DE2303972A1

DE2303972A1 - Staufluegelfahrzeug

Info

Publication number: DE2303972A1
Application number: DE2303972A
Authority: DE
Inventors: Guenter W Joerg; Olaf Prof Dr Ing Volkersen
Original assignee: Vereinigte Flugtechnische Werke Fokker GmbH
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1973-01-27
Filing date: 1973-01-27
Publication date: 1974-08-08
Also published as: NL7314751A; DE2303972B2; IT997185B; DK149224B; FR2215340A1; FR2215340B1; CA1001694A; US3908783A; DK149224C; GB1441337A

Description

23. Januar 1973 73-M-Ol

Vereinigte Flugtechnische Werke-Fokker Gesellschaft mit beschränkter Haftung

Stauflügelfahrzeug

Die Erfindung bezieht sich auf ein Stauflügelfahrzeug mit zwei im Abstand voneinander und hintereinander in etwa gleicher Höhe angeordneten Tragflächen zum Betrieb im Bereich des Bodeneffektes.

Es sind derartige Fahrzeuge mit einer Tandemtragflügel-Anordnung bekannt (USA-PS 3 221 83I), wobei die Tragflächen in Katamaranbauweise miteinander verbunden sind und die Rümpfe einen Endscheibeneffeiet ausüben. Hierbei wird das Fahrzeug zwei verschiedenen einander ergänzenden Auftriebsarten ausgesetzt, nämlich einmal der Kraft des sich unterhalb des Fahrzeugs ausbildenden Luftkissens und zum anderen der an den Tragflügeln sich entwickelnden geschwindigkeitsabhängigen Auftriebskraft.

Bei diesen Fahrzeugen besteht der Mangel, dass sie keine definierte Höhe über dem Wasserspiegel selbsttätig einhalten und somit zur Stabilisierung Höhenruder oder ähnliche Klappensteuerungen erforderlich machen. Es ist ferner nachteilig, dass diese Steuerorgane nur mit Pilotenkenntnissen bedient werden können. Trotzdem ist es mit einer derartigen individuellen Steuerung schwierig, ein Fahrzeug in dem wirkungsgradgünstigen Grundeffektbereich zu halten.

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Weiterhin ist ein Stauflügelfahrzeug in Tandembauweise bekannt, bei dem eine selbsttätige Regulierung der Schwebehöhe erzielbar ist. Hierbei ist die vordere Tragfläche als Parallelflügel mit Endscheiben ausgebildet, während die hintere Tragfläche die Form eines Deltaflügels aufweist und die Hinterkante in Richtung der Fahrzeuglängsachse pfeilförmig ausläuft. Hierbei nimmt dann der Auftrieb .der hinteren Tragfläche im Verhältnis zum Auftrieb der vorderen Tragfläche bei Drehung des Fahrzeugs um die Querachse im Sinne zunehmender Anstellwinkel so zu, dass ein Rückstellmoment um die Querachse des Fahrzeugs auftritt. Durch diese Anordnung wird eine Kombination mit zwei unterschiedlichen Tragflächen geschaffen, um die Stabilisierung herbeizuführen.

In der Praxis haben sich bei dieser bekannten Anordnung, insbesondere durch den Deltaflügel, Mangel heraxxsgestellt. Diese bestehen einmal darin, dass die Bauweise für den Deltaflügel sowie die Handhabung bei der Montage sehr aufwendig ist. Weiterhin wird durch den Deltaflügel keine grosse Tragfähigkeit erzielt, so dass die Zuladefähigkeit sehr begrenzt ist. Die Zuladefähigkeit ist aber bei Nutzfahrzeugen von grosser Bedeutung.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, die vorgenannten Mangel zu vermeiden und für Stauflügelfahrzeuge mit einfachen Mitteln eine selbsttätige Regulierung der Schwebehöhe zu erzielen sowie gleichzeitig ein Fahrzeug mit einer guten Transportökonomie zu schaffen.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäss dadurch, dass die in Fahrtrichtung vordere Tragfläche aus einem bodenabhängigen Profil gebildet ist, dessen grösserer Auftriebsanteil durch die Druckseite erreicht wird,und die hintere Tragfläche aus einem bodenunabhängigen Profil gebildet ist, dessen grösserer Auftriebsanteil durch die Sogseite erzielt wird.

