benachbart ausgebildet« Dies ist notwendig, damit der Verlauf der Stromlinien um den Trag* flügel durch die Stufe la wesentlichen unverändert bleibt» Dieser letztere umstand dient der Steuerung und ermöglicht eine kleine Veränderung der Lage der Stufe mit Bezug auf die Stelle maximaler Dick· des Tragflügels.

Obwohl die Eintiefungen 5 in den Tragflügelflächen eine beliebige einer Anzahl von Formen haben können, hat sich

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gezeigt, daft die dargastallta Stufaafom dia bastaa Brgebnil»· hinsichtlich der Oberwiadung der Nachteil· liefert, wenn keine Bintiefung verwendet wird. Wie sich aa bettea aus Fig. 2 ergibt, ist dia stufenförmig· BiatUfuag S von swei Saiten begrenzt, van denen sich jede fiber die volle Spannweite d«s Tragflügels erstreckt. Dia eine Seite Sl liegt in einer Ebene senkrecht tür Bbene der Sehne, während die andere Seit« 52 tür Sahn« in iws«ntlichen parallel ist.

Innerhalb dar Spannweite dea Tragflügels und qu«r tu dieser benachbart der Überschneidung der Winde Sl und SZ erstrecken sich xwei Sane 1 leitungen 2. Diese Ssamiäitfitunitr* dienen tür Forderung des SteuenediuM aus einer gesteuerten *·α-~*- quelle 7 su einer Reihe von Auslassen 4, die sich in die Bintiefung an der Oberschneidung der Winde Sl und S2 in Abstanden Ober die volle Breite des Tragflügels erstrecken. Die gesteuerte Quelle 7 liefert Steuemediua su swei Sanaelleitungen aber Rohrleitungen 71 und 72. In diesen Rohrleitungen sind Regelventile 73 und 74 vorgesehen, die sur Einstellung der Steuerströmungsgeschwindigkeit dienen, un die gewünscht· Drehkraft an der jeweiligen Seite des Tragflügels su erχleiere Die dargestellt· Steueranordnung soll nur sls Beispiel für eine Anordnung dienen, nit welcher sehrere unabhängig einstellbar· Mediua-SteuerstrOmmfSgeschwindigkeiten erzielt werden können, und «s können geeignete Mittel für diese

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Funktion verwendet werden, beispielsweise reine Ströaungsverstirker (pure fluid amplifier). Die Quelle 7 kann s.B. atmosphärische Luft sein, wenn die Eintiefungen 5 unterhalb des atmosphärischen Druckes arbeiten.

Wenn der in Figo 1 und 2 dargestellte Tragflügel in einen Mediuastroa Bit einen Anstellwinkel Null gebracht wird (d,h., wenn die Vorderkante 8 dea anströaenden Medium zugekehrt ist und die Sehnenlinie parallel tu» Stroa ist) wird eine Oberflächendruckverteilungskurve von der in Fig. 3 dargestellten Art an jeder Oberfläche erzeugt« Die senkrechte Achse in Figη 3 stellt den Oberflächendruck-Koeffizienten dar, welcher einen Maßstab für den Oberflächendruck aa Tragflügel ait Bezug auf den statischen Druck des Stromes gibt, während die horizontale Achse den Abstand längs der Sehnenlinie darstellt. Wie ersichtlich, ist über einen Abschnitt der Sehnenlänge der Oberflächendruckkowffixlent negativ (dh₀ der Oberflächendruck ist geringer als der statische Druck des Mediuastroas.) Wenn die Geschwindigkeit des Mediuastroas zuniaat, wird der absolute Druck an der Tragflügeloberfläche, der durch den negativen Teil der Kurve dargestellt ist, niedrigere

Die in Fig. 3 gegebene Kurve stellt die grundsätzliche Art

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der Bedingungen über einen erweiterten Bereich von Betriebsgeschwindigkeiten dar„ Die Amplituden verändern sich alt der Geschwindigkeit, jedoch verändert sich der Gesamtkurvenverlauf erst, wenn die Geschwindigkeiten ausreichend hoch sind, üb eine Ablösung der Ströaung von der Tragflügelobeifiäche herbeizuführen« Dieser letztere Betriebsbereich betrifft den Gegenstand der Erfindung nicht und wird deshalb hier nicht weiter behandelt. Die in Figo 3 gezeigte Kurve stellt die Druckverteilung an beiden Tragflügeloberflächen für einen symmetrischen Tragflügel mit dem Anstellwinkel Null dar_o Die tatsächliche Wirkungsweise des erfindungsgemässen Tragflügels hängt von dem Strömungsmedium ab, in welchem der Tragflügel arbeitet, und von dem Steuermediuso Es ergeben sich daher praktisch drei Fälle, nämlich eine Gassteuerströmung in einer flüssigen Umgebung, eine Flüssigkeitssteuerströmung in einer flüssigen Umgebung und eine Gassteuerströmung in einer Gasumgebungο

Bei der ersten Betriebsart, Gas in Flüssigkeit, soll der Bereich zwischen der über den Flügel strömenden Flüssigkeit und der Wand 52 oberhalb des Dampfdruckes der Flüssigkeit gehalten werden₈ damit keine Kavitation erfolgt» Wenn eine Kavitation eintreten kann, werden Stoßwellen durch den Zusammenbruch von Kavitationsblasen erzeugt, die zu einer

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Erosion des Flügels führen und eine unnötig· Turbulenz in das Systea hereinbringen.

Wie erwähnt, kann eine Kavitation in denjenigen Pillen verhindert werden, bei welchen bei der normalen Arbeitsweise des Flügels Drücke in der Bintiefung 5 unterhalb des Dampfdruckes der Flüssigkeit entstehen, indem kontinuierlich ausreichend Gas der Eintiefung 5 zugeführt wird, um den Druck oberhalb des Dampfdruckes der Flüssigkeit zu halten« Die erforderliche Ströaung ist eine Funktion vieler Faktoren, beispielsweise der Baufora des Flügels, der Geschwindigkeit, der Tiefe des Flügels in der Flüssigkeit usw..

