DE258743C

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Publication number: DE258743C
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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMTPATENT OFFICE

veränderlicher Steigung.variable slope.

Die Erfindung betrifft einen Schraubenpropeller für Luft- und Wasserfahrzeuge mit peripheriai und radial veränderlicher Steigung. Es ist bekannt, bei derartigen Propellern der Eintrittskante eine solche Steigung zu geben, daß der Eintritt in das Medium stoßfrei erfolgt und die Druckflächen der Flügel derart gewölbt sind, daß sie unter Berücksichtigung des Slips die zur Erzeugung des VorschubsThe invention relates to a screw propeller for aircraft and watercraft with peripheriai and radially variable pitch. It is known that in such propellers To give the leading edge such a slope that the entry into the medium takes place smoothly and the pressure surfaces of the wings are curved in such a way that they take into account of the panty used to generate the feed

ίο erforderliche Beschleunigung des Mediums ergeben. ίο result in the required acceleration of the medium.

Von diesen bekannten Propellern unterscheidet sich die Erfindung vor allem dadurch, daß jeder Flügel in jedem Radialschnitt drei Teile mit unter sich verschiedenen Steigungen aufweist, wobei die Steigung des mittleren Teils, der mindestens die Hälfte der Flügelbreite einnimmt, sich aus der theoretisch erforderlichen Beschleunigung ergibt, während die beiden anderen Teile, von denen sich jeder über etwa ¹Z₄ bis ¹Z₅ Breite des Flügels erstreckt, Steigungen haben, die dem stoßfreien Eintritt und dem Slip entsprechen.The invention differs from these known propellers mainly in that each wing has three parts in each radial section with different pitches, the pitch of the central part, which occupies at least half the width of the wing, results from the theoretically required acceleration, while the other two parts, each of which extends over about ¹ Z ₄ to ¹ Z ₅ width of the wing, have slopes corresponding to the smooth entry and the slip.

Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes, und zwar stellt Fig. ι die Steigungsdreiecke für einzelne Punkte mit den Radien r₀, r_x, r₂, r₃, P₄ der Eintrittskante, des mittleren Flügelteils und der Austrittskante der Flügel dar. Fig. 2 veranschaulicht die Konstruktion der Drucklinie eines Flügels längs eines Kreisschnittes durch den Flügel mit dem Radius r₄ mit Hilfe der aus den Steigungsdreiecken nach Fig. 1 entnommenen Leitlinien.The drawing shows an embodiment of the subject matter of the invention, namely Fig. Ι the slope triangles for individual points with the radii r ₀ , r _x , r ₂ , r ₃ , P _{4 of} the leading edge, the middle wing part and the trailing edge of the wing FIG. 2 illustrates the construction of the pressure line of a wing along a circular section through the wing with the radius r ₄ with the aid of the guidelines taken from the pitch triangles according to FIG.

Der Schaufelrand längs der Eintrittskante der Fügel des dargestellten Propellers ist so geformt, daß die Leitlinie in jedem Punkte die Resultante aus der normalen Umfangsgeschwindigkeit dieses Punktes und der normalen Fahrzeuggeschwindigkeit ist. Macht der Propeller normal η Umdrehungen pro Minute, so ist die Umfangsgeschwindigkeit eines auf einem um die Wellenmitte mit dem Radius r beschriebenen Kreise liegenden Punktes des FlügelsThe blade edge along the leading edge of the blades of the propeller shown is shaped so that the guideline at each point is the resultant of the normal peripheral speed of this point and the normal vehicle speed. If the propeller makes normal η revolutions per minute, then is the peripheral speed of a point of the wing lying on a circle around the center of the shaft with the radius r

4545

2 r π 2 r π

— · η — u. - η - u.

6o6o

Die normale Fahrzeuggeschwindigkeit ist v. Wenn der Schaufelrand längs der Eintrittskante des Flügels in der oben beschriebenen Weise konstruiert ist, also die Tangente desThe normal vehicle speed is v. If the blade edge is constructed along the leading edge of the wing in the manner described above, i.e. the tangent of the

Steigungswinkels in jedem Punkte = tg α = —Slope angle at each point = tg α = -

ist, so wird der Eintritt des Flügels in das Medium vollkommen stoßfrei erfolgen.is, the entry of the wing into the medium will take place completely smoothly.

Die Richtung der Leitlinien an den einzelnen Punkten der Eintrittskante ergibt sich aus Steigungsdreiecken (Fig. 1). Die eine Kathete ist bei allen diesen Dreiecken gleich der Fahrzeuggeschwindigkeit v, während die andere Kathete gleich der Umfangsgeschwindigkeit u des betreffenden -Punktes der Eintrittskante ist. Die Hypotenuse des Dreiecks ergibt dann die Richtung der Leitlinie für den betreffenden Punkt. Die Leitlinien an den Punkten der Eintrittskante, die die Radien r₀, T₁, r₂, r_z und r₄ haben, sind in der ZeichnungThe direction of the guidelines at the individual points of the leading edge results from slope triangles (Fig. 1). In all of these triangles, one side is equal to the vehicle speed v, while the other side is equal to the circumferential speed u of the relevant point on the leading edge. The hypotenuse of the triangle then gives the direction of the guideline for the point in question. The guidelines at the points of the leading edge, which have the radii r ₀ , T ₁ , r ₂ , r _z and r ₄ , are in the drawing

mit L E₀ usw. bezeichnet und ausgezogen dargestellt. labeled with LE ₀ etc. and shown in solid lines.

