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Freifliegender Spielzeughubschrauber.
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Die Erfindung betrifft einen freifliegenden Spielzeughubschrauber
mit einem an einem Rumpf drehbar befestigtem schwungkraftgetriebenen Drehflügelrotor,
welcher vor dem Start des Spielzeuges mittels einer Beschleunigungsvorrichtung in
schnelle Drehung versetzt wird.
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Bei derartigen Spielzeughubschraubern ißt es erforderlich, daß das
Gewicht des Drehflügelrotors eine genügend große kinetische Energie und einen ausreichenden
AuStrieb über einen längeren Zeitraum erzeugt, damit das Spielzeug gute Flugleistungen
zeigt.
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Eß ist bekannt, bei Spielzeughubschraubern der genannten art zur
Erreichung von ausreichenden Blugleistungen den Drehflügelrotor relativ schwer und
den Rumpf des Hubschraubers möglichat leicht zu gestalten. Es wurde somit das zulässige
Gesamtgewicht des Spielzeuges so augeteilt, daß möglichst viel Gewichtsanteil für
den auftriebliefernden Rotor und möglichst wenig Gewichtsanteil für den Rumpf verwendet
wurde.
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Die bekannten Spielzeughubschrauber weisen dabei den Nachteil auf,
daß ein verhältnismäßig kleiner Rumpf mit einem überdimensionierten Drehflügelrotor
versehen werden mußte, um überhaupt zu ausreichenden Flugleistungen zu gelangen.
Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die erforderliche Auftriebsleistung der
Drehflügel nur dadurch erzeugt werden konnte, daß die Drehflügel eine starke Anstellung
(Schrägstellung) aufweisen, so daß die Unterseite der jeweiligen Drehflügel zur
Uberwiegenden Erzeugung des Auftriebes herangezogen wurde. Dies hat zur Folge, daß
die Flugleistungen trotz relativ schwerer Drehflügelrotoren und klein gehaltener
Rümpfe nicht weiter verbessert werden konnte und in den meisten Fällen mangelhaft
blieb. Alle bekannten Spielseughubschrauber mit Schwung getriebenen DrehflügSelrotoren
weisen somit nach dem Stand der Technik entweder sehr schlechte Flugleiatungen oder
ein extrem falsches Größenverhältnis zwischen Hubschrauberrumpf und Rotor auf, wodurch
der Wert des Spielzeuges stark gemindert wird.
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Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, das Größenverhältnis
zwischen Hubschrauberrumpf und Durchmesser des Drehflügelrotors einem originalen
Hubschrauber anzupassen und den Drehflügelrotor so ZU gestalten, daß bei gleichbleibendem
Durchmesser desselben eine höhere und gleichzeitig iänger andauernde Auftriebsleistung
und somit eine Verringerung des schädlichen Widerstandes im Fluge erreicht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgeuäß dadurch gelöst, daß das Verhältnis zwischen dem
Gewicht des Drehflügelrotors und dessen Rotorkreisfläche so ausgelegt ist, daß die
Rotorkreisflächenbelastung des gesamten Drehflügelrotors für sich allein kleiner
als 0,027 g pro cm2 ist und der feste Anstellwinkel der Profilsehne der Drehflügelprofile
gegenüber der Rotorkreisebene weniger als 10 Grad beträgt, wobei die Profil
sehne
als die Linie definiert ist, welche die äußerste Profilapitze mit dem flach auslaufenden
Profilende verbindet.
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Bei diesem Verhältnis zwischen Drehflügelrotorgesantgewicht und Rotorkreisfläche
ist es möglich, den Hubschrauberrumpf hinsichtlich dessen Gewicht und Abmessungen
ii Verhältnis zum Rotordurchmesser annähernd wirkliohkeitagetreu zu gestalten. Um
bei der genannten gewichts-Fig leichten Auslegung des Drehflügelrotors eine geneigend
lange Flugdauer des Spielzeuges zu erreichen, weisen in weiterer Ausgestaltung der
Erfindung die Drehflügel ein mindestens einseitig aerodynamisch gewölbtes auftrieberzeugendes
Profil auf, dessen größte Dicke weniger als 1/12 der Profillänge ausmacht. Bei dieser
Auslegung der Drehflügel ist das Profil derselben vorsugsweise an der Oberseite
aerodynamisch wirksam gewölbt und an der Unterseite eben ausgeführt, derart, daß
die Wölbungelinie der Oberseite im Querschnittbild des Drehflügels an der Profilnase
die gerade Profillinie an der Unterseite eo schneidet, daß der Innenwinkel größer
als 60 Grad und kleiner als 90 Grad ist.
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Auf diese Weise wird erreicht, daß der auf den drehenden Rotor induzierte,
infolge Wirbelbildung entstehende schädliche Widerstand nachhaltig verringert und
die Auftriebaleietung und die Flugdauer somit wesentlich erhöht wird.
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Durch das Zusammenwirken der beschriebenen Maßnahmen wird erreicht,
daß der Drehflügelrotor nach der Beschleunigung mittels einer geeigneten Vorrichtung
bein Start Uber einen relativ langen Zeitraum eine gleichiaßig hohe Auftriebsleistung
erseugt, welche bei sinkender Drehzahl nur langsam und gleichmäßig nachläßt. Wie
bereits dargelegt, weist das Eigengewicht des Drehflügelrotors Bit Rotornabe für
sich allein unter den genannten Bedingungen
eine Kreisflächenbelastung
von weniger als 0,027 g pro cm2 auf. Dieses hat zur Folge, daß ein solcher Drehflügeirotor
mit. einem hohen Zusatzgewicht durch einen relativ großen Rumpf belastet werden
kann ohne daß die Flugleistungen dadurch wesentlich verschlechtert werden.
