DE3641790C3 - Gleitfallschirm - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Gleitfallschirm nach dem Ober­ begriff des Anspruchs 1.

Gleitfallschirme der angesprochenen Gattung bestehen, wie in Fig. 1 gezeigt, aus einem im voll aufgeblähten Zustand tragflächenartigen Stoffgebilde, das aus einer oder mehreren oberen Bahnen (14) und unteren Bahnen (15) derart zusammengesetzt ist, daß eine oder mehrere Luft­ kammern (13) vorhanden sind. Der aufgeblähte Zustand wird im Gebrauch dadurch erreichbar, daß das an anderen Stellen ganz oder zumindest weit­ gehend verschlossene Stoffgebilde aus luftundurchlässigem Gewebe an der Profilvorderkante eine oder mehrere Stauluftöffnungen (2) aufweist, durch welche im Gebrauch anströmende Luft eindringen und im Innern einen Druck aufbauen kann, der das Stoffgebilde in die bestimmungsgemäße tragflächenartige Form bringt. Die Stauluftöffnungen (2) werden dabei so angeordnet, daß deren vordere Begrenzung (1) an der Profiloberseite (11) und deren hintere Begrenzung (3) an der Profilunterseite (12) liegt. Die Normale der durch den Rand der Stauluftöffnung (2) annähernd definierten Ebene weist dabei meist in einem Winkel von 45° zur Profil­ unterseite (12) nach unten vorn. Die Stauluftöffnungen können auch mit luftdurchlässigem Gewebe verschlossen sein.

Im Gebrauch soll der Gleitfallschirm einen Auftrieb aufweisen, der den Widerstand mindestens um das zweifache übertrifft. Dazu ist es erforder­ lich, daß möglichst alle Längsschnitte durch den Gleitfallschirm senkrecht zur Spannweitenrichtung gut mit der aerodynamisch günstigen Tragflächenprofilform übereinstimmen. Diese Profilform wird gewöhnlich durch entsprechend geformte Rippen (4) aus Stoff vorgegeben. Diese sind im Gleitfallschirminneren vielfach mit Öffnungen zum seitlichen Druckausgleich versehen, oder sie bestehen aus durchlässigem Stoff.

Gleitfallschirme der in Anspruch 1 angesprochenen Gattung werden unter anderem dazu verwendet, Absprünge und daran anschließende Gleitflüge von Personen durchzuführen oder sie dienen als Hängegleiter zum Fuß­ start im Gebirge mit anschließendem Gleitflug. Es ist weiterhin mög­ lich, Gleitfallschirme im Schleppbetrieb mit einer Winde oder mit einem Ultraleichtflugzeug auf Flughöhe zu bringen. Bei diesen Betriebs­ arten zeigen sich wesentliche Nachteile herkömmlicher Gleitfallschirme, die anhand der Fig. 2 und 3 erläutert werden:

Fig. 2 zeigt einen Gleitschirmpiloten beim Laufstart am Hang, der Gleitfallschirm ist im Schnitt dargestellt.

Der Gleitfallschirm bildet im Nasenbereich Falten, die Stauluftöffnung ist teilweise verschlossen, sie liegt im Windschatten der Unterseite. Die Folge ist, daß namentlich bei geringem Wind die Füllung des Gleit­ fallschirms nur schwierig möglich ist.

Fig. 3 zeigt den Schnitt durch einen Gleitfallschirm im überzogenen Flugzustand, der hier durch Herabziehen der Bremsleinen (6) über das empfohlene Maß hinaus erzeugt ist. Die Anströmrichtung (7) ist von un­ ten auf den Gleitfallschirm gerichtet, es ist nicht möglich, in dieser Fluglage die Füllung des Gleitfallschirms aufrecht zu erhalten, er ent­ leert sich und die Stauluftöffnungen (2) können sich u.U. sogar schließen. Die Folge ist eine gefährlich hohe Sinkgeschwindigkeit.

