DE2331429A1 - Tragflaechenfahrzeug - Google Patents

Description

DR.-ING. VON KREISLER DR.-ING. SCHONWALD DR.-ING. TH. MEYER DR.FUES DIPL.-CHEM. ALEK VON KREISLER DIPL.-CHEM. CAROLA KELLER DR.-ING. KLÖPSCH DIPL.-ING. SELTING

5 KÖLN 1, DEICHMANNHAUS

19. Juni 1973 Sch-DB/ls

Dr. Alexander M. Lippisch

3450 Cottage Grove Ave. S.E., Cedar Rapids, Iowa 52403

U.S.A.

Tragflächenfahrzeug

Die Erfindung betrifft ein unter Ausnutzung des Bodeneffektes fortbewegbares Fahrzeug, insbesondere ein aerodynamisches Fahrzeug, das anstatt herkömmlicher Tragflächenflügel eine flache Platte mit niedrigem Seitenverhältnis aufweist, die an den Seiten vorzugsweise als Schwimmkörper gestaltete Endteile trägt und sowohl innerhalb als auch außerhalb der Bodeneffektzone außerordentlich stabil ist.

Herkömmliche Luftfahrzeuge mit unterschiedlichen Gestaltungen für besondere Zwecke sind überaus teuer. Andererseits leiden Boote - obwohl sie ihre Vorteile haben - ebenfalls unter Einschränkungen, beispielsweise beträchtlichen Geschwindigkeitsbeschränkungen, die sich bei höheren Bootsgeschwindigkeiten dumsft den Wasserströmungswiderstand ergeben.

409885/0021 "" ""

Um diese Lücke zwischen herkömmlichen Luftfahrzeugen einerseits und Booten andererseits zu füllen, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein verhältnismäßig einfaches^ übersichtlich konstruiertes aerodynamisches Fahrzeug zu schaffen, das zu seiner Fortbewegung den Bodeneffekt ausnutzt.

Diese Aufgabe wird bei einem Fahrzeug, welches sich unter Ausnutzung eines sich bei der Vorwärtsbewegung infolge des Bodeneffektes unter ihm aufbauenden Stauluftkissens fortbewegt, gelöst durch eine flache Platte mit einem niedrigen Breite-zu-Länge-Seitenverhältnis, durch an gegenüberliegenden Seitenrändern der Platte vorgesehene, einen Stauraum einschließende Teile, die von der Anschlußstelle an den Plattenrändern nach unten zu einer tiefer liegenden Kante verlaufen, die im wesentlichen mit einer Hinterkante der flachen Platte in einer gemeinsamen Ebene liegt und in Längsrichtung im wesentlichen der Längserstreckung der Seitenränder der flachen Platte gleichläuft und durch auf der Oberseite der Platte angebrachte Flossen sowie Antriebsmittel, die von Ständerteilen oberhalb der flachen Platte gehalten sind.

Ein solches Fahrzeug arbeitet bei geringen Geschwindigkeiten als Boot und bei mittleren und höheren Geschwindigkeiten unter Ausnutzung des Bodeneffektes als Luftkissenfahrzeug. Oberhalb des Bodeneffektes besitzt das Fahrzeug einwandfreie Flugeigenschaften und sowohl innerhalb als auch außerhalb der Boden-" effektzone ist eine vollständige Stabilität gewährleistet. Dabei werden diese aerodynamischen Fähig-

409885/0021

keiten des Fahrzeuges ohne die Veränderung aerodynamischer Fiächen, z.B. ZwischenflUgel, erreicht.

Durch die Verwendung einer flachen Platte mit niedrigem Seitenverhältnis ergibt sich ein Fahrzeug mit hoher Nutzlast, das insbesondere als Fernstreckenfahrzeug hervorragend einsetzbar ist.

Zweckmäßig liegt das Seitenverhältnis der im wesentlichen rechteckigen flachen aerodynamischen Platte unter etwa 1 : 1. Es werden typische Seitenverhältnisse so niedrig wie 1 : 2 und 1 : j5 angesetzt, in dem Bestreben, die Seitenverhältnisse im Bereich des genannten Beispieles herabzusetzen, um größere Flugstabilität zu erzielen. An den beiden gegenüberliegenden Längsseiten der Platte sind in Fortbewegungsrichtung liegende Endplatten angebracht, die im wesentlichen als Schwimmkörper dienen obwohl sie auch ein Fahrgestell aufweisen können. Auf der Oberseite der Tragfläche befinden sich ein oder mehrere Triebwerke. Im hinteren Bereich der Platte befindet sich auf ihrer Oberseite eine stehende Flosse und ihr Flugzustand wird durch Maschinenkraft gesteuert, wobei sich der leistungsschwache Flug im Bereich des Bodeneffektes vollzieht, aus dem sich das Fahrzeug bei leistungsstarkem Flug heraushebt.Außerdem ist eine große Bodeneffekt-Stabilität vorhanden, da die Kraftanforderungen beim freien Flug beträchtlich größer sind als die Kraftanforderungen für einen gleichmäßigen Schwebeflug im Bereich des Bodeneffektes. Die Stabilisierung wird erreicht durch die Verwendung