Die Arbeitsweise U9* Flügels hingt von der Zufuhr von Medium zu dea einen oder dea anderen der Hohlraum« ab, durch welche der Druck in der einen Bintiefung 5 ait Bezug auf die andere erhöht wird_o Bei den beschriebenen Systea ist die Mitnahme des Gases an der Gas-Flüssigkeits-Grenzfliche relativ unwirksam, so daß eine deutliche Gasblase gebildet wird. Ia Idealfall würde kein Gas von der Flüssigkeit aitgenoamen werden und bei der Gaszufuhr zur Bits· würde der Druck in dieser ohne Verlust ait Ausnahm« aa unterstroaseitigea Bnde der Eintiefung 5 zunebaen. In diesem Falle ist der Druck in der Blase eine Funktion der restlichen Nediuaströaung, d.h.

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des Unterschiedes zwischen der GassttBmungsgeschwindigkeit in die Blase durch die Auslässe 4 und der Ausströmung aus' der Blase tür Hinterkante des Flügels. Die Mitnahne von Gas, obwohl sie alt Bezug auf ein PlOssigkeit-nOssigkeit- oder Gas-Flüssigkeit-Systea klein ist, ist inaer noch ein Faktor in dr Arbeitsweise des Systems. Eine ideale Arbeitsweise kann daher nicht erxielt werden, jedoch kann in den Systemen und bei praktischen Strömungsgeschwindigkeiten ein ziemlich gleichartiger Druck aufrecht erhalten werden.

Bei eines Gas-Gas- oder Plttssig-Flussig-System nüssen die Impulswirkungen sowie die erhöhte Mitnah?' berücksichtigt werden. Bei einen Gas-Flttssig-Systen ist der Iapu» „ ^ ■al Geschwindigkeit) des Gases klein in Verhältnis zum Impuls der Flüssigkeit. Bei den anderen beiden Arten von Systemen ist jedoch die Dichte des Mediums die gleiche oder annBhernd gleich der Dichte des umgebenden Mediums, so defl die Impulseffekte von Bedeutung werden. Wenn ein Gassteuerstrom mit einen Winkel su der Wand 52 der Eintiefung 5 austritt, kommt dieser Strom in Kontakt mit dem benachbarten Strom des umgebenden Mediums, so daß ein wesentlicher Teil eines Staudruckes (1/2 · ν ) in einen statischen Druck umgewandelt wirdη Bei diesen Arten von Systemen wird daher eine zweifache Druckwirkung ersielt, nimlich eine Druckbelastung der Blase infolge einer restlichen Mediumströmung in die

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Eintiefung 5 und durch den Impuls abgeleitete Drucker

Dieses zusätzliche Merkmal in Gas-Gas- und Flüssig-Flüssig* Systemen wird zumindest teilweise durch die erhöhte Mitnahme bei diesen Systemen infolge der Ähnlichkeit der Medien ausgeglichen«

Beim Gas-Flüssig-System wird es als zweckmissig erachtet, der Blase ein Gas zuzuführen, um eine Kavitation zu verhindern« Es wird als wünschenswert betrachtet, ein Steuermedium bei allen den verschiedenen Arten von Systemen in ausreichender Menge zuzuführen, um das umgebende Medium zu veranlassen, daß es dem gleichen Strömungsweg beim Fehlen eines Steuersignals folgt, dem das Medium folgen würde, wenn die Eintiefungen 5 nicht vorhanden wären« Eine solche Arb eitsweise gewährleistet einen maximalen Betriebswirkungsgrad des Flügels unter normalen Bedingungen.

Ein zusätzlicher Vorteil der ständigen Verwendung von Steuerströmungen zur Stufe besteht darin, daft der Widerstand wesentlich herabgesetzt wird, wobei der Mindestwiderstand erzielt wird, wenn eine maximale Steuerströmung besteht„ Wenn jedoch gleiche Mengen Steuermedium mit einer beschränkten Strömungsgeschwindigkeit zugeführt werden, wird ein

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grösseres Drehveraögen erhalten, da eine gleichzeitige Zunahae in der Ströaung an der einen Flügelfliehe und Verringerungen an der anderen aöglich geaacht wirdo Diese Druck« Zug-Arbeitsweise (push-pull type of operation) ist in vielen Anwendungsfällen wünschenswert und so kann eine optiaale Bedingung erreicht werden, indea die Drehkrafterfordernisse, der zulässige Widerstand und die Mindestverbrauchssitze des Steueraediuas ausgeglichen werden,,

In der vorangehend beschriebenen Weise wird die Mindestströaung für das Systea erzielt, wenn eine aaxiaale Flügelwirkung erforderlich ist» Die aaxiale Ströaung wird durch die Situation bestiaat, bei welcher das Steueraediua ua die Hinterkante des Flügels herun zur anderen Fläche strömt* Steueraediua kann daher eingeleitet werden, bis die Blase sich zurück zur Hinterkante des Flügels und vielleicht etwas weiter je nach der Strömungsgeschwindigkeit erstreckt. Bs wird jedoch ein Punkt erreicht, an welchea eine Steuerströaung zur anderen Seite des Flügels beginnt, was veraieden werden nußο Hierbei ist zu erwähnen, daß, wenn die Erstreckung der Blase bis zur Hinterkante des Flügels herbeigeführt wird, eine Druckzunahae längs der gesaaten Fläche unterstroaseitig der Wand 51 bewirkt, und eine maximale Kraft aa Flügel entwickelt wirdo Daher kann durch eine Veränderung der Ströaung

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zwischen derjenigen, die zur Aufrechterhaltung normaler Stromlinien um den Flügel und zur Bildung einer Blase erforderlich ist, die sich zur Hinterkante erstreckt, ein zusammenhängender Kräftebereich zwischen zwei Extremen erzielt werden, um einem Körper, an dem der Flügel angebracht ist, Wendemomente mitzuteilen. Durch die Verwendung von Flügeln an entgegengesetzten Stellen eines KOrpers, beispielsweise die beiden Flügel eines Pkgzeuges, umd durch das Entwickeln von Kräften auf der gleichen Seite der Tragflügel (z.Bo an der Unterseite der Tragflächen,kann eine Translationsbewegung erzielt werden.

