DE3820474A1 - Gleitsegel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Gleitsegel ohne Luftstaukammern mit Versteifungen aus geeignetem Material: Holz, GfK, Luft­ schlauch mit Textilhülle, usw.

Besonderheiten des Gleitsegels sind:

Geringerer Luftwiderstand, höhere Flächenbelastung, bessere Gleitzahl, geringere Herstellungskosten als bei herkömm­ lichen Gleitschirmen.

Die Erfindung wird anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Gleitsegel. Beschreibung:

Segelfläche 1 mit angenähten Profilrippen 2 aus Segeltuch, die nach herkömmlicher Weise durch Fangleinen 3 mit dem Piloten verbunden ist. Die Fangleinen 3 sind unten an den Profilrippen 2 befestigt. Die Bedienung erfolgt auf gleiche Weise wie bei herkömmlichen Gleitschirmen. In die Segel­ fläche 1 und den Profilrippen 2 sind einige Versteifungen 4 eingearbeitet, welche die Stabilität erhöhen. Im Prinzip ist die Fläche ohne Versteifungen flugfähig, jedoch ist der Auftrieb (Güte des Profils) geringer und die vorderen Ecken neigen zum Einklappen.

Die Versteifungsstellen sind:

Die gesamte vordere - und hintere Kante 7+9 und ca. das vordere Viertel der Profilrippen 2 auf der geraden unteren Seite 10. Wird die hintere Kante 9 verstärkt, muß die Ver­ stärkung der Profilrippen bis zur Hinterkante reichen.

Verwendet man eine durchgehende Versteifung in der Vorder­ kante 7 (durchgehende Stange, steckbar oder ganz, aufblas­ barer Luftschlauch mit Textilhülle, usw.) kann man die Ver­ steifungen im vorderen Teil der Profilrippen 2 weglassen, was jedoch die Stabilität mindert.

Die Versteifungen 4 im vorderen Bereich der Profilrippen 2 drücken die Vorderkante 7 in Flugrichtung heraus und mindern die Tendenz der Vorderkante, an den flexiblen Verbindungs­ stellen einzufallen. Da der Gleitschirm , wie herkömmliche Gleitschirme, vom Boden gegen den Wind aufgezogen wird und dabei eine abrollähnliche Bewegung erfährt, müssen die Ver­ steifungen 4 in den Profilrippen 2 von einer flexiblen Ver­ bindungsstelle 6 bis zur nächsten, kurz sein.

An der Profilunterkante 10 befinden sich neun Leinenbe­ festigungsschlaufen 11. Die hintere Schlaufe ist mit den Bremsleinen 5 verbunden. Die restlichen acht Leinenbe­ festigungsschlaufen sind über vier "V" Leinen (Waagen) 8 mit vier Fangleinen 3 verbunden, an denen, wie bei herkömm­ lichen Gleitschirmen, die Tragegurte 12 befestigt sind. In dem vorgestellten Prototyp reicht die Versteifung 4 in der Profilunterkante 10 von der Vorderkante 7 des Gleit­ schirmes bis in die zweite "V" Leine 8. Die Versteifung besteht somit aus drei Teilen, die an den Leinenbefesti­ gungsschlaufen 11 flexibel verbunden sind.

Für die Aufnahme der Versteifungen ist die Profilunterkante 10 so umgenäht, daß die Versteifungen 4 eingeschoben werden können. An den flexiblen Verbindungsstellen 6 und den Enden, werden Verstärkungsstücke 13 aus festem Segelmaterial ein­ oder mehrfach aufgenäht.

Die Leinenbefestigungsschlaufen 11 befinden sich in der Profilrippe 2 zwischen den Versteifungen 4 und sind über den Versteifungen horizontal und im Bereich der Verstei­ fungen vertikal so vernäht, daß die Versteifungen möglichst eng aneinandergereiht sind und sich nicht verschieben lassen. Ihre, die Vorderkante versteifende Wirkung, bekommen sie dadurch, daß sie durch den Zug der Fangleinen 3 am seit­ lichen Ausbrechen gehindert werden.

Die "V" Leinen 8 können auch durch zackenförmige Stoffdrei­ ecke ersetzt werden. Dadurch wird der Fangleinenzug gleich­ mäßiger auf die Schirmoberseite übertragen und die Rich­ tungsstabilität erhöht. Allerdings erhöht sich dadurch der Gesamtwiderstand.

Die Anzahl der Leinenbefestigungspunkte an der Profilrippe ist nicht festgelegt. Es soll der Fangleinenzug möglichst gleichmäßig auf die Segelfläche 1 übertragen werden. Die Versteifung des Profils ist so an die ebenfalls ver­ steifte Vorderkante 7 des Schirmes angenäht, daß die umge­ nähte Profilunterkante (Tasche) verschlossen wird und gleichzeitig die vertikale Naht 14 der flexiblen Verbin­ dungsstelle der Schirmvorderkante 7 bildet. Die Versteifung der Vorderkante sollte dabei ca. um den Wert des Durch­ messers des Rundmaterials nach unten versetzt werden, damit sich der Schirm gut zusammenklappen läßt.

