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Wärmeabführung für Luftfahrzeuge. Zur Verringerung des Luftwiderstands
von Kondensatoren dampfbetriebener Flugzeuge wurde ihereits mehrfach vorgeschlagen,
die Außenhaut der Tragfläche oder des hohl ausgebildeten Propellers selbst als Kühlfläche
zu benutzen, -indem der Dampf den ganzen Innenraum der hohlen Tragfläche oder des
Propellers ausfüllen sollte. Diese Ausführungsart bietet aber erhebliche Schwierigkeiten
in der Herstellung sowie dem Betrieb, und zwar
hauptsächlich deshalb,
als schon bei mäßiger Luftleere ein vielfach so großer Überdruck pro Quadratmeter
auf der Tragfläche lastet, als für den Flug für die mittlere Belastung der Unterseite
gewöhnlich zugrunde gelebt wird. Infolgedessen müssen ganz erhebliche Mehrgewichte
für die Verstärkung,der Außenhaut oder den Einbau knicksicherer Streben usw. aufgewendet
werden, wodurch der Vorteil der Verringerung des Kondensatorwiderstandswieder ganz
oder größtenteils aufgezehrt wird, indem das Flugzeug und dessen Maschinenleistung
für die gleiche Nutzlast erheblich ,größer werden muß. Auch besteht durch den großen
äußeren Üherdruck die Gefahr, daß leicht Undichtigkeiten während des Betriebes auftreten
können, wodurch die Luftleere verschlechtert und der Dampfverbrauch erhöht wird.
Ferner ergibt der Umstand, daß der ganze Innenraum mit Dampf erfüllt ist, den weiteren
Nachteil, daß das innere tragende Gerippe etwaigen schädlichen Einflüssen durch
den Dampf oder (las Niederschlagwasser z. B. durch Anfressungen ausgesetzt und während
der Fahrt unzulänglich ist.
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Bei der vorliegenden Erfindung ,die nicht nur bei Flugzeugen, sondern
auch bei sonstigen Luftfahrzeugen oder anderen schnellgehenden, leichten Fahrzeugen
mit Dampfäntrie'b anwendbar ist, ist dienfalls die Außenhaut des Rumpfes oder der
Tragflächen bei Flugzeugen oder der Gondeln oder des Gastragkörpers bei Luftschiffen
oder z. B. des Rumpfes von Hängeschnellbahnen usw. für die Niederschlagung des Dampfes
oder die Rückkühlung des Einspritzwassers (im Falle eine mittelbare Kondensation
vorhanden