DE202007002737U1 - Flexibler Drachen - Google Patents

Abstract

Voll flexibler Drachen mit Zugkraftabnahme 4, 5, 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei kissenartige Zellen 2 über Lufteinlaßventile 3 durch Staudruck belüftet und die Zellen 2 mit mindestens einem Segel 1 verbunden sind.

Description

• Zusammenfassung:
• Es geht hier um einen voll flexiblen (nur aus Segeltuch) bestehenden Drachen, der in der Größe nicht limitiert ist und durch seine aerodynamische Form stabil und ohne Drachenschwanz in einem großen Windbereich fliegt. Die Drachenzellen sind kissenförmig und werden durch Staudruck über ein Ventil mit Luft gefüllt und die Füllung wird durch das Ventil über eine längere Zeit gehalten.
• Stand der Technik:
• Der aus Tuch bestehende voll flexible Drachen US 2,546,078 (1951) wurde 1948 von Francis Rogallo in den USA zum Patent angemeldet. So genial die Erfindung war, so ist das praktische Flugverhalten doch stark eingeschränkt. Erst bei der Nasa hat Rogallo in den 60er Jahren ein gut funktionierendes Gleitsegel entwickelt, das heute unter dem Namen „Nasawing" als Lenkdrachen verwendet wird.
• Die Idee des flexiblen Drachen wurde Anfang der 50er Jahre von Allison US 2,737,360 (1950) und Scott aufgenommen und das Segel mit Stäben stabilisiert und mit zusätzlichen Öffnungen (Scott) für eine bessere Flugstabilität gesorgt.
• Leistungsfähigkeit und Stabilität waren aber noch steigerungsfähig, konnten aber nur durch einen erhöhten Material- und Arbeitsaufwand realisiert werden.
• Mitte der 60er Jahre wurde eine Erfindung von Domina Jalbert in den USA patentiert – der Parafoil, ein fast geschloßener voll flexibler Zellendrachen mit offenen und nachher auch ventilierten Zellen, die durch Staudruck ein Tragflächenprofil bilden US 3,972,495 (1976). Ein derartiger Drachen ist instabil und bekommt die notwendige Flugstabilität erst durch zusätzliche Kiele und oder einen Drachenschwanz.
• Die Kombination von durch Staudruck belüftete Zelle und zweidimensionalen Segel zwischen den Zellen wurde von Richard Lewis 1978 mit dem „Pocket Kite" realisiert und durch Nick Morse mit dem „Sled Special" weitergeführt. Diese voll flexiblen, stablosen „Sled Drachen" sind in ihrer Größe limitiert und größere Ausführungen wie der „Double Parasled" von John Verheij benötigen für die Verstärkung der Zellwände dünne Stäbe beziehungsweise Rohre (Bauanleitung Vlieger'90 No.3, S4. Die Größe des „Double Parasled" wird z.B. mit 15m² angegeben.
• Alle „Sled Drachen" haben erhebliche Stablitätsprobleme bei turbulenten Luftströmungen. Die offenen Zellen klappen an den Seiten ein und destabilisieren dann den ganzen Drachen und es kommt zu einem Absturz. Die Druckdifferenzen die bei offenen Zellen schnell unterschiedlich sind, führen zu einem instabilen Flugverhalten. Einen zusätzlichen Ausgleich der Druckschwankungen schaffen relativ große Öffnungen an der Rückseite der Zellen, hierdurch wird aber der innere Staudruck erniedrigt und die Zelle kann ohne eine zusätzliche Versteifung eine limitierte Größe nicht überschreiten.
• Aufgabenstellung:
• Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Größenbeschränkung der voll flexiblen „Sled Drachen" abzuschaffen. Diese Aufgabe wird durch zwei neue Eigenschschaften der Konstruktion erfüllt. Die kissenförmigen Zellen 2, werden durch den Staudruck, den der Wind an der windzugewanten Seite bildet, über ein Ventil 3 gefüllt. Dieses Ventil 3 lässt die Luft mit geringem Widerstand in die Zelle und nur noch mit hohem Widerstand wieder heraus. Somit erhalten die Zellen 2 eine gewisse Steifigkeit und entfalten das zwischen den Zellen 2 befestigte zweidimensionale Segel 1 und hindern dieses am zusammen zufallen. Die zweite neue Eigenschaft ist die aerodynamische Form, die die Zellen 2 im aufgeblähten Zustand erhalten.
• Durch den Zuschnitt der Zellen 2 und der Anbringung des Segels 1 an den Zellen 2 und der Zugkraftabnahme 4, 5, 6 an den Zellen 2 befestigten Kiele 10, 11- haben die Zellen 2 an der Front- bzw. Endseite mit Abrundung 7 unterschiedliche Durchmesser (größerer Durchmesser zum Luftaustritt) und zwingen hierdurch die am Segel 1 strömende Luft im Bereich des Drachenendes 9 durch die Verengung zu einer schnelleren Strömung. Dies sorgt für einen Unterdruck in diesen Bereich 9 und bewirkt, dass das Drachenende 12 sich mit moderater Kraft abhängig von der Windgeschwindigkeit gegen den Wind anstellt und die Zellen 2 sich gegenseitig anziehen. Die Grundeinstellung des Anstellwinkels wird durch die Zugkraftabnahme 4, 5, 6 eingestellt.
• Der Unterdruck an der Endseite 12 sorgt an der unteren Frontseite 8 (kleiner Durchmesser der Zellen) wegen der geringeren Luftströmung für einen höheren Luftdruck, somit wird das Segel 1 gespannt und stabilisiert. Erst durch diese Vorgehensweise sind größere Dimensionen für den Drachen realisierbar geworden.
• Ausführungsbeispiel:
• 1 ist eine Ausführungsform in der drei Zellen 2 mittels zwei Segel 1 miteinander verbunden sind.
• Die Lufteinlässe über Ventile 3 sind mittig an der Frontseite der Zellen 2 angeordnet. Ein als die Öffnung breiteres Tuchstück, das teilweise hinter der Öffnung befestigt ist, dient als Ventilklappe und verhindert den Luftauslaß.
• Weitere Möglichkeiten:
• Eine kleinere Ausführung mit zwei Zellen 2 und einem Segel 1 ist ebenso gegeben, wie die Anwendung mehrerer Zellen und Segel. Es ist auch möglich diesen Drachen ohne Kiele und oder als Lenkdrachen für Zugaufgaben zu fliegen. Durch eine Umgestaltung der Waage kann über einen Lenk- bzw. Steuerstab der Anstellwinkel und oder die Tragflächenkrümmung beeinflusst werden und es ist zu der Steuerbarkeit auch die Zugkraft des Drachen einstellbar.
• Der Lufteinlaß sollte sich an einer Stelle im vorderen Bereich des Drachen befinden, an der möglichst der höchste Staudruck herrscht und eine gute Füllung ermöglicht wird.