In dem vorgestellten Prototyp ist die Hinterkante nicht ver­ steift. Dadurch bilden sich an der Hinterkante Wölbungen 18, die sich günstig auf die Richtungsstabilität auswirken. Bei diesem System sollten die Versteifungsstäbe 4 der Vor­ derkante 7 in der Länge so bemessen sein, daß sich die Schirmvorderkante 7 etwas zusammenziehen kann, um zu ver­ hindern, daß der Schirm ein Hufeisen bildet, was den Gesamt­ widerstand erhöht.

Eine Möglichkeit die Güte des Profils zu verbessern und den Gesamtwiderstand zu senken, besteht darin, die Hinterkante 9 des Schirmes ebenfalls zu versteifen.

Prinzipiell ist es möglich, durchgehende Stangen, steckbar oder aus einem Stück, zu verwenden, jedoch verlängert sich dadurch der Auf- und Abbau. Die Stangen würden in die, zur durchgehenden Tasche umgenähten Vorder- und Hinterkante des Gleitschirmes, die auf einer Seite geschlossen und auf der anderen Seite durch einen Reißverschluß, Klettband, o.ä. geschlossen werden kann, gesteckt.

Wird die Hinterkante 9 des Schirmes verstärkt, so kann die Versteifung in der Vorder- und Hinterkante die gleiche Länge haben, wie die Kanten des auf dem Boden ausgelegtem Schir­ mes. D.h., der Effekt des ziehharmonikaähnlichen Zusammen­ ziehens des fliegenden Schirmes braucht dann nicht berück­ sichtigt werden. Das Ergebnis wäre eine Versteifung, die den Schirm unter Belastung leicht auseinanderdrückt, das Segel glättet und damit die Güte des Profils erhöht. Das gilt auch für die durch flexible Verbindungsstellen 6 unterbrochene Versteifung der Vorder- und Hinterkante.

Das Konzept erlaubt die Konstruktion von Flügelformen, die nach aerodynamischen Erkenntnissen günstig sind und bei her­ kömmlichen Gleitschirmen mit Luftstaukammersystem (Ram-air) nicht, oder nur sehr schwer realisierbar sind.

Um ein schnelles Auf- und Abbauen zu gewährleisten, sind die Versteifungen der Vorder- und Hinterkante des Schirmes an den Profilrippen unterbrochen und flexibel verbunden 6. Die flexible Verbindung 6 sollte den versteifenden Rundstab 4 möglichst eng führen und ein faltkartenähnliches Zusam­ menlegen des Schirmes erlauben.

Die in der Vorder- und Hinterkante des Schirmes angebrach­ ten Versteifungsstücke 4 reichen von einer Profilrippe 2 bis zur nächsten. Sie sind an den Enden abgerundet und befinden sich in der zur Tasche umgenähten Vorder- und Hinterkante des Schirmes. An den Enden ist die "Tasche" zugenäht. An den Profilrippen 2 und der Vorderkante 7 sind die Versteifungsstangen 4 durch vertikale Nähte 15 getrennt, die ein Verschieben der Versteifung verhindern. Über die flexible Verbindungsstelle 6 wird eine Verstärkung aus festem Tuch 13 genäht, die verhindern soll, daß die Stäbe 4 den Stoff durchstoßen.

Da die Biegungs-, Zug- und Schubkräfte an den Versteifungs­ stäben 4 gering sind, können dünne und leichte Materialien zum Einsatz kommen. Ein weiterer Vorteil ist die, durch die relative Kürze der Stäbe bedingte, Knickfestigkeit. Bei herkömmlichen Schirmen mit Luftstaukammersystem wurden bereits zusammensteckbare Stangen (Bergsteigerzelte) aus Aluminium zur Begradigung und Versteifung der Vorderkanten verwendet, um die Güte des Profils zu verbessern. Diese Stangen werden in die zur Tasche umgenähte Vorderkante ge­ steckt und haben den Nachteil, daß sie neben dem erhöhten Aufwand beim Auf- und Abbau, recht knickempfindlich sind. Für die Verbesserung der Profilgüte bei herkömmlichen Gleit­ schirmen mit Luftstaukammern, ist die Verwendung von kurzen, durch flexible Verbindungsstellen getrennte Versteifungs­ stäbe, wie beschrieben, für die vordere Ober- und Unterkante ebenfalls geeignet.

