DE3534169A1

DE3534169A1 - Zirkulationsanregung fuer auftriebsprofile zur auftriebserhoehung und widerstandsverminderung

Info

Publication number: DE3534169A1
Application number: DE19853534169
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Loesel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-09-25
Filing date: 1985-09-25
Publication date: 1987-03-26

Description

Titel:

Zirkulationsanregung für Auftriebsprofile zur Auftriebserhöhung und Widerstandsverminderung

Gattung des Anmeldungsgegenstandes:

Zirkulationsanregung dür Auftriebsprofile (z. B. Tragflächen, Propeller, Rotore) durch mechanische und pneumatische, bzw. hydraulisch wirkende Maßnahmen/Vorrichtungen.

Stand der Technik:

Nach Prof. Magnus entsteht bei Überlagerung einer Zirkulationsströmung durch eine Parallelströmung auf einer Seite Über- und auf der anderen Seite Unterdruck, also Auftrieb. Die von Prof. Prandtl veröffentlichte Auftriebstheorie besagt, daß der Auftrieb an einer Tragfläche ebenfalls auf einer Zirkulation um den Tragflügel und einer Überlagerung durch eine Parallelströmung beruht.

Die Zirkulation um den Tragflügel erfolgt zum Ausgleich der Zirkulation des Anfahrwirbels an der Tragflächenhinterkante, dieser wiederum entsteht durch die Staupunktwanderung an der Tragflächenvorder- und Hinterkante und der damit erzwungenen Strömung um die verhältnismäßig scharfe Tragflächenhinterkante.

Kritik des Standes der Technik:

Durch die fortlaufende Wirbelbildung, besonders bei großen Anstellwinkeln ist ein verhältnismäßig hoher Energieaufwand zur Überwindung des Widerstandes nötig.

Aufgabe:

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die laut Prof. Prandtl von den Anfahrwirbeln angeregte Zirkulation um das Auftriebsprofil so anzuregen, daß die Anfahrwirbel verringert werden und möglichst ganz wegfallen.

Lösung:

Die Aufgabe wird durch den Ein- oder Anbau einer Vorrichtung die vorzugsweise vom Vorderteil des Flügels her die Zirkulation mittels Anordnung von bewegten Oberflächen, die sich auf der Oberseite des Profiles mit der Anströmrichtung, auf der Unterseite des Profiles gegen die Anströmrichtung bewegen, oder durch pneumatisch/hydraulisch wirkende Maßnahmen/ Vorrichtungen, die den selben Effekt bewirken, anregt, erfindungsmäßig gelöst.

Die beweglichen Oberflächen können glatt oder auch speziell für die Zirkulationsanregung der dem Tragflügel anliegenden Grenzschicht ausgebildet sein; sie können den Tragflügel teilweise oder ganz bedecken, fest eingebaut oder verstellbar sein.

Die Erfindung beinhaltet insbesondere die Anordnung einer sich drehenden Walze in das Nasenteil eines Auftriebsprofiles mit der Drehrichtung so, daß die Oberflächen der rotierenden Walze sich oberhalb des Profiles mit und unterhalb gegen die Anströmrichtung bewegen (siehe Fig. 1).

Das Tragflächenprofil kann je nach Aufgabenstellung symmetrisch, asymmetrisch, laminar oder eine Sonderform sein. Die Aufgabe wird auch durch die im Patentanspruch erwähnten Unteransprüche 1-6 gelöst.

Erzielbare Vorteile:

Durch die Anregung der Zirkulation um den Tragflügel durch andere Mittel als die von Prof. Prandtl erwähnten Anfahrwirbel werden folgende Wirkungen erreicht:

- Die Staupunktwanderung wird korrigiert und kann bei entsprechender Auslegung der Zirkulationsanregung und der Profilform ganz unterbleiben; dadurch entfallen die Anfahrwirbel zum großen Teil (siehe Fig. 9).

- Die Energie der Grenzschicht wird durch die Zirkulationsanregung erhöht, deshalb erfolgen Ablösungen an der Profiloberseite erst später.

- Der Widerstand verringert sich.

- Der Auftrieb wird erhöht und bleibt auch bei größeren Anstellwinkeln wirksam.

- Ein symmetrisches Profil kann auch beim Anstellwinkel von 0° Auftrieb liefern.

Mögliche Anwendungen:

- Verwendung als Hochauftriebshilfe, dadurch teilweiser Ersatz der Landeklappen und Steuerungssysteme von Tragflächen;

- Verwendung als Tragfläche, dadurch wirtschaftlicheres Fliegen;

- Bau von extremen Kurzstartern;

- langsam drehende Propeller und Rotoren;

- widerstandsarme Strömungs- und Auftriebskörper auch für andere Medien, z. B. Wasser.

Claims

1. Zirkulationsanregung für Auftriebsprofile (z. B. Tragflächen, Propeller, Rotore) durch mechanische und pneumatisch/hydraulische Maßnahmen/Vorrichtungen gekennzeichnet durch den Ein- oder Anbau einer Vorrichtung die vorzugsweise vom Vorderteil des Flügels her die Zirkulation mittels Anordnung von bewegten Oberflächen, die sich auf der Oberseite des Profils mit der Anströmrichtung, auf der Unterseite gegen die Anströmrichtung bewegen, oder durch pneumatisch/ hydraulische Maßnahmen, die den selben Effekt bewirken, anregt. Die beweglichen Oberflächen können glatt, strukturiert oder auch speziell für die Bewegungsanregung der dem Tragflügel anliegenden Grenzschicht ausgebildet sein, sie können den Tragflügel ganz oder auch nur teilweise bedecken, fest eingebaut oder verstellbar sein.
Die Erfindung beinhaltet insbesondere die Anordnung einer sich drehenden Walze in das Nasenteil eines Auftriebsprofiles (nach Fig. I) mit der Drehrichtung so, daß die Oberfläche der rotierenden Walze sich oberhalb des Profiles mit und unterhalb des Profiles gegen die Anströmrichtung bewegt. Das verwendete Tragflügelprofil kann symmetrisch, asymmetrisch, laminar oder auch eine Sonderform sein.

2. Zirkulationsanregung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß je eine sich drehende Walze vorne und oben in der Mitte angeordnet ist (siehe Fig. 2)

3. Zirkulationsanregung nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß je 1 Walze vorne, in der Mitte und am Ende des Profilquerschnittes angeordnet ist (siehe Fig. 3)

4. Zirkulationsanregung nach Anspruch 3 ein umlaufendes Band nach Fig. 4 bildet die bewegliche Oberfläche

5. Zirkulationsanregung nach Anspruch 4 die vordere Walze ist als Schaufelwalze ausgebildet (s. Fig. 5)

6. Zirkulationsanregung nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, daß das umströmende Medium auf der Ober- und Unterseite nach Fig. 6 ausgeblasen wird

7. Zirkulationsanregung nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, daß das umströmende Medium nach Fig. 7 an der Oberseite angesaugt und an der Unterseite ausgeblasen wird.