DE2951344A1

DE2951344A1 - Membranfluegel fuer ultraleichte gleitflugzeuge

Info

Publication number: DE2951344A1
Application number: DE19792951344
Authority: DE
Inventors: Anton Dipl.-Ing. Dr.-Ing. 8031 Eichenau Müller
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-12-20
Filing date: 1979-12-20
Publication date: 1981-06-25

Description

Membranflügel für ul tral eichte Gl ei tfl ugzeuge
Stand der Technik: Bei den bekannten Ausführungsformen ultraleichter Gleitflugzeuge wird die tragende Fläche, sofern sie nicht nach den Prinzipien des starren Flügels aufgebaut ist, durch ein Segel dargestellt, dessen auftriebserzeugende Profilform sich im Fluge unter dem Einfluß der Luftkräfte einstellt. Der Nachteil solcher Konstruktionen besteht darin, daß die örtlichen Anstellwinkel größer als Null bleiben müssen, weil sonst mit dem Verlust der erforderlichen Profilform Auftrieb und Steuerbarkeit verloren gehen. Diese Geräte sind daher bei böigem Wetter nur unter hohem Risiko einsetzbar, da dann die Einhaltung des zulässigen Bereichs der Anstellwinkel nicht garantiert werden kann.
Die Verwendung von Segel flächen ist jedoch ein Vorteil solcher Konstruktionen bezüglich der Kosten, des Gewichtes, der Verpackung und des Transportes.
Problemstellung: Die vorliegende Erfindung löst die Aufgabe, die obengenannten Vorteile eines Segels beizubehalten, dieses aber auf einfache Weise so einzuspannen, daß für alle Anblaswinkel eine zweckentsprechende Profilform erhalten bleibt, so daß wie bei einem starren Flügel das Ausleiten aus unerwünschten Fluglagen möglich wird.
Beschreibung: Die Erfindung beinhaltet das Konstruktionsprinzip, daß die tragende Fläche aus einer Membrane besteht, der eine Vorspannung erteilt wird derart, daß eine doppelt gekrümmte Fläche entsteht, deren beiden Krümnungsradien nach unterschiedlichen Seiten der Fläche weisen, so daß die auftretenden Membranspannungen die Form der Fläche stabilisieren, ohne daß innerhalb der Fläche Aussteifungen erforderlich werden.
Die formgebenden Vorspannungen der Membrane werden durch die Biege- und Druck-Kräfte auf ein oder zwei elastische Holme im Gleichgewicht gehalten. Die Struktur darf wohl unter den Luftlasten merkbare Verformungen zeigen, stellt aber sicher, daß unterhalb des maximal zulässigen Staudruckes keine aerodynamisch unzulässigen Verformungen der Fläche auftreten.
Die möglichen Verformungen der elastischen Holme können durch Spanndrähte in bekannter Weise begrenzt werden.
Mögliche Ausführungsformen der Erfindung: 1. Nach Figur 1 ist die Membran gemäß Anspruch 1 eingespannt zwischen einen elastischen vorderen Holm la und einen elastischen hinteren Holm lb sowie zwischen zwei biegesteife und biegesteif angeschlossene Profilbügel id. Die beiden elastischen Holme la und lb an der Vorderkante und der Hinterkante der Membran sind durch einen Druckstab 1 c verbunden, der z.B. ein Teil der Rumpfstruktur des Gerätes sein kann. Die äußeren Profilbügel sind nicht notwendig strömungsparallel, Vorder- und Hinterholm sind nicht notwendig parallel.
Die erfindungsgemäße Ausführung hat den Vorteil, daß im Inneren der Membranfläche keine Aussteifungen erforderlich werden.
2. Gemäß Anspruch 2 sind bei dem Flügel nach Figur 2 die beiden Ebenen, in denen der vordere und der hintere Holm gebogen sind, gegen den Druckstab 1c geneigt, so daß ein Winkel 2 entsteht, der kleiner als 900 ist, wodurch im Grundriß ein Pfeilwinkel 1 auftritt, der nach bekannten aerodynamischen Entwurfsprinzipien in Verbindung mit dem auftretenden Dihedralwinkel zu wählen ist. Es sind zwei zusätzliche Spanndrähte 2a, 2b angebracht, die die Erhaltung der Winkel Y11 t sichern.
3. Bei einer anderen vorteilhaften erfindungsgemäßen Ausführung wird nach Anspruch 3 und Figur 3 der gewünschte Pfeilwinkel dadurch erzielt, daß rechts und links an einen Längsträger 3c je ein Halbflügel 3a, 3b angeschlossen sind, deren jeder gemäß den Prinzipien nach Anspruch 1 aufgebaut ist. Dieses Tragwerk besteht demnach aus zwei Membranen, für die der Längsträger gleichzeitig die Rolle eines Profilbügels übernimmt.
4. Gemäß Anspruch 4 kann der hintere Holm durch Spanndrähte ersetzt werden, die an der Hinterkante der Membran von den Flügel enden zum Rumpf laufen.
Die Flügelenden werden dabei durch eine zusätzliche Abspannung zum Rumpf hin fixiert.
5. In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführung nach Anspruch 5 und Figur 4 sind der Vorder- und der Hinterholm durch je zwei Spanndrähte ersetzt, die auf die Knotenpunkte der Stäbe 4a/4b und 4a/4c laufen und andererseits über die Profilbügel 4d, 4e an dem Druckstab 4f angreifen, von welchem in der Mitte die Stäbe 4b und 4c ausgehen.
6. Gemäß Anspruch 6 kann der biegesteife Holm 4f in Figur 4 in der Mitte so abgewinkelt werden, daß ein Pfeilwinkel und eine V-Stellung des Membranflügels entstehen.
7. Gemäß Anspruch 7 kann bei einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführung der Längsträger des Rumpfes im Bereich der inneren Flügeltiefe als Profilbügel ausgebildet werden.
8. Zur Auftriebsänderung an einer oder an beiden Flügelhälften können gemäß Anspruch 8 zwischen der Hinterkante der Membran ( 49 oder 1b ) und zwei Spanndrähten ( 4h oder 1 e) Segel streifen gespannt werden, die gegenüber dem Längsstab 4a oder 1c beweglich sind in der Art bekannter Querruder oder Hinterkantenklappen dadurch, daß die Befestigung von 4h an 4a oder le an 1c in einer Führungsschiene oder an einem Hebel erfolgt, so daß 4h oder 1 e auf einem Kegelmantel bewegt werden kann.
Es ist jedoch auch möglich, anstelle der o.a. Segel klappen Platten an der Hinterkante 49 oder lb der Membran anzulenken, die hinreichend biegeweich sind, so daß sie den Verformungen der Hinterkante folgen können.
9. Eine vorteilhafte Ausführung der erfindungsgemäßen ultraleichten Membranflügel erhält nach Anspruch 9 eine aufgedickte und profilierte Vorderkante, wofür z.B. geschäumtes Material Verwendung finden kann.
lo. Aus den unter 1. bis 9. beschriebenen Membranflügeln können Mehrflächentragwerke und Leitwerke zusammengesetzt werden, die den bekannten Konfigurationen der Starrflügelflugzeuge entsprechen.