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Durch diese erfindungsgemässe Ausbildung geht unabhängig von der Tragflächenform bei der vorderen Tragfläche die Wirkung bei Entfernung vom Boden sehr schnell verloren, so dass der Auftrieb sich erheblich verringert. Anders ist es mit der hinteren Tragfläche, deren Auftriebsverhalten in Bodennähe nicht so günstig ist«, Der Auftrieb ändert sich jedoch bei Entfernung vom Boden weniger stark, so dass sich das Auftriebsverhältnis der beiden Tragflächen zueinander erheblich verändert, und zwar in dem Sinne, dass ein gegen den Anstellwinkel drehendes Moment zustandekornmt. Dies wiederum führt, zur Stabilisierung des Fahrzeugs selbst, das bestrebt ist, zunächst bei höherer Geschwindigkeit im Sinne zunehmender Anstellwinkel zu drehen. Infolgedessen kann auf ein Höhenruderverzichtet werden, so dass zum Führen des Fahrzeugs keine hierzu bedingten Pilotenkenntnisse erforderlich sind.

Eine einfache Ausführung dez' Erfindung besteht darin, dass die vordere Tragfläche durch ein relativ dünnes Profil gebildet und die Profilunterseite zur Profilhinterkante zur Stauraumbildung stark abgesenkt ist und dass die hintere Tragfläche durch ein relativ dickes Profil gebildet ist, bei dem die Profilunterseite etwa einer Geraden entspricht.

Um ein Profil mit geringem Widerstand im Verhältnis zur Verdrängungsfläche zu schaffen, wobei die relativ niedrige Geschwindigkeit gegenüber Flugzeuggeschwindigkeiten berücksichtigt wird, ist weiterhin vorgesehen, dass das Profil der vorderen und hinteren Tragfläche als Teile eines modi« fizierten Joukowsky-Tropfen-Profils ausgebildet ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Tragflächen in Fahrzeuglängsachse einen Abstand von etwa einer halben Flügeltiefe aufweisen.

Eine Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass die vordere und die hintere Tragfläche als Parallelflächen ausgebildet sind. Durch diese Kombination der erfindungsge-

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massen Profile mit Parallelflächen wird der Vorteil erzielt, dass eine kompakte Anordnung geschaffen wird, die gegenüber dem Deltaflügel kürzer baut. Durch den besseren Wirkungsgrad des Parallelflügels bezogen auf den Deltaflügel steigt auch der Gesamtauftrieb, und der Gesamtschwerpunkt verlagert sich entgegen der Fahrtrichtung zur Fahrzeugmitte· Hierdurch wird der Vorteil erzielt, dass ein günstiges Trägheitsmoment entsteht und damit die Wasserstartfähigkeit sowie Steuerfähigkeit günstig beeinflusst werden.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgeraässen Stauflügelfahrzeuges mit Parallelflächen schematisch dargestellt. Es zeigen:

Fig, 1 : eine Draufsicht eines Fahrzeuges, Fig. 2 : eine Schnittdarstellung gemäss Linie II-II

der Fig. 2, und
Fig. 3 ί eine perspektivische Darstellung eines

Fahrzeuges.

Das dargestellte Stauflügelfahrzeug ist im wesentlichen für den Wasserbetrieb ausgestattet und besteht aus einer vorderen Tragfläche 1 und einer hinteren Tragfläche 2, die im Abstand voneinander angeordnet sind und durch Endscheiben 3 miteinander verbunden sind. Die Tragflächen 1 und 2 sind dabei als Parallelflügel ausgeführt. Die Endscheiben 3 sind für das Erfindungsprinzip aber nicht zwingend erforderlich. Falls die Endscheiben 3 durch einfache Verbindungsträger zur Zuordnung der Tragflächen 1 und 2 ersetzt werden, ist die Spannweite der Tragfläche entsprechend zu vergrössern, um den gleichen Wirkungsgrad zu erzielen.