Die bevorzugte Grosse der Stufe mit Bezug auf die Sehnen« lins wird aus der Oberflächendruckverteilungskurve der Fig^ für die besondere FlQgelbauform und aus den Systemerfordernissen (d_oh„ Bereich und Art der erforderlichen Kräfte, erwartete Umgebungsbedingungen usw.) bestimmt. Bei einer beispielsweisen Ausführungsform kann sich die Fläche 52 über die volle Flügelspannweite und zwischen den Sehnenpunkten o,3 und o,6 erstrecken, welch letzterer Faktor durch die Tiefe der Eintiefung 5 bestimmt wird«, «ie sich aus Fig. ergibt, befinden sich die Sehaenpunkte o,3 und o,6 for die meisten Flügelbauformen innerhalb der Bereiche mit negativem Oberflächendruck.

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FOr eine einwandfreie Arbeitsweise daa Flügels ist es erforderlich, daft das Steueraediua, das einen höheren Druck hat als an eine« grossen Teil beider Plügeloberfliehen, daran gehindert wird, ua die Enden des Flügels herumzuströmen und den Druck an beiden Oberfllchen statt nur an der einen beabsichtigten Oberfläche zu erhöhen. Bine Lösung für dieses Problea besteht darin, daft die Strömung des Steueraediuas Ober einen kleineren Teil der Flügeloberfliehe wirkt. Eine solche Arbeitsweise kann dadurch erreicht werden, daft die Stufe 5 an Bereichen in der Nfthe der Enden des Flügels weggelassen wird. Andernfalls ist die Wirkung klein, wenn die Flügelstreckung groft ist, zuaindest 3:1 und vorzugsweise höher, so daft die Menge des Steueraediuas als Endströaung klein ia Verhältnis zur Gesaataenge des verwendeten Steueraediuas ist. Ferner wurde festgestellt, daft durch die Befestigung von Endplatten 9 an jedea Ende des Flügels, wie in Fig. 4 dargestellt, eine Strömung des Steueraediuas von der einen Flügeloberfliehe zur anderen verhindert wird, selbst wenn der ganze Oberfllchenbereich der Stufe hohen Strömungsgeschwindigkeiten des Steuermediums ausgesetzt wird. Diese Endplatten 9 haben sich als sehr wirksam erwiesen, wenn sie so angeordnet werden, daft die Längsachse jeder Platte in der Ebene der Sehne das Flügels liegt. Vorzugsweise soll die Linge der Platten geringfügig grosser als die Länge des Plügels

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sein, wenn die Breite der Platten annähernd das Doppelte der Breite des Flügels betragen soll.

Figo 4 zeigt ferner das Prinzip der Anwendung des erfindungsgeaässen Strönungskrafterzeugers auf eine Lenksteuerung für ein Oberwasserfahrzeug, Das dargestellte Fahrzeug 11 besitzt ein starres Trägerorgan Io, das sich von dessen Heck senkrecht unterhalb der Wasseroberfläche erstreckt« Aa Trägerorgan\Lo ist der erfindungsgenässe Ströaungskrafterzeuger 1 starr so alt seiner oberen BndpMte 9 befestigt, daß er sich nicht längs irgendeiner Achse ait Bezug auf das Fahrzeug 11 bewegen kann» Der Strönungskrafterzeuger befindet sich daher vollständig unterhalb der Wasseroberfläche, so daß das Fahrzeug 11 eine Drehbewegung ausführt, wenn eine Differentialkraft auf die beiden Flügeloberflächen ausgeübt wirdο Das Trägerorgan Io enthält vorzugsweise Mittel zua Leiten des Steueraediuas (beispielsweise die Leitungen 71 und 72 in Figo 1) zu den Saaaelleitungen 2 nach Fig. 1. Bei dir dargestellten Anwendungsfora kann das Steueraediua ohne weiteres Luft von ataosphärischea Druck sein, da für geringe Tiefen der statische Druck des freien Stroas ia Bereich der Stufen 5 für die aeisten praktischen Geschwindigkeiten niedriger als der ataosphärische Druck ist. In diese« Falle besteht jedoch eine Beschränkung insofern, als bei sehr

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niedrigen Geschwindigkeiten des Mediumstroms Bit Bezug auf den Flügel der Oberflächendruck am Flügel nicht ausreichend negativ mit Bezug auf den statischen Druck des Stromes ist, um niedriger als der atmosphärische Druck zu sein. Daher wird» obwohl eine gegebene Strömungsgeschwindigkeit eine zunehmende Wendekraft mit zunehmender Geschwindigkeit erzeugt, keine Lenksteuerung bei sehr niedrigen Geschwindigkeiten ungeachtet cbr Grosse der Strömungsgeschwindigkeit erhalten« sofern nicht ein Steuermedium von etwas grösserem Druck verwendet wirdo Ausserdom ist, wenn der Flügel bis zu einer Tiefe untergetaucht ist, an welcher der statische Druck des freien Stroms derart ist, daft der statische Druck in der Stufe den atmosphärischen Druck überschreitet, ein Steuermedium von grösserem Druck erforderlich. Ob der höhere Druck notwendig istoder nicht, hängt von dem besonderen Anwendungsfall ab. Welches Steuermedium auch immer gewählt wird, so ergibt sich jedoch, daft der Strömungskrafterzeuger 1 ein verhält» nismässig einfaches Mittel zur Lenkung des Wasserfahrzeuges 11 darstellt, ohne daß irgendwelche bewegliche Teile ausser denjenigen erforderlich sind, die zur Regelung der Geschwindigkeit der Steuermediumströmung notwendig sind.