- 4 -409885/0021

233H29

eines in sich stabilen flachen Plattenabschnittes mit sehr kleinem Seitenverhältnis, der einen sehr großen induzierten Strömungswiderstand beim freien Flug aufweist, weicher in der Bodeneffektzone unmittelbar über einer Wasser- oder Bodenfläche beträchtlich abnimmt. Die Zunahme des Strömungswiderstandes beim Eintreten des Fahrzeuges in Zonen verringerten bzw. völlig fehlenden Bodeneffekteinflusses vermittelt gemeinsam mit dem Propellerschub ein Kippmoment, das die Bodeneffekt-Stabilität des Fahrzeuges erheblich erhöht.

- 5 40 9885/00 21

233H29

Die Erfindung wird anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines verhältnismäßig kleinen sportlichen aerodynamischen Bodeneffektfahrzeuges mit einer Platte mit niedrigem Seitenverhältnis,

Fig. 2 eine Vorderansicht des Bodeneffektsportfahrzeuges nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Draufsicht des Bodeneffektsportfahrzeuges gemäß Fig. 1 und 2,

Fig. 4 eine schaubildliche Ansicht eines viel größeren Bodeneffektfahrzeuges mit niedrigem Seitenverhältnis und

Fig. 5 eine schaubildliche Ansicht eines sehr großen Fernstreckenbodeneffektfahrzeuges mit niedrigem Seitenverhältnis für hohe Nutzlast.

Das Sportfahrzeug 10 der Fig. 1, 2 und ~5, das als verhältnismäßig klare einfache Konstruktion dargestellt ist, weist eine flache Platte 11 mit kurzer Querbreite auf, deren Seitenverhältnisse etwa 1 : J> betragen. Unter der Unterseite 12 der flachen Platte 11 befindet sich ein Stauraum, der eingeschlossen ist von nebeneinanderliegenden Platten oder Tragflächenendplatten, die als Schwimmkörper 1^L und 13R gestaltet sind, deren senkrechter Aufbau von vorne nach hinten in Übereinstimmung mit der üblichen Anstellwinkelstellung des Fahrzeuges für den Start im wesentliehen, dreieckig ausgebildet ist. Die Unterseiten der Schwimmkörper

409885/0021 " ⁶ "

und lj5R liegen über die gesamte Länge der flachen Platte 11 von der Vorderkante 14 bis zur Hinterkante 15 Im wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene mit der Unterseite der Hinterkante 15 der flachen Platte. Dies ergibt ein Fahrzeug 10 mit wirksamer Bodeneffektleistung,

sich
das/auf einem durch Stauluft erzeugten Luftkissen unter der flachen Platte 11 fortbewegt. Die Vorderkante 14 der flachen Platte 11 ist abgerundet, während das hintere Ende der flachen Platte 11 einen nach unten abgeschrägten Bereich l6 aufweist, der von der vollen Plattendicke zu einer dünnen Hinterkante 15 sich verjüngt, damit sich eine Stromlinienform sowie ein verringerter Luftströmungswiderstand ergeben. Die Schwimmer Γ5Ι* und 1J5R ragen von der Vorderkante 14 der flachen Platte 11 nach vorne lind sind insbesondere an ihrem vorderen Teil mit bootähnlichen positiv geneigten Unterflächen versehen.