Aus der Patentschrift DE 33 21 194 ist eine Vorrichtung bekannt, mit welcher die Aufrechterhaltung der Profilform insbesondere im Nasenbe­ reich verbessert werden soll, insbesondere bei hohen Geschwindig­ keiten (genannt werden 30 m/s). Hierzu dient ein in Spannweitenrich­ tung angeordneter elastischer Formkörper. Dieser Formkörper ist we­ gen seiner Masse und seines relativ zum Gleitfallschirm großen Pack­ volumens nachteilig.

Aus der deutschen Auslegeschrift 24 23 795 ist bekannt, daß die Fül­ lung des Gleitfallschirms im Sackflug gemäß Fig. 3 der vorliegen­ den Anmeldung durch Öffnungen an der Profilunterseite verbessert werden kann. Wie die praktische Erfahrung gezeigt hat, wird das extreme Sackflugverhalten tatsächlich sicherer beherrschbar. Nach­ teilig ist jedoch der Stauluftverlust aus diesen Öffnungen beim Schnell­ flug mit kleinem Anstellwinkel sowie der zugehörige Anstieg des Wi­ derstands. Dies macht sich durch eine Verschlechterung der Gleitflug­ leistung bemerkbar.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift 25 30 210 ist ein Freiflügel bekannt, dessen gleitfallschirmartige Konstruktion um gasgefüllte Blasen im Inneren erweitert ist. Das Startverhalten und die Stabili­ tät im Fluge wird hier durch eine Füllung mit Gasen, welche leichter als Luft sind, verbessert, indem diese eine Mindestfüllung und einen Mindestauftrieb sicherstellen. Nachteilig sind hier die hohen Kosten und der Zeitaufwand für die Füllung, außerdem erfordert das Mit­ führen der Blasen ein höheres Gewicht, das Packvolumen wird erheb­ lich größer.

Schließlich sind Gleitfallschirme auf dem Markt verfügbar, welche aus Spinnaker-Polyamid-Gewebe bestehen. Dieses ist im Neuzustand zwar et­ was steifer als das üblicherweise im Fallschirmbau verwendete Poly­ amidgewebe und vermag daher dem geschilderten prinzipiellen Nachteil des Standes der Technik etwas entgegenzuwirken, sie bleiben aber nach wie vor bestehen. Der Vorteil der etwas größeren Steifigkeit bewirkt jedoch auch, daß die Nahtfestigkeit herabgesetzt wird, weil die Fä­ den des Gewebes der Nähnadel nicht ausweichen können und daher eine Perforation erfolgt. Eine hohe Reißfestigkeit ist aber für einen Fallschirmstoff Bedingung.