1

Segel

2

Zelle

3

Ventil

4, 5, 6

Zugkraftabnahme (Waage)

7

abgerundeter Zellenbereich

8

größerer Abstand zwischen den Zellen

9

kleinerer Abstand zwischen den Zellen

10

vordere Kiele

11

hintere Kiele

12

Unterdruckbereich

13

möglicher Bereich für Lufteinlaß

14

Drachenschwanz

Claims (7)

1. Voll flexibler Drachen mit Zugkraftabnahme 4, 5, 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei kissenartige Zellen 2 über Lufteinlaßventile 3 durch Staudruck belüftet und die Zellen 2 mit mindestens einem Segel 1 verbunden sind.
2. Drachen nach Anspruch 1, wobei die Zellen 2 eine derartige Form im aufgeblähtem Zustand aufweisen, das der von Luft zu duchströmende Bereich an Segel 1 einen größeren Abstand 8 und einen kleineren Abstand 9 hat.
3. Drachen nach Anspruch 1 und 2, mit drei Zellen 2 und zwei Segel 1.
4. Drachen nach den vorherigen Ansprüchen, mit in den Strömungsbereich liegenden Öffnungen 13.
5. Drachen nach den vorherigen Ansprüchen, mit oder ohne Kiele 10, 11.
6. Drachen nach den vorherigen Ansprüchen, mit oder ohne Drachenschwanz 14.
7. Drachen nach den vorherigen Ansprüchen, mit Lufteinlaßöffnungen jedoch ohne Lufteinlaßventile 3.