Ein interessantes Merkmal des Flügels, wenn dieser als Lenksteuerung im wesentlichen in der vorangehend beschriebenen Weise verwendet wird, ist der Umstand, dall die durch eine

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gegebene Steuerströirangsgeschwindigkeit erzeugte Wendekrat sich entsprechend dem Anstellwinkel der Sehnenlinie des Flügels alt Bezug auf den Geschwindigkeitsvektor des freien Mediuastroas verändert. Auf dea Gebiet der Aerodynamik und der Hydrodynamik ist es bekannt, daft» wenn sich der Anstellwinkel des Flügels verändert, der Druck an der Plügeloberfläche, die oberstroaseitig gerichtet ist, suniaat, während der Druck an der Oberfläche, die unterstroaseitig gerichtet ist, abniaato Für die Anwendung dieses Uastandes auf die Ausführungsfora nach Figo 4 sei angenoaaen, daft sich das Fahrzeug 11 durch das Wasser ait einer solchen Geschwindigkeit bewegt, daft gleiche und bestlaabare ObetflJchendruckverteil» ungen auf beiden Flügeloberflächen erzeugt werden« Die Zufuhr einer SteueraediuastrOaung xur Stufe S an der Steuerbordfläche des Flügels ergibt einen grösseren Druck an dieser Oberfläche, was zur Folge hat, daft das Fahrseug in der Steuerbordrichtung wendet. Venn das Wasserfahrzeug wendet, ist die Backbordfläche des Flügels oberstroaseltig des Wasserstroas gerichtet, wodurch ein erhöhter Druck an der Backbordfläche erzeugt wird. Die Grosse dieses erhöhten Druckes,die sich aus einer Veränderung la Anstellwinkel ergibt, hängt von der Wendegeschwindigkeit des Wasserfahrzeugs sowie von der Strömungsgeschwindigkeit des Steueraediuas ab, da eine grössere oberstroaseitige Augenblicksbelastung der Backbord-

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fläche für grössere Steuerbordwendegeschwindigkeiten besteht ο Daher hat der erfindungsgeaässe Ströaungskrafterzeuger die Neigung, sich selbst in Abhängigkeit voa Eingangssteuersignal zu begrenzen, wodurch la wesentlichen eine stabilisierende negative Rückführung erhalten wird. Ia besonderen erfährt eine Wendekraft eine Gegenwirkung durch eine Veränderung in der Druckverteilung, welche eine Funktion der erzielten Wendung ist»

Eine weitere Berücksichtigung bei der Ausführungsfora nach Fig« 4 betrifft das Erfordernis, daß die stufenföraigen Eintiefungen in den Flügeloberflächen voa Zugang zur Aussenluft alt Ausnahae durch die Saaaelleitung 2 und die zugeordneten Auslässe 4 isoliert gehalten werden müssen Ein solcher Zugang würde natürlich einen Steuerungsverlust der SteueraediuDblase verursachen, welche durch die Steueraediuaströaung zwischen dem freien Stroa und der Flügeloberfläche erzeugt wird,, welche Blase praktisch den erforderlichen Wendedruck lieferte Die obere Endplatte 9 stellt in dieser Beziehung eine Hilfe dar, jedoch ist darauf zu achten, daß die obere Platte nicht über die Oberfläche des Wassers ansteigt.

Die in Fig 4 dargestellte Gestaltung wurde unter Verwendung

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eines Standard NACA 63₃~ol8 Tragflügels, modifiziert «it der vorangehend beschriebenen stufenförmigen Eintiefung und an einem Wasserfahrzeug befestigt, geprüft„ Der Flügel ergab bei Zufuhr einer Mediumströmung in der vorangehend beschriebenen Weise eine weiche und rasch ansprechende Lenk«· steuerung.

Vor der Erfindung war das herkömmliche Seitenruder die zu« verlassigste und robusteste Lenkvorrichtung, Aus der vorangehenden Beschreibung ergibt sich, daß der erfindungsgemässe Strömungskrafterzeuger ohne bewegliche Teile robuster, zu» verlässiger, billiger und schneller ansprechend ist und daß er weniger Wartung als selbst der einfachste bekannte Seiten* rudermechanismus erfordert« Obwohl bei einem Lenkmechanismus für kleine Boote und bei kleineren in Wasser arbeitenden Tragflächen atmosphärische Luft verwendet werden kann, sind die Steuerkrafterfirdernisse kleiner als bei herkömmlichen Systemen« Diese letztere Feststellung trifft in vielen anderen Fällen zu, bei welchen der Tragflügel sich nicht in einer beträchtlichen Tiefe in Wasser oder in einem anderen dichten Medium befindet.

Figr 5 zeigt eine weitere Anwendungsform des erfindungsgemässen Strömungskrafterzeugers, nämlich eine Lenksteuerung für ein Tragflügelboot. Eine Strebe 13 ist starr und sich

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nach unten erstreckend an einen nicht gezeigten Boot befestigt, das sich oberhalb der Wasseroberfläche bewegt. Unterhalb der Wasseroberflache ist eine Art Gondel (pod) 15 an der Strebe 13 mit Tragflügelabschnitten 12 und 14 befestigt, die sich in entgegengesetzten Richtungen von der Gondel aus erstrecken. Der erfindungsgeaässe Strömungskrafterzeuger 1 ist an der Gondel 15 starr so befestigt, daß er von dieser senkrecht nach unten absteht. Die untere Endplatte 19 ist, wie dargestellt, an unteren Ende des Ströaungskrafterzeuger5 befestigt, während die Gondel 15 und die Tragflügel 12 und 14 zusätzlich zu ihren herkömmlichen Funktionen als obere Endplatte für den Strömungskrafterzeuger dienen» Die Arbeitsweise der Ausführungsform nach Fig. 5 ist der in Fig. 4 dargestellten ähnlich. Hierbei ist zu «wähnen, daß Tragflügelboote nit höheren Geschwindigkeiten als herkömmliche Wasserfahrzeuge betrieben werden können und deher im allgemeinen keinen so hohen Druck für das Steuermedium erfordern als Wasserfahrzeuge mit jeweils normalen Betriebsgeschwindigkeiten. Ausserdem kann das Tragflügelboot ausreichend nahe der Wasseroberfläche betrieben werden, um die Verwendung atmosphärischer Luft als Steuermedium, wie in Verbindung mit der Ausführungsform nach Figo 4 beschrieben, zu ermöglichen.