Claims

Schutzansprüche: 1. Tragflügel für Gleitfluggeräte dadurch gekennzeichnet, daß er aus einer Membran besteht, die mittels elastischer Holme und steifer Profilbügel an den Pl ügel enden in der Weise gespannt ist, daß auch ohne Auftrieb eine in Strömungsrichtung gekrümmte Kontur entsteht.

die dadurch stabilisiert wird, daß die entstehende Flügelfläche in Richtung der Spannweite eine Krümnung erhält, deren Krümmungsradius nach der anderen Seite der Fläche weist als die Radien der Krümnung in Strömungsrichtung.
2. Membranflügel nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der vordere und hintere Holm je in einer zur Anströmung geneigten Ebene liegen, so daß der Flügelgrundriß eine Pfeilung aufweist, wobei der hintere Holm zum Rumpf abgespannt ist.
3. Membranflügel nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß er aus einer rechten und einer linken Hälfte besteht, die jede nach den Konstruktionsmerkmalen gemäß Anspruch 1 aufgebaut sind und in der Flügelmitte biegesteif an einen Längsträger angeschlossen sind, der gleichzeitig als Profilbügel für die Membranen der rechten und der linken Flügelseiten ausgebildet ist, wobei die beiden Flügelhälften einen nach bekannten Richtlinien zu wählenden Pfeilwinkel und entsprechende V-Stellung aufweisen können.
4. Membranflügel nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der hintere Holm durch zwei Spanndrähte von den Flügelenden zum Rumpf ersetzt ist und die Flügelenden zum Rumpf hin zusätzlich abgespannt sind.
5. Membranflügel nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der vordere und der hintere Holm durch Spanndrähte ersetzt sind, die von den Flügelenden zum Rumpf laufen, wobei die Profilbügel an den Flügelenden von einem biegesteifen Holm getragen werden, der in der Mitte über Stäbe mit dem Rumpf verbunden ist.
6. Membranflügel nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, daß der biegesteife Holm in der Mitte in der Weise abgewinkelt ist, daß ein Pfeilwinkel und eine V-Stellung entstehen.
7. Membranflügel nach einem oder mehreren der Voransprüche dadurch gekennzeichnet, daß der Längsträger des Rumpfes im Bereich der inneren Flügeltiefe als Profilbügel ausgebildet ist.
8. Membranflügel nach einem oder mehreren der Voransprüche dadurch oekennzeichnet, daß zwischen der Hinterkante der Membranflügel und Spanndrähten,die von den hinteren Ecken der Flügelenden zum Rumpf verlaufen, Segel streifen oder biegeweiche Platten eingespannt sind, wobei die Befestigungspunkte der Spanndrähte am Rumpf auf Kreisbögen bewegt werden können, so daß die Segel streifen bzw. Platten die bekannte Funktion von Klappen und von Querrudern haben können.
9. Membranflügelnnach einem oder mehreren der Voransprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorderkante aufgedickt und profiliert ist.

lo. Kombinationen von Membranflügeln gemäß einem oder mehreren der Voransprüche dadurch gekennzeichnet, daß sie Mehrflächentragwerke oder Leitwerke bilden, wie sie den bekannten Konfigurationen von Starrflügel flugzeugen entsprechen.