Es ist die Aufgabe dieser Erfindung, den geschilderten Stand der Tech­ nik zu verbessern. Insbesondere soll dabei erreicht werden, daß das Öffnungsverhalten beim Fußstart des Gleitfallschirms verbessert, d.h. beschleunigt wird. Ebenso soll die Füllung des Gleitfallschirms in Sackflugzuständen mit hohem Anstellwinkel (nahe 90°) sichergestellt werden. Diese Aufgaben sind zu lösen, ohne das Packvolumen und das Gewicht des Gleitfallschirms nennenswert zu erhöhen und ohne die Gleit­ flugeigenschaften zu beeinträchtigen.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst, und zwar dadurch, daß an der oder mindestens einer der Stauluftöffnungen (2) min­ destens eine, sich im wesentlichen in einer Ebene senkrecht zur Spann­ weitenrichtung erstreckende, stab- oder flächenförmige, gegen Luftkräf­ te weitgehend knickstabile Versteifung (9) angeordnet ist. Dies bedeutet also, daß an den Stauluftöffnungen (2) Versteifungen (9) in einer Ebene angebracht sind, die mit jener der nächstgelegenen Rippe (4) identisch ist oder dazu parallel liegt. Dabei ist es möglich, daß der Gleitfallschirm nur eine einzige Stauluftöffnung (2) aufweist. Falls diese sich über einen wesentlichen Teil der Profilvorderkante erstreckt, müssen mehrere Versteifungen (9) angebracht werden, um zu verhindern, daß die vordere Begrenzung (1) der Stauluftöffnung (2) bei hohen Anstell­ winkeln in den Windschatten der Profilunterseite (12) gerät und damit keine Stauluft aus der Anströmung schöpfen kann. Versuche haben auch gezeigt, daß es bei einem Gleitfallschirm nach Fig. 1 ausreichend sein kann, nur die in der Mitte des Tragflügelgebildes liegenden Stauluft­ öffnungen zu versteifen. Es ist ebenso möglich, die Versteifungen (9) auf die mit Aufhängepunkten versehenen, tragenden Rippen (4) zu beschrän­ ken. Genauso ist es denkbar, die Versteifungen (9) auch außerhalb der durch die jeweils nächstgelegene Rippe (4) definierten Ebene, aber paral­ lel zu dieser anzuordnen. Dies wird sich insbesondere dort empfehlen, wo der Gleitfallschirm nur über eine einzige Staukammer (13) verfügt. Die Versteifung (9) muß in ausreichendem Maße gegen Luftkräfte stabil sein, damit sie ihre Funktion, nämlich die Stauluftöffnung (2) beim Aufblähvorgang und bei übergroßen Anstellwinkeln gegen die Anströmung offen zu halten, erfüllen kann. Die Größenordnung der Luftkräfte liegt aber in diesem Fall nur bei einigen Newton.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprü­ chen 2 bis 14 hervor, die mit Hilfe der Fig. 4 bis 9 erläutert werden. Alle Fig. 4 bis 9 zeigen Längsschnitte durch den Gleitfallschirm senkrecht zur Spannweitenrichtung. Dabei ist es besonders vorteilhaft, die Versteifungen (9) auf oder an den Rippen (4) zu befestigen wie hier gezeigt, dies ist jedoch nicht Bedingung. Sie können vielmehr auch an anderer Stelle entsprechend den in den Figuren beispielhaft gezeigten Anordnungen befestigt werden. Fig. 1 zeigt eine die Profilnase der Rippe (4) ausfüllende, flächige Versteifung aus Segeltuch, Polyester­ folie oder einem anderen leichten, flächigen Material. Folien mit 0,2 mm Dicke sowie polyesterfolienkaschiertes Polyestersegeltuch haben sich als besonders geeignet erwiesen. Die Versteifungen (9) können durch Auf­ nähen, Aufkleben leicht aufgebracht werden, sie wiegen insgesamt ca. 200 g und lassen sich zusammen mit dem Fallschirm ohne vorherigen Ausbau verpacken, ohne dabei zu knicken. Es ist aber auch möglich, für die Versteifungen (9) je eine auf die Rippe (4) genähte Tasche oder eine sonst geeignet befestigte Tasche vorzusehen, so daß die Versteifungen (9) bei Bedarf oder beim Aufrüsten vor dem Flug, einsetzbar sind. Fig. 5 zeigt eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Versteifung (9). Diese ist auf den unmittelbar an der von der vorderen Begrenzung (1) und der hinteren Begrenzung (3) der Stauluftöffnung (2) liegenden Bereich der Rippe (4) beschränkt und erstreckt sich in diesem Fall bis in die Mitte der Strecke zwischen den vordersten beiden Reihen der Aufhängepunkte (8) für die Fangleinen (5). Dies hat sich bei vielen Versuchen als besonders günstig erwiesen, denn die Profilunterseite (12) ist auch bei großen Anstellwinkeln und niedrigen Anströmgeschwindigkei­ ten unter Druck, sie ist daher als Widerlager für die Versteifung 9 ge­ eignet. Der Druckzustand äußert sich als Einbauchung der Profilunter­ seite (12), wie sie auf den Fig. 2, 3 und 9 zu sehen ist. Durch die mit hohem Anstellwinkel auftreffende Anströmung wird nämlich in den in Fig. 2 und 3 gezeigten Situationen die vordere Begrenzung (1) der Stau­ luftöffnung (2) nach oben in die Wirbelzone des Windschattens der Pro­ filunterkante (12) gedrückt. Ist aber eine Versteifung (9) nach Art der Fig. 5 bis 8 angebracht, so kann die vordere Begrenzung (1) nur inso­ weit nach oben/hinten gedrückt werden, als die Profilunterseite (12) zwischen den vordersten beiden Aufhängepunkten (8) nach unten nachgibt.