Die Tragflügel 12 und 14 oder einer derselben können ebenfalls

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gestufte Tragflügel sein. Bei z.B. eine* Tragflügelboot ait zwei vorderen Gondeln je mit gestuften Tragflügeln für die Ebenen (planes) kann eine Schlingerstabilisierung durch die unterschiedliche Zufuhr eines Steueraediuas zur oberen und zur unteren Fläche des Tragflügels der beiden Ebenen erzielt werden., Die Tiefensteuerung geschieht durch die Zufuhr von Steuemedien zu entsprechenden Oberflllchen der Tragflügel der beiden Ebenen«, Eine Lenkung kann durch die Verwendung eines vertikalen Flügels 1 unterhalb jeder Ebene und durch die unterschiedliche Zufuhr von Steueraediua zu diesen Flügeln geschehen. Andere Arten der Steuerung sind naheliegend durch die Verlängerung des gestuften Flügels zur hinteren Gondel des Bootes, um eine Schlingerstabilisierung ua drei Drehachsen und eine Translation in zwei Ebenen zu erzielen.

Eine weitere Anwendungsfora des erfindungsgeaässen Ströaungskrafterzeugers ist als SchlingerStabilisierungssteuerung für andere Wasserfahrzeuge, wie in Fig. 6 und7, dargestellt» Das herköaaliche Verfahren zur Schlingerstabilisierung für grosse Wasserfahrzeuge besteht darin, grosse tragflügelföraige Flossen an den Seiten des Wasserfahrzeugs anzubringen und dann dn Anstellwinkel der Flossen auf Befehl von einer Coaputersteuerung zu verändern, welch letztere Inforaation von verschiedenen Lageanzeigern erhält. Dieses Verfahren kann in

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vorteilhafter Weise durch die Verwendung einer Reihe von feststehenden Strömungskrafterzeugern anstelle der drehbaren Flossen verbessert werden, wobei die Ströaungskrafterzeuger auf Ihnliche Coaputerbefehle ansprechen. Ein solches Wasserfahrzeug 14 ist in Fig. 6 und 7 dargestellt. Eine Anzahl erfindungsgeaisser Stroaungskrafterzeuger 1 ist sowohl an der Backbordseite als auch an der Steuerbordseite des Wasserfahrzeugs befestigt und normalerweise so angeordnet, daft sie einen Anstellwinkel Null ait Bezug auf den freien Mediuastroa haben, der durch die Bewegung des Wasserfahrzeugs durch das Wasser erzeugt wird. Ausserden sind die Stroaungskrafterzeuger 1 ait einea bestiaaten Winkel zur Wasseroberfläche angeordnet. Falls das Wasserfahrzeug eine Neigung ZUB Schlingern ia Uhrzeigersinn, gesehen in Fig. 7, zeigt, kann durch eine entsprechende Verstärkung der Steueraediua* ströaung (wie sie durch den Computer bestiaat wird,) zur Unterseite der Ste'uerbord-Ströaungskrafterzeuger und zur Oberseite der Backbord-Strdaungskrafterzeuger die notwendige Gegenzeigersinn-Korrekturbewegung erhalten werden. Eine Ihnliche Verringerung in der Strömung an der oberen Steuerbordfläche und an der unteren Backbordflache kann gleichzeitig ausgeübt werden, ua eine erhöhte Steuerkraft für eine ainiaale Ströaungsver&nderung zu erzielen. Eine Ähnliche Wirkungsweise ist zur Korrektur für ein Gegenzeigersinn-Schlingern aoglicho

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Hierbei ist zu erwähnen, daß die Tiefe, in welcher die erfindungsgemässen Strömungskrafterzeuger bei dieser Aus» führungsform angeordnet sind, derart ist, daß der atmosphärische Druck für die meisten praktischen Geschwindigkeiten un» wirksam ist und daher ein unter Druck stehendes Steuermedium erforderlich ist. Wie im Falle der Ausführungsform nach Figo kann der optimale Ausgleich zwischen Widerstand und Stabilisierungskraft die Aufrechterhaltung einer beschränkten Steuerströmung an den Stufen der Tragflügel während eines stabilen Betriebs erfordern_n Eine weitere Ausführungsform der ERfindung stellt der in Fig. 8 dargestellte modifizierte Pumpstrahlmantel 16 dar» Der Pumpstrahlmantel ist dom FlUgel nach den vorangehenden Ausführungsformen ähnlich, hat jedoch statt einer planaren eine hohlzylindrische Form, wodurch eine äussere Stufe oder Eintiefung 4o und eine innere Stufe oder Eintiefung 45 erhalten wird.

Es ist erwünscht, die Vorrichtung zum Erzielen einer Translation in zwei Ebenen, nämlich nach oben und unten bzw. nach der einen oder anderen Seite oder einer Kombination hiervon zu verwenden» Es ist daher notwendig, jede Fläche, d«h. die Innenfläche und die Aussenfläche des Mantels 16 in vier Quadranten zu trennen. An der Aussenfläche des Mantels sind vier Rippen oder Schaufeln 41 in Abständen von 9o° und folgend dem normalen Tragflügelverlauf von der Vorderkante zur Hinterkante

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vorgeseheng Die Rippen 41 erfüllen daher die gleiche Funktion wie die Platten 9 bei den vorangehend beschriebenen Figurenο Diese Rippen können natürlich über die übliche Tragflügeloberfläche erhöht werden, falls erforderlich, um einen Abschnitt der Stufe 4o von den benachbarten Abschnitten zu isolierenο

Was die Innenfläche des Mantels 16 betrifft, so ist diese zur Verwendung mit einen Flügelrad 46 für die nachfolgend näher beschriebenen Zweckebestimmt, wobei das Flügelrad die für den Vortrieb des Wasserfahrzeugs verwendete Schraube bzwo eine von mehreren solchen Schrauben bildet« Die Welle des Flügelrades kann zweckmässig innerhalb des Mantels 16 in einer Mittelnabe 43 einer Speichensternanordnung gelagert sein« Der Speichenstern besteht aus vier Streben 44 in axialer Ausfluchtung mit den Rippen 41, wodurch die Stufe 45 in vier Quadranten unterteilt wird. Die Streben 44 können stromlinienförmig sein, um den Widerstand und die Turbulenz zu verringern»