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Einige Ausführungsbeispiele sind in den Zeichnungen dargestellt und
werden im folgenden näher beschrieben.
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Es zeigen: Fig. 1 einen Spielzeughubschrauber mit schwungkraftgetriebenem
Drehflügelrotor und Beschleunigungsvorrichtung für den Rotor in Seitenansicht, Fig.
2 die Ausführung eines irehflügelprofils gemäß der Erfindung im Längsschnitt, Fig.
3 eine alternative Formgebung des DrehflUgelprofils ebenfalls im Längsschnitt, Fig.
Da die Profilnase in Ausführung nach Fig. 3 im Teillängsschnitt.
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In Fig. 1 ist der Drehflügelrotor 1 an dem Hubschrauberrumpf 2 drehbar
befestigt. Mittels der Beschleunigungsvorrichtung 3, welche mit der Rotorwelle 4
formachlüssig und ausrastbar in Verbindung gebracht werden kann, wird der Drehflügelrotor
1 in bekannter Weise vor dem Start des Spielzeuges zum freien Flug in schnelle Drehung
versetst. Gemäß der Erfindung ist das Größenverhältnis zwischen Rotordurchmesser
und Rumpfgröße annähern einem originalen Hubschrauber angepaßt.
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In Fig. 2 ist das Drehflügelprofil in seiner Auslegung gemäß der
Erfindung im Längsschnitt dargestellt, wobei die Strecke a die Profildicke und die
Strecke b die Profillänge darstellt. Das Verhältnis von asb ist so abgestimmt, daß
a, die Profildicke, weniger als 1/12 der Profillänge b ausmacht. Die Linie 5 stellt
die Ebene der Rotorkreisfläohe dar. Die Profillängssehne 6 ist in Bezug
auf
die Rotorkreisebene 5 mit einem Anstellwinkel ß von weniger als 10 Grad versehen.
Auf diese Weise werden Wirbelsonen vermieden und die Plugdauer sowie die Auftriebileistung
der Oberseite des Profils merklich verbessert. Bei der in Fig. 2 dargestellten Profilform
kann die Basialinie 7 des Profils überwiegend als Gerade ausgeführt sein, wobei
nur an der Profilnase eine leichte Verrundung nach oben vorgesehen wird.
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In Big. 3 ist ein modifiziertes erfindungsgemäßes Profil im Längaschnitt
dargestellt. Die Fasislinie fällt in diese Pall mit der Profillängssehne 10 zusammen
und bildet mit der durch die Linie 11 dargestellten Rotorkreisebene einen Winkel
von weniger als 10 Grad. Auch in diese. Falle beträgt die Profildicke c weniger
als 1/12 der Profillänge b.
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In Fig. 3a ist die Profilnase nach Fig. 3 nochmals in vergrößerter
Ausführung im Teillängsschnitt dargestellt. Hier ist ersichtlich, daß die ebene
Basislinie 12 und die gebogene Linie 13 der aerodynamisch wirksam geformaten Oberfläche
des Drehflügels so verlaufen, daß der Schnittpunkt in die Basislinie 12 fällt. Dabei
verläuft die gebogen. Linie der Profil oberseite erfindungsgemäß stets derart, daß
die im Bereich des Sohnittpunktes 14 angelegte Tangente zur Basialinie 12 einen
Winkel von mehr als 60 Grad und weniger als 90 Grad bildet.
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Dadurch wird erreicht, daß bei der Herstellung des Drehflt1g.ls im
Spritzgußverfahren eine einfache Entformung und Auslegung des Werkzeuges möglich
ist. Außerden wird durch diese Formgebung eine Wirbelbildung an der Oberseite des
jeweiligen Drehflügels weitgehend unterbunden und der induzierte Widerstand im Fluge
redusiert und eine Scharfkantigkeit an der FlAgelBase, die su Versetzungen führen
kann, ausgeschlossen.
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Durch die Erfindung werden verschiedene Vorteile
erzielt.
Durch die erfindungsgemäße Auslegung des Drehflügelrotors wird der auf den Rotor
induzierte schädliche Widerstand wesentlich vermindert, während gleichzeitig die
Auftriebsleistung durch die reduzierte Profildicke und die aerodynamisch ausgeformte
Oberfläche merklich verbessert wird. Auf diese Weise wird erreicht, daß der Rotor
nach erfolgter Beschleunigung eine erhöhte Auftriebsleistung eine längere Zeit aufrechterhalten
kann, als es nach dem Stand der Technik bisher möglich war. Die Folge ist, daß ein
durch eine geringe Profildicke sehr leicht zu gestaltender Drehflügelrotor im freien
Flug einen Rumpf zu tragen vermag, welcher in seinen Größenverhältnissen zum Rotordurchmesser
den Verhältnissen eines originalen Hubschraubers erstmalig sehr nahe kommt. Durch
das Zusammenwirken der erfindungsgemäßen Merkmale wird somit ein Spielzeughubschrauber
geschaffen, welcher durch sein originalgetreues Aussehen, die hervorstechenden Flugleistungen
und schließlich durch die Leichtigkeit mit der der gewichtsarme Drehflügelrotor
beschleunigt werden kann, einen wesentlich erhöhten Spielwert erhält. Durch die
erfindungsgemäße Formgebung des Drehflü.gelprofils wird weiterhin eine einfache
und kostensparende Fertigung des Spielseuges sichergestellt.
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