Die Fig. 6 zeigt die Verwendung eines Stabes als Versteifung (9). Dieser ist entweder in einer Tasche oder sonstig auf der Rippe (4) oder in einer dazu parallelen Richtung befestigt. Sowohl starre als auch bieg­ same Stäbe haben sich dabei als geeignet erwiesen. Dünne Hohlstäbe aus Kunststoff sind ebenso brauchbar wie glas- oder carbonfaserverstärkte Kunststoff-Voll- oder Hohlstäbe. Das Gewicht der Stäbe sollte je 10 g nicht überschreiten, was mit den genannten Materialien leicht zu errei­ chen ist. Insbesondere haben Testflüge und Starts mit Versteifungen (9) aus Angelrutenspitzen die besondere Eignung von sich konisch verjün­ genden Stäben aus faserverstärkten Materialien erwiesen. Die Verjüngung ist deshalb vorteilhaft, weil dadurch eine besondere Biegsamkeit an dem sich verjüngenden Ende gegeben ist. Dies bewirkt, daß sich das Stabende nicht hart in den im Flug gespannten Fallschirmstoff bohrt, sondern weich federnd aufliegt. Dadurch wird einem vorzeitigen Verschleiß des Gleitfallschirms an seinen empfindlichsten Stellen vorgebeugt. Falls der Stab wie in Fig. 6 gezeigt, befestigt ist, so hat es sich als geeignet erwiesen, nur das hintere Ende konisch auslaufen zu lassen, da vorne eine höhere Biegesteifigkeit erforderlich ist. Ein doppelt ko­ nisch, d. h. an jedem Ende, auslaufender, biegsamer Stab eignet sich da­ gegen besser für die Anordnung nach Fig. 7. Hier dient die Versteifung (9) zusätzlich zur Ausformung einer strömungsgünstigen Profilnase. Hohlstäbe als Versteifung (9) bieten den besonderen Vorteil, daß sie zum leichteren Transport oder zur Vermeidung von Beschädigungen am Gleitfallschirm beim Packen teleskopierbar herstellbar sind.

Die Fig. 8 und 9 zeigen die Funktion einer weiteren, besonders vorteil­ haften Ausbildung der Erfindung. Die Versteifung (9) ist hier als bieg­ samer Stab ausgebildet, der so auf der Rippe (4) oder so in einer Ebene parallel dazu befestigt ist, daß er im voll aufgeblähten Zustand des Gleitfallschirms durch den Zug der oberen Bahn (14) (Fig. 1) auf die vor­ dere Begrenzung (1) der Stauluftöffnung (2) nach oben mitgenommen und dadurch elastisch verformt wird. Fig. 8 zeigt diesen Zustand, die Anström­ richtung 7 ist praktisch parallel zur Profilunterkante (12), die Stau­ luftzufuhr ist maximal. Fig. 9 zeigt denselben Gleitfallschirm bei einer Anströmrichtung (7), die nahezu senkrecht zur Profilunterkante (12) steht. Infolge des geringeren Innendrucks nimmt der Stab hier seine Ruhelage ein, er verformt dabei die Profilform der Rippe (4), wodurch die Falten (10) entstehen. Während durch die bisher beschriebenen Ausgestaltungen der Erfindung nur die Größe und Stellung der Stauluftöffnung (2) konstant gehalten wurden und dadurch die erfindungsgemäße Aufgabe gelöst wurde, so wird nun mit der Ausgestaltung nach den Fig. 8 und 9 gezeigt, wie zusätz­ lich auch noch die Richtung der Normalen der durch den Rand der Stauluft­ öffnung (2) annähernd definierten Ebene mit der Richtung der Anströmung besser in Übereinstimmung bringbar ist. Da für die Schnelligkeit des Füll­ vorgangs nur die Normalkomponente der Anströmgeschwindigkeit in der von der Stauluftöffnung (2) aufgespannten Ebene wirksam ist ergibt sich so eine wesentliche Beschleunigung des Aufblähvorgangs. Außerdem kommt es bei geblähtem Gleitfallschirm auch bei hohen Anstellwinkeln nicht zu ei­ nem nichtumkehrbaren Verlust der Füllung, da die Stauluftöffnung praktisch immer auf die Anströmrichtung ausgerichtet ist. Selbstverständlich kann auch diese Versteifung (9) in einer Stofftasche herausnehmbar oder bleibend installiert sein.