Der Mantelquerschnitt ist, wie in Fig_o S gezeigt, ein gekrümmter Tragflügel, jedoch wird die Bauform grundsätzlich durch Geschwindigkeitsrücksichten bestimmt, d.h., das System arbeitet mit seinem maximalen Wirkungsgrad oder nahe-

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zu nit diesem bei einer konstanten Geschwindigkeit von vorne nach hinten innerhalb des Hanteis, d.h. das Innere des Mantels hat ein konstantes Volumen unterstromseitig des Flügelradesο Der tussere Verlauf mufl daher der anfänglichen Zunahme und der nachfolgenden Verringerung des Querschnitts der Streben 44 des Speichensterns, der Wirkung der Nabe des Speichensterns, die ebenfalls stromlinienförmig ist, und den nachfolgenden Ende der Streben und der Nabe Rechnung tragen» Im besonderen ist die Innenfläche des Querschnitts des Mantels parallel iu seiner Achse«, Die Aussenfläche des Mantels ist einfach stromlinienförmig.

Das Steuermedium wird durch vier Leitungen in einem Mantel* trägerelement 17 zugeführt und durch Sammelleitungen im Mantel oder durch die Streben 44 und die Nabe verteilte

Es ist ohne weiteres erkennbar, daß eine über geeignete Leitungen 47 ausgewählten Teilen der äusseren Mantelfläche zugeführte Steuermediumströmung dazu ausgenutzt werden kann, sowohl seitliche als auch vertikale Krä£e zu erzeugen, wenn der Mantel durch das Strömungsmedium hindurchtritt. Die Kräfte werden in der gleichen Weise wie itr den planarenFlÜgel erzeugt, wobei das Steuermedium an der Eintiefung 18 zugeführt wird. Die Teiler 41 unterteilen die Mantelfläche in

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vier Quadranten, so daß die jede« Quadranten zugeführte Steuermediumströmung eine Kraft gegen den Mantel in der gewünschten horizontalen oder vertikalen Richtung erzeugt_o Ferner bewegt sich infolge der Art des Pumpstrahls das innerhalb des Zylinders strömende Medium nit einer grö$° seren Geschwindigkeit als das an der Aussenseite strömende, wodurch die Entwicklung von noch grösseren Seiten- oder vertikalen Kräften durch eine entsprechende Zufuhr von Steuermedium lings ausgewählter Teile der Innenflache des Mantels ermöglicht wird. Ferner hat bei niedrigen Geschwindigkeiten eines Fahrzeuges, an dem die Einheit angebracht ist, dohc bei Geschwindigkeiten, die ausreichend niedrig sind, so daß Steuerkrlfte nicht wirksam an der Aussenfliehe des Mantels erzeugt werden können, das durch das Innere des Mantels strömende Medium ausreichende Strömungsgeschwindigkeiten infolge der Pumpwirkung, um das Entwickeln von Steuerkräften an den Innenflächen des Mantels zu ermöglichen

In Figr Io ist die Verwendung von zwei Pumpstrahlmanteln dargestellt, durch welche eine dreidimensionale Bewegungssteuerung erhalten werden kann. Die Buchstaben A-H und J «= S,die den Pumpstrahlmanteln 16 und 16' zugeordnet sind, stellen verschiedene Steuermediumausiasse Ubgs ausgewählter Teile von Stufeneintiefungen an der Innen« und der Aussen-

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fläche der Mäntel dar» Die Mäntel 16 und 16* werden, wie gezeigt, starr unterhalb des Rumpfes eines Ströaungsaediumfahrzeuges 19, beispielsweise eines Schiffes, getragen und sind symmetrisch zur Längsachse des Fahrzeuges angeordnet» Wenn das Fahrzeug 19 einen Vortrieb durch das Strömungsmedium erfährt, wird durch das Vorhandensein einer Steuernediuaströaung an den in der nachfolgenden Tabelle angegebenen Auslässen die angegebene Kraft auf das Fahrzeug ausgeübt:

A ♦ D ♦ J ♦ H —— —nach unten gerichtet· Kraft B ♦ C ♦ K ♦ L —————nach oben gerichtet· Kraft

C ♦ P ♦ R ♦ P ——————nach rechts gerichtet· Kraft E ♦ H ♦ N ♦ S —————.—nach links gerichtet· Kraft

A ♦ D ♦ K ♦ L —————im G«genzeigersinn gerichtet« Kraft B ♦ C ♦ J ♦ M —————ie Uhrzeigersinn gerichtete

Kraft.

Durch die Erfindung wird daher ein· dreidimensionale Kurs-Steuerung ermöglicht, bei welcher Steuerung keine beweglichen Teile mit Ausnahae der Mittel vorgesehen sind, die zur Regelung der Steuermedium-Strömungsgeschwindigkeit dienen.

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In Figα 11 ist eine weitere Abänderungsfora des erfindungsgeaässen Stöaungsdruckerzeugers dargestellt. Bei dieser Ausfuhrungsfora ist eine Plügelbaufora vorgesehen, die aus dea geometrischen Ort der Punkte gebildet wird, der durch die Drehung des zweidiaensionalen Querschnitts des Flügels 1 nach Figo 2 ua seine Sehnenlinie erzeugt wird. Die erhaltene Flügelbaufora 21 weist eine stufenföraige Eintiefung 22 auf, die sich völlig ua ihren Uafang herua zwischen bestiaaten Sehnenpunkten erstreckt und aehrere Gruppen von Steueraediuaauslflssen 23, 24 uswo besitzt« Der Querschnitt der Baufora 21 ist an jeder Stelle längs ihrer Längsachse kreisföraig. Der Tragflügel 21 ist starr an einea geeigneten Ströaungsaediuafahrzeug 19 durch Trägereleaente 2o befestigt« Teiler 47 trennen die Steuerauslässe in vier Gruppen 23, 24 usw„· Wenn sich das Fahrzeug 19 durch ein Ströaungsaediua bewegt, kann die Oberflächendruckverteilung, die gleichaässig ua den Tragflügel 21 herua erzeugt wird, steuerbar dadurch verändert werden, daß grössere oder geringere Mengen Steueraediuaströaung an den verschiedenen Steueraediua-AuslaOgruppen 23, 24 usw. eingeleitet werden. Die Tragflügelanordnung 21 ist daher ohne weiteres zua Erzielen sowohl vertikaler als auch seitlicher Kräfte in einer Weise anpaSbar, welche der für den Puaparahlaantel nachFigo 8 angewendeten ähnlich ist, und zusätzlich zua Br-