Die mittlere Richtung der Leitlinien für die einzelnen Punkte des mittleren Flügelteils ergibt sich in ähnlicher Weise mit dem Unterschiede, daß hier die für alle Steigungsdreiecke konstante Kathete gleich der Fahrzeuggeschwindigkeit, vermehrt um die zur Erzeugung des Vorschubs erforderliche Geschwindigkeitszunahme des Mediums vom Eintritt in den Propeller bis zum Austritt aus demselben, also gleichThe mean direction of the guidelines for the individual points of the central wing part results in a similar way with the difference that here the slope triangles for all slope triangles constant cathetus equal to the vehicle speed, increased by the generation the required increase in the speed of the medium from the entry into the propeller to the exit from the same, so right away

ist. Diese Leitlinien sind in der Zeichnung strichpunktiert dargestellt und mit L M₀ usw. bezeichnet. ' -is. These guidelines are shown in dash-dotted lines in the drawing and labeled LM ₀ and so on. '-

Da das Medium beim Durchgang durch den Propeller schlüpft, d. h. weil nicht der volle im Flügelkreis befindliche Wasserkörper von ν auf κ (1 + c) beschleunigt wird, so muß noch eine diesen Fehler ausgleichende zusätzliche Beschleunigung geleistet werden, damit Wirklichkeit mit Rechnung übereinstimmt.Since the medium slips when passing through the propeller, i.e. because the full body of water in the wing circle is not accelerated from ν to κ (1 + c), an additional acceleration to compensate for this error must be made so that reality agrees with the calculation.

Auch dieser Betrag der Schlüpfung kann in Prozenten von ν ausgedrückt werden. Man kann sagen, daß die Schlüpfung = ν · s sei. Die konstante Kathete der Steigungsdreiecke ist daher für den Schaufelrand längs der austretenden Kante der Schraubenflügelfläche gleichThis amount of hatching can also be expressed as a percentage of ν. One can say that the slip = ν · s . The constant cathetus of the pitch triangles is therefore the same for the blade edge along the exiting edge of the propeller wing surface

ν (1 ■+ c) + ν · s = ν (1 + c -f- s). ν (1 ■ + c) + ν · s = ν (1 + c -f- s).

Die Leitlinien dieser Punkte sind in der Zeichnung mit L A₀ usw. bezeichnet und gestrichelt dargestellt.The guidelines of these points are designated in the drawing with LA ₀ etc. and shown with dashed lines.

Der Gang der Rechnung ist bei einem derartigen Propeller folgender:The calculation for such a propeller is as follows:

Ein Schiff soll mit einer Geschwindigkeit von ν = 22,5 Knoten = 11,57 m/sec. durch zwei Propeller vorwärts bewegt werden. Sein Widerstand ist dabei W ~ 110000 kg. Jeder Propeller hat einen Durchmesser D = 6,5 m und macht in der Minute w = 76 Umdrehungen. Dann ergibt sich der Wert c der theoretisch, d. h. ohne Berücksichtigung des Slips zur Überwindung des Widerstandes W erforderlichen Beschleunigung der im Bereich der Propeller befindlichen Wassermassen aus der Formel:A ship should travel at a speed of ν = 22.5 knots = 11.57 m / sec. moved forward by two propellers. Its resistance is W ~ 110,000 kg. Each propeller has a diameter of D = 6.5 m and makes w = 76 revolutions per minute. Then the value c of the theoretically required acceleration of the water masses in the area of the propellers, i.e. without taking into account the slip to overcome the resistance W, results from the formula:

π · D² iooo π · D ² iooo

2 . . ν . -V-C=T-W 2. . ν. -VC = TW

4 g 4 g

(spezifisches Gewicht des Wassers = 1 angenommen). (specific weight of water = 1 assumed).

Die obigen Werte eingesetzt, ergibtInserting the above values gives

„ tt.6,5² "Dd.6,5 ²

4
Daraus c 4th
From this c

■ ii,57 ■ ii, 57

IOOOIOOO

9,819.81

: 0,121,: 0.121,

υ · c 00 1,40 m. υ · c 00 1.40 m.

11,57 · ^{c =} 110000.11.57 * ^{c =} 110,000.

Ist bei einem solchen Propeller der Slip bezogen auf die Schiffsgeschwindigkeit,If the slip of such a propeller is related to the ship's speed,

s = 0,08 · v, s = 0.08 v,

ä. h. 8 Prozent von v, so ist die Austrittssteigung Ah. 8 percent of v is the exit slope

ν · (1 + 0,121 -\- 0,08) = 11,57 · 1,201 = 13,89m bezogen auf die Umfangsgeschwindigkeiten u. ν · (1 + 0.121 - \ - 0.08) = 11.57 · 1.201 = 13.89m based on the circumferential speeds and the like.

Claims

Patent Claim:. . . ■

Screw propeller for aircraft and watercraft with radially and peripherally variable pitch, characterized in that each radial section through a wing has three parts with different pitches, the pitch of the central part, which occupies at least half the wing width, derived from the theoretical required acceleration results, while the other two parts, each of which extends over about ¹ J ₄ to ¹ Z ₆ width of the wing, have slopes that correspond to the smooth entry of the wing and the slip.

1 sheet of drawings.