Die vordere Tragfläche ist als relativ dünnes Profil 4 ausgebildet und besitzt einen in Fahrtrichtung offenen Stauraum 5i der dadurch entsteht, dass die Profilunterseite 6 zur Profilhinterkante 7 stark abgesenkt ist und dadurch ein bodenabhängiges Profil bildet. In diesem Ausführungsbeispiel ist auf

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der vorderen Tragfläche 1 ein kabinenartig gestaltetes Führerhaus 8 mit dem Antriebsaggregat 9 angeordnet.

Die hintere Tragfläche 2 ist dagegen als relativ dickes Profil 10 ausgebildet und bildet einen Stauraum 11« Die Profilunterseite 12 entspricht dabei einer Geraden. Das Profil 10 ist durch diese Ausbildung ein bodenunabhängiges Profil, dessen grösserer Auftriebsanteil durch die Profil-Oberseite 13 als Sogseite gebildet wird. Auf der hinteren Tragfläche ist ausserdem ein Seitenruder 14 angeoi-dnet«,

Beim Betrieb des Fahrzeugs stellt sich beim Erreichen einer bestimmten Geschwindigkeit unter bzw. über den Tragflächen und 2 ein Staudruck und/oder Sog ein, der das Fahrzeug vom Untergrund abhebt. Die selbsttätige Steuerung in der Nähe der überschwebten Fläche erfolgt dann über die unterschiedliche Charakteristik der hintereinander angeordneten Trag~ flächen 1 und 2 dadurch, dass beispielsweise bei Drehung des Fahrzeugs um die Querachse im Sinne des zunehmenden Anstellwinkels der Auftrieb der hinteren Tragfläche 2 im Verhältnis zum Auftrieb der vorderen Tragfläche 1 zunimmt. Hierdurch tritt dann ein Rückstellmoment um die Querachse des Fahrzeugs ein, das das Fahrzeug in seine Ausgangslage zurückbringt.

Eine nicht dargestellte Ausführung des Stauflügelfahrzeugs besteht darin, dass das Fahrzeug flugzeugähnlich ausgebildet ist und einen durchgehenden, als Verbindungsträger dienenden Rumpf aufweist und eine Tandemflügelanordnung gemäss der Erfindung aufweist.

Ferner ist selbstverständlich, dass die Tragflächen andere geometrische Formen als dargestellt und ausgeführt aufweisen können. Hierbei ist es dann auch möglich, dass die Trag~ flächen hinten und vorne unterschiedliche geometrische Formen aufweisen.

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Claims

23. Januar 1973 73-M-Ol Patentansprüche

1. Stauflügelfahrzeug mit zwei im Abstand voneinander und hintereinander in etwa gleicher Höhe angeordneten Tragflächen zum Betrieb im Bereich des Bodeneffekts, dadurch gekennzeichnet, dass die in Fahrtrichtung vordere Tragfläche (l) aus einem bodenabhängigen Profil (4) gebildet ist, dessen grösserer Auftriebsanteil durch die Druckseite erreicht wird und die hintere Tragfläche (2) aus einem bodenunabhängigen Profil (10) gebildet ist, dessen grösserer Auftriebsanteil durch die Sogseite erzielt wird.

2. Stauflügelfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vordere Tragfläche (l) durch ein relativ dünnes Profil (4) gebildet und die Profilunterseite (6) zur Profi!hinterkante (7) zur Stauraumbildung stark abgesenkt ist und dass die hintere Tragfläche (2) durch ein relativ dickes Profil (lO) gebildet ist, bei dem die Profilunterseite (12) etwa einer Geraden entspricht.

3. Stauflügelfahrzeug nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennze ichne t, dass das Profil (4 bzw. 10) der vorderen und hinteren Tragfläche (l, 2) als Teile eines modifizierten Joukowsky-Tropfen-Profils ausgebildet ist.

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4. Stauflügelfahrzeug nach Anspruch 1 bis 3i dadurch gekennzeichnet, dass die Tragflächen (l, 2) in Fahrzeuglängsachse einen Abstand von etvra einer'halben Flügeltiefe aufweisen.

5· Stauflügelfahrzeug nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennze ichne t, dass die vordere und die hintere Tragfläche (1 und 2) als Parallelflächen ausgebildet sind.

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