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sielen von Drehkräften bei einer Kombination ait lhnlichen Tragflügeln an eine· einfachen Fahrzeug in ähnlicher Veise wie für die Puapstrahlaintel nach Fig. 9 angegebene Dieser ultraeinfache Ströaungsdruckerseuger ohne bewegliche Teile ermöglicht daher eine dreidimensionale Kurssteuerung für verschiedene Strdaungsaediua-Fahrsauge, wobei das gesamte Steuersyste« leicht gewartet werden kann, billig ist und eine relativ geringe Leistung verbraucht.

Zahlreiche weitere Anwendungsaöglichkeiten für den erfindungsgeaissen Strömungskrafterzeuger ergeben sich für den Fachaann aus der vorangehenden Beschreibung, so daft die Erfindung . nicht auf die beschriebenen Ausftthrungsbeispiele beschrankt ist. Beispielsweise kann aan bestimmten Anwendungsformen aa besten durch unsymmetrische Tragflügelgestaltungen gerecht werden* Eine Unsymmetrie eines Tragflügels um seine Sehnenlinie ergibt ungleiche Druckverteilungen lings der beiden Tragflügel fliehen bei einea planeren Tragflügel (wie in Figo 1 und 2) und eine unausgeglichene Druckartellung lings der Oberfliehe der dreidiaensionalen Tragflügel (Fig.8 und 11). Diese ungleichen und unausgeglichenen Druckbedingungen erzeugen eine Belastungskraft gegen den Tragflügel in der einen Richtung, welche dazu verwendet werden kann, eine stetige Steuerung unter Ruhebedingungen (kein Steuersignal) zu bewirken, oder durch Belastungssteuersignale ausgeglichen wer-

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den kann,, In ähnlicher Weise können sich Eintiefungen von anderer Art als in Fora einer Stufe als wünschenswert erweisen, ua ein besonderes Ergebnis zu erreichen. Ferner lägt die in Fig. 6 und 7 dargestellte Ausführungsfora die Verwendung des «rfindungsgeaässen Ströaungskrafterzeugers zur Steuerung der Quer- und Llngsireigung zusätzlich zu dir Rollbewegung nahe, indem lediglich die Tragflügel an geeigneten Stellen und in geeigneten Richtungen ta Bug und Heck des Fahrzeuges angeordnet iorden° Solche und andere Anwendungsforaen und Abänderungen liegen la Rahaen der Erfindung.

Die Erfindung ist natürlich nicht auf die beschriebenen und dargestellten Einzelheiten beschränkt, sondern kann inner» halb ihres Rahaens verschiedene Abänderungen erfahren.

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Claims

Bowles Engineering Corp« 595 550/B 92 *8

Patentansprüche

1. Strumungskrafterzeuger ftlr ein Steuersyeteii eines Fahrzeuges, den ein Vortrieb durch ein Strömungsmedium Bitgeteilt wird, zur Veränderung der Richtung oder Stellung des Fahrzeuges in seinem Medium, mit einer stromllnlenförigen FlUgelanordnung mit mindestens einer Oberfläche« welcher Strömungsmittel zum Austritt aus einem Teil der Oberfläche zugeführt wird, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Erzeugen eines Mediumstroes zur Schaffung einer bestimmbaren Oberfläehendruokverteilung längs der Sehne der erwähnten einen Oberfläche, und eine Steuereinrichtung zur Liefe* rung von Steuermedium mit einer einstellbaren Strömungsgeschwindigkeit zu einer ersten Eintiefung im Oberflächenprofil und zum Austritt aus dieser Eintiefung, welches Steuermedium einen Druck hat, der höher als der Oberfläohendruck ist, welcher an der erwähnten Eintiefung des Flügels durch die Einrichtung zur Erzeugung eines Mediumstrams erzeugt wird.

2· Strömungskrafterzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erwähnte Flügelanordnung im wesentlichen

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planar und üb die Ebene ihrer Sennenlinie sywsetrisoh 1st, wobei die der erwähnten einen Oberfläche entgegengesetzte Oberfläche eine zweite KLntiefung aufweist, die der ersten Eintiefung in Form und Lage identisch ist, und wobei die Einrichtung zur Erzeugung eines Medluastroas eine Oberflächendruckverteilung auf der entgegengesetzten Oberfläche erzeugt, welche bei eines Anstellwinkel Null der best inabaren Oberflächendruckverteilung la wesentlichen, identisch ist» und die Steuereinrichtung eine zusätzliche verstellbare Strömmgegeechwindigkeit des Steueraedluns an der zweiten Eintiefung ermöglicht·

3» Strömungskrafterzeuger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet» dass die erste und die zweite Eintiefung die Form einer rechtwinkeligen Stufe in den Jeweiligen Oberflächen des Flügels haben und die Steuereinrichtung das Steuemedlun längs der Basis Jeder Stufe verteilt·

4. Sfcrömungskrafterzeuger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeloh-. rieb, dass sich die Stufe Über die Spannweite des FlUgels zwischen bestimmten Sehnenpunkten erstreckt und die Regeleinrichtung eine Anzahl Offnungen aufweist, die längs der Breite Jeder Stufe für den Zutritt des Steuernedluas zu dieser verteilt sind»

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5. Strunungskrafterzeuger nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch Endplatten, die Im wesentlichen senkrecht su den erwttmten OherfHohen angeordnet und an den entgegengesetzten Snden des PlUgels befestigt sind, us ein Leoken der SteuermediuaatröBune von der Plügeloberfliche, welcher die Strunxag zugeführt wird, su der anderer FlOgeloberflKehe zu verhindern.