Die Versteifungen der äußeren linken und rechten Profil­ unterkante 16 sind starr und gehen ebenfalls von der Vorder­ kante bis in die zweite "V" Leine 8. Dieses ist notwendig, weil durch den Druckausgleich (Randwirbel) der Zug außen an den Fangleinen so gering ist daß die flexiblen Verbin­ dungen 6 der Versteifungen 4 nicht richtig, wie bei den anderen Profilunterkanten 10, gerade gezogen werden. Die Folge wäre ein starker Knick in den Profilaußenseiten. Stabilisatoren, die auch den Randwirbel reduzieren sollen, haben sich bei dem Prototyp nicht bewährt, da sich ledig­ lich der Gesamtwiderstand erhöhte, ansonsten kein positiver Effekt spürbar wurde.

Die Befestigung der Versteifung entspricht der Beschreibung der anderen Befestigungen der Profilrippenunterkanten. Es handelt sich jedoch nur um einen längeren Versteifungsstab. Die Luftkräfte, die bewirken, daß die vordere Profilwölbung auch bei flachem Anstellwinkel nicht eingedrückt wird, sind durch einfache Pfeile gekennzeichnet (Fig. 8). Durch Doppelpfeil sind die Schubkräfte eingezeichnet, die durch die Versteifungen 4 in der Profilunterkante auf die Schirm­ vorderkante 7 einwirken. Die eingezeichnete Luftwalze 17 wurde bei Modellversuchen im Rauchkanal ermittelt. Sie ver­ kleinert sich mit zunehmendem Anstellwinkel. Dabei wird auch die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen der Strömung über und unter dem Gleitsegel kleiner, der Wirkungsgrad verschlech­ tert sich und der Widerstand steigt an. Deshalb erzielt man die besten Ergebnisse mit einem möglichst kleinen Anstell­ winkel.

Die Neuheit der Erfindung besteht im Zusammenwirken von Luftkräften, halbflexiblen Versteifungen und flexiblen Pro­ filteilen, die dem Gleitsegel eine unter Belastung stabile Form geben, die Gestaltung eines hochwirksamen Profils und neue Flügelformen erlauben.

Da keine widerstandserzeugenden Luftstaukammeröffnungen mehr notwendig sind, kann die Gleitzahl in Weiterentwicklungen, basierend auf der Erfindung, erheblich gesteigert werden. Der Prototyp mit 13 qm. Fläche, weist bereits bei 70 kp. Pilotengewicht, eine deutlich bessere Gleitzahl auf, als der "Big X" 26 qm., mit dem der Marktführer Kalbermatten im vorigen Jahr Weltmeister wurde.

Außerdem entfällt das Problem des "Zellenfüllens" mit Luft, da die Erfindung rundkappenähnliche Fülleigenschaften hat. Der Prototyp läßt sich leicht vom Boden hochziehen. Er ist sensibel und reagiert ohne Verzögerung auf Lenkbewegungen. Der Strömungsabriß erfolgt weich und begünstigt gute Lan­ dungen. Die Steuerkräfte sind gering, die Steuerwege kurz. Die Versteifungen verbleiben im Gleitschirm, es entsteht kein zusätzlicher Aufwand beim Auf- und Abbau.

Das Zusammenlegen des Gleitschirmes wird durch einfaches Zusammenklappen an den flexiblen Verbindungsstellen 6 der Versteifungen vorgenommen. Die kleinsten äußeren Packmaße entsprechen etwa den längsten eingearbeiteten Versteifungs­ stäben.

Fig. 1 Erfindungsgemäßes Gleitsegel, Gesamtansicht

Fig. 2 Das Gleitsegel nach Fig. 1 mit versteifter Hinterkante

Fig. 3 Einzelheiten von Fig. 1

Fig. 4 Das Gleitsegel von Fig. 1, von hinten gesehen

Fig. 5 Das Gleitsegel in anderer Darstellung ohne Fangleinen

Fig. 6 Einzelheiten der Versteifungen

Vorderer Bereich der Profilrippe mit Teil der Vorder­ kante

Fig. 7 Die Versteifung der Vorderkante, von vorne gesehen

Fig. 8 Eine Darstellung der an das Gleitsegel angreifenden Luftkräfte.

Claims (3)

1. Gleitsegel mit einer Segelfläche (1) aus Gleitschirm­ materiäl, mit Profilrippen (2), Fangleinen (3) und Bremsleinen (5), dadurch gekennzeichnet, daß die Segel­ fläche (1) nur die Oberseite des Schirmes bildet, an der die Profilrippen (2) angebracht sind, während die Unter­ seite des Schirmes offen ist, und daß zumindest die Vor­ derkante des Gleitsegels durch eine segellattenförmige Versteifung verstärkt ist.

2. Gleitsegel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der Profilrippen (2) an ihrer Unter­ seite, von der Vorderkante (7) des Schirmes ausgehend, versteift sind.

3. Gleitsegel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Versteifung der Vorderkante (7) und/oder der Profilrippe (2) geteilt sind und flexible Verbindungs­ stellen (6) aufweisen.