Statt einer flächigen Versteifung (9) aus Stoff, Folie oder Stabmaterial kann diese auch aus einem flächigen, aufblasbaren Kissen, z. B. aus Weich- PVC gebildet sein. Derartige Gebilde haben im Versuch eine voll ausreichende Biegesteifigkeit bewiesen, sie sind auch leicht genug und ver­ mehren das Packvolumen nur unbedeutend. Ihr besonderer Vorteil ist, daß die Beschädigung des Fallschirmgewebes durch solche Kissen kaum zu befürchten ist.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, daß ein Gleit­ fallschirm angegeben wird, welcher ohne nennenswerte Erhöhung des Pack­ volumens oder des Gewichts wesentlich sicherer zu fliegen ist und dessen Aufblasverhalten bei Verwendung als Hängegleiter wesentlich beschleunigt ist. Zusätzlich wird die Verwendung herkömmlicher Fallschirmstoffe auch für Hängegleiter-Gleitfallschirme ohne weiteres möglich.

Claims (14)

1. Aus flexiblem Werkstoff gebildeter, mit Stauluft aufblähbarer, tragflächenartiger Gleitfallschirm mit mindestens einer Stauluftöffnung (2) an der Profilvorderkante mit einer vorderen Begrenzung (1) und mit einer hinteren Begrenzung (3) an der Profilunterseite (12), dadurch gekennzeichnet, daß an der oder mindestens einer der Stauluftöffnungen (2) mindestens eine sich im wesentlichen in einer Ebene senkrecht zur Spannweitenrichtung erstreckende, stab- oder flächenförmige, gegen Luftkräfte weitgehend knickstabile Versteifung (9) angeordnet ist.

2. Gleitfallschirm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Versteifung (9) von der vorde­ ren oberen Begrenzung (1) der Stauluftöffnung (2) bis über die hintere untere Be­ grenzung (3) der Stauluftöffnung (2) hinaus derart erstreckt, daß mindestens ein Zehntel der Länge der Versteifung (9) hinter der vor­ dersten Reihe der Aufhängepunkte (8) der Fangleinen (5) liegt.

3. Gleitfallschirm nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Versteifung (9) aus einem textilen Flächengebilde besteht.

4. Gleitfallschirm nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Versteifung (9) aus einer Kunststoffolie besteht.

5. Gleitfallschirm nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Versteifung (9) aus einem aufblas­ baren Kissen gebildet wird.

6. Gleitfallschirm nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Versteifung (9) durch einen dünnen Stab gebildet wird.

7. Gleitfallschirm nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Stab biegsam ist.

8. Gleitfallschirm nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Stab aus faserverstärktem Kunst­ stoff besteht.

9. Gleitfallschirm nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Stab sich nach einem oder beiden Enden hin konisch verjüngt.

10. Gleitfallschirm nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Stab teleskopartig zusammenschieb­ bar ist.

11. Gleitfallschirm nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Stab so angeordnet ist, daß er bei voll aufgeblähtem Zustand des Gleitfallschirms nach oben durchbieg­ bar ist und bei mangelndem Staudruck im Inneren des Gleitfall­ schirms eine Ruhelage einnimmt, bei welcher die vordere obere Begren­ zung (1) der Stauluftöffnung (2) nach unten in Richtung auf die ge­ dachte Verlängerung der Profilunterseite (12) nach vorn, verlagert ist.

12. Gleitfallschirm nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Versteifung (9) an- und abmontier­ bar angebracht ist.

13. Gleitfallschirm nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Versteifung (9) jeweils in einer Stoff- oder Kunststofftasche am Gleitfallschirm montiert ist.

14. Gleitfallschirm nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Versteifung (9) so geformt oder so angebracht ist, daß die Ausbildung eines Tragflächenprofils unter­ stützt wird.