Das Sportfahrzeug weist Kabinenraum l8 für Passagiere und die Maschine auf, der durch eine Kabinenhaube 19 abgedeckt ist und an dessen hinterem Ende ein Vortriebspropeller 20 über den vorderen Mittelteil der flachen Platte 11 vorstehend befestigt ist. Außerdem schließt sich an die hintere Mitte der flachen Platte 11 eine senkrechte Flosse 21 an, die eine Ruderfläche 22 zur Seitensteuerung besitzt. Obwohl bei dem Fahrzeug gemäß Fig. 1 und 2 Höhenruder entsprechend den Höhenrudern 2J5L und 2^R in Fig. ~5 fehlen, kann es zum Zwecke größerer fahrergesteuerter Bewegung aus der_ Bodeneffektzone in den Flugzustand und darüber hinaus sowie zur Rückkehr in die Bodeneffektzone beliebig ausgerüstet sein. Die Ruder 23 L und 2^R können zur

409885/0021 - 7 -

zusätzlichen Fahrersteuerung bei einem Sportfahrzeug

oberhalb und unterhalb der ausgezeichneten Bodeneffekt-Stabilitätseigenschaften des Fahrzeuges ohne solche Ruderflächen mit kombiniertem Höhen- und Querruder ausgestattet sein.

Im Querschnitt liegt die Dicke der aerodynamischen flachen Platten mit niedrigem Seitenverhältnis im Bereich von etwa 3 bis 5 % der Länge und sie ist mit einer abgerundeten Vorderkante und einem nach unten abgeschrägten bzw. angespitzten Endteil versehen. Versuche im Strömungskanal haben gezeigt, daß unter einem Seitenverhältnis 1 flache Platten besser sind als gewölbte Tragflügel mit den üblichen Flügeleirteilungen. Fahrzeuge mit flacher Platte mit einer rechteckigen Tragfläche, deren Flächenbreite nur einen Bruchteil der Länge, z.B. die Hälfte bis ein Viertel der Seitenlänge beträgt, haben eine ausgezeichnete Längsstabilität, geringen Strömungswiderstand und eine sehr hohe Leistung im Bereich des Bodeneffekteinflusses beim Flug in unmittelbarer Nähe oberhalb einer Boden- oder Viasserfläche.

Das Bodeneffektfahrzeug 10' mit niedrigem Seitenverhältnis gemäß Fig. 4 ist erheblich größer ausgelegt und die flache Platte 11' kann beispielsweise 45,7 m breit, 91 bis 122 m oder mehr lang und etwa J5,6 m hoch sein. Eine solche Platte 11' verleiht sich selbst eine sehr wirkungsvolle Formgebung - stark und leicht mit aus#- gezeichneten Nutzlast-Eigenschaften. In jedem Falle sind an den entgegengesetzten Seitenenden der flachen

- 8 -409885/0021

Platte 11' Tragflächenenden- oder Plattenseitenschwimmer ¹ und Γ5Η' befestigt. Die Schwimmkörper Γ3Ι/ und

stehen über die Vorderkante 14'der Platte 11' nach vorne vor und weisen flache senkrechte)der Platte zugekehrte Flächen 24 sowie bootartig gewölbte nach außen gerichtete Flächen 25 auf und sind mit Unterkanten 26 versehen, die im wesentlichen in der Ebene der Unterseite der Plattenhinterkante 15' verlaufen. Zusätzlich zu der senkrechten Flosse 21' mit Ruder 22' sind auf senkrechten Ständern 28 auf der Oberseite der flachen Platte 11' Fächer- oder Düsentriebwerke 27 angeordnet. Kabinen für die Mannschaft, die Passagiere und/oder die Ladung können irgendwo in dem Fahrzeug 10' vorgesehen sein, was der Deutlichkeit halber nicht gezeichnet wurde.

Ein großes Fernstrecken-Bodeneffektfahrzeug 10'' mit hoher Nutzlast ist in Fig. 5 erkennbar. Auch dieses Fahrzeug weist eine aerodynamische Platte 11'' mit niedrigem Seitenverhältnis auf, wobei jedoch das hintere Ende des Fahrzeuges sich zu einem Punkt unmittelbar hinter der Flosse 21'' mit Ruder 22" verjüngt. In diesem Falle liegt die Unterseite des Fahrzeuges unter den Schwimmkörpern 13L'', 13R¹' von der Plattenvorderkante zu den Hinterkanten 29, JtO im wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene. Kabinen für Passagiere und/oder die Ladung sind in den Schwimmkörpern 13V ' und 13R" sowie in der Platte 11" untergebracht. In einem von der Mitte der flachen Platte 11'' nach vorne gerichteten Bugteil J>± befindet sich eine Mann-

- 9 -409885/00 21

schaftskabine. Auf der Oberseite der Platte 11'' sind mehrere Motor- und Propellerantriebe J2.vorgesehen, die im wesentlichen die gleichen Betriebscharakteristiken hervorrufen wie im Zusammenhang mit den anderen AusfUhrungsbeispielen erläutert wurden.