6· Strusungskrafterzeuger nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet» dass die Steuereinrichtung Sassmlleltungen aufweist, die jeder der erwähnten Stufen zugeordnet und unterhalb der Oberflächen des Flugeis angeordnet sind, und Mittel vorgesehen sind, durch welche das Steuermedlue zwischen den Saamselleitungen und den Offnungen der jeweiligen Stufen geleitet wird·

7» StrBeungBkrafterzeuger nach Anspruch 6, daduroh gekennzeichnet, dass das Steuensedlu« einen kernst ent en Druck hat»

θ« Str&aungskrafterzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekenn« zeichnet, dass die FlOgelanordnung einen Hohlzylinder alt einer Innen- und Aussenf liehe bittet, welche Aueeenf lache der erwähnten mindestens einen Oberfläche entspricht. Jede innere und Kussere Oberfläche Eintiefungen an bestirnten

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Bereichen aufweist, dl· Steuereinrichtung Mehrere sueMtε-liehe verstellbar· StrftenngigeaohwlndlgkelBn de· 8teuer-■edlu·* su den Klntlefungen ereöglioht und die MediusatroaerzeugungselnrlchtiKig einen MedluMtroai \m di· tuseere Oberflieh« des Zylinders und einen «weiten Mediuestrosi too hOherer Geschwindigkeit durch den Inneren Teil des Zylinder· erzeugt, wodurch verschiedene best latte Oberfliehendruolcrertellungen lXng· der inneren und der luMeren Oberfliehe des Zylinder· geschaffen werden«

t Ströeungekraft erzeuger naeh Anepruoh 1, dadurch gekennseiehnet» dass die FlUgelanordnung ein geiohloeeener dreidlaenalonaler Körper τοη kreieföreigea Querschnitt an jede· Punkt ltnge «einer LMngsaohae let und die erwähnte Bintiefung die Pom einer Stufe hat, die sieh um den üefang des Körpera herue zwischen bestiaaten Sehnenpunkten erstreckt.

10. StrOeungakrafterzeuger naeh Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die PlUgelanordmmg eine Streckung too eindestens drei hat«

11· Ströeungskrafterzeuger naeh Anepruoh 1, dadurch gekennzeichnet das8 die erwKhnte Bintiefung Ι» Abstand τοη den Boden des Flügels nach Innen endet.

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12« St rÖMuagslcraft erzeuger nach Anspruch 1* dadurch gekennzeichnet, dass der Nediusstro» ein VasserstroM 1st und das SteuersediuM Luft tor atmosphärische» Druck ist»

13« Str&Bungskrafterzeuger nach Anspruch 1 bis 12, gekennzeichnet durch Mehrere zusätzliche identische Plugelanordnungen, die starr lings der Selten des Fahrzeuges getragen Herden, und die Steuereinrichtung Kittel aufweist, die auf das Rollen des Fahrzeuges ansprechen, um eine bestiMMte SteuerMediuMstrGtaung den Jeweiligen Slntlefungen In den Flugelanordnungen zuzuführen, um eine Kraft zur Herabsetzung der Amplitude der Bollbewegung auf ein MIndestMasa zu erzeugen«

14« StrUMungskrafterzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Flugelanordnung durch eisen Hohlzylinder ■lt einer inneren und einer frisieren Oberfliehe !«bildet wird, die äussere Oberfliehe der erwMhntea Mindestens einen Oberfläche entspricht, sowohl die innere Oberfliehe als auch die iuascre Oberfliehe Äintiefungen Au bestlMMten Bereichen auweisen, «le Steuereinrichtun« Mehrere zusätzliche einstellbare Strifes** agesohwindigkeiten des flteuer-■ediMAH in 4en Untiefem erzeugt, um! üa ÜtilMMHiisi·

aIbma WrtlMMitnMi m Üi iüiift

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Oberfläche des Zylinders herua erzeugt, eine zweiter Stromerzeugungseinrichtung einen zweiten Medlumatrom von höherer Geschwindigkeit durch den inneren Teil des Zylinders erzeugt, wodurch verschiedene bestimmte OberflMchendruckvertellungen längs der inneren und der äusseren Oberfläche des Zylinders geschaffen werden«

15=· Strömungskraffeerzeuger nach Anspruch Ih₉ dadurch gekennzeichnet, dana mindestens eine zusätzliche identische zylindrische PlügeLanordnung starr qjh Fahrzeug befestigt ist und die Steuereinrichtung Mittel zur auswählenden Zufuhr von Sfcfcuarjsedium zu geeigneten Eintiefungen in den Flügelanordnungen aufweist» um ihrerseits auswählend eine horizontale« eine vertikale und eine Drehkraft auf das Fahrzeug auszuüben«

i6. St ro*BJungskr aft erzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das» die Mediumstromerzeugungseinrichtung einen geschlossenen Mediumweg aufweist, der eine Mediumdruckquelle von einstellbarer Strömungsgeschwindigkeit umfasst und die Steuereinrichtung die erwähnte einstellbare Kraft

co für den Vortrieb des Fahrzeuges in der Vorwärtsrichtung

<° erzeugt <·

o' 17« Ströeungekrafterzeuger nach Anspruch 14, dadurch gekenn-

^ zeichnet, dass die zweite Mediuastroswrseugungselnrlehtung

•In Flügelrad ist und ein Speicherkern innerhalb des

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Hohlzylinders befestigt 1st und eine Mittelnabe zur Lage· rung der Welle des FlUgelrades aufweist.

ο St rÖBiungskraft erzeuger naoh Anspruch 17» dadurch gekeiu zeichnet, dass das Innere des Hohlzylin-ts eine solche Kontur hat₃ dass ein Bereich konstanten Volumens unters döß Plügelrades erhalten wird₃

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