- 10 -

409885/0021

Claims (1)

1. Ansprüche

   1. Fahrzeug, welches sich unter Ausnutzung eines sich bei der Vorwärtsbewegung infolge des Bodeneffektes uiter ihm aufbauenden Stauluftkissens fortbewegt, g e k ennzeichnet durch eine flache Platte (11) mit einem niedrigen Breite-zu-Länge-Seitenverhältnis, durch an gegenüberliegenden Seitenrändern der Platte (11) vorgesehene, einen Stauraum einschließende Teile (15)> die von der Anschlußstelle an den Plattenrändern nach unten zu einer tiefer liegenden Kante verlaufen, die im wesentlichen mit einer Hinterkante (15) der flachen Platte in einer gemeinsamen Ebene liegt und in Längsrichtung im wesentlichen der Längserstreckung der Seitenränder der flachen Platte gleichläuft, und durch auf der Oberseite der Platte (11) angebrachte Flossen (21) sowie Antriebsmittel (29i 27, 32), die von Ständerteilen (28) oberhalb der flachen Platte (11) gehalten sind.

   2. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch g ekenn zeichnet , daß das geringe Breite-zu-Länge-Seitenverhältnis der aerodynamischen flachen Platte (11) unter etwa 1 : 1 liegt.

   ^. Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die an gegenüberliegenden Plattenrändern vorgesehenen, einen Stauraum einschließenden Teile als Schwimmkörper (1^) ausgebildet sind, und daß die Flosse (21) auf der Oberseite der flachen Platte in ihrem hinteren Bereich vorgesehen ist.

   409885/0021

   4. Fahrzeug nach Anspruch J>, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenüberliegenden Schwimmkörper (Γ5) von der Vorderkante (14) der flachen Platte (11) in Längsrichtung nach vorne vorstehen und an ihrer Unterseite bootähnlich geneigt gewölbte Flächen (17) ausgebildet sind.

   5. Fahrzeug nach den Ansprüchen J> und 4, dadurch gekennzei chnet , daß die gegenüberliegenden Sehwimmkörper (13) auf ihrer der flachen Platte (11) zugekehrten Innenseite mit im wesentlichen senkrechten, ebenen Flächen (24) ausgestattet sind, und daß die nach außen gerichtete Unterfläche der Schwimmkörper bootähnlich geneigt gewölbt ist.

   6. Fahrzeug nach den Ansprüchen 1 bis 5> dadurch gek ennzeichnet , daß auf der Oberseite der flachen Platte (11) mindestens eine Mannschaftskabine (18) vorgesehen ist, und daß der Fahrzeugantrieb einen am hinteren Ende der Kabine (19) angebrachten Vortriebspropeller (20) aufweist, der von einer Kraftmaschine angetrieben wird, die ebenfalls in einem umschlossenen Raum auf der flachen Platte untergebracht ist.

   7. Fahrzeug nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennz ei chnet , daß die Flosse (21) mit Rudern (22) ausgestattet ist, daß die Vorderkante (14) der flachen Platte abgerundet gestaltet ist, . und daß die flache Platte einen hinteren, von der vollen Plattendicke zu einer dünnen Hinterkante (15) nach unten abgeschrägt verlaufenden Bereich (16) aufweist, der dem Fahrzeug Stromlinienform und einen verringerten Luftströmungswiderstand verleiht.

   4098 85/0021

   233H29

   8. Fahrzeug nach Anspruch 7$ dadurch gekennzeichnet, daß i η dem nach unten abgeschrägt gestalteten Bereich im hinteren Teil der flachen Platte (11) bewegliche Höhensteuerruder (2^) vorgesehen sind.

   9. Fahrzeug nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß das Breite-zu-Länge-Seitenverhältnis der aerodynamischen flachen Platte ein niedriges Seitenverhältnis ist, das in den Bereich von etwa 1 : 2 bis 1 : 4 fällt.

   10. Fahrzeug nach den Ansprüchen 1 bis 9» dadurch gekennzei chnet, daß als Fahrzeugantrieb mehrere Triebwerke (27; J>2) dienen, die auf Ständern (28) hoch über der Oberfläche der flachen Platte (11) gehalten sind.

   11. Fahrzeug nach Anspruch 10, dadurch g ekenn zeichnet, daß die Triebwerke als Fächer- oder Düsentriebwerke (27j j52) gestaltet sind.

   12. Fahrzeug nach einem oder mehreren der vorangegangen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die flache Platte in Draufsicht sich von den Seiten zu einer Stelle am hinteren Ende der Platte (11) verjüngt.

   409885/0021

   • ti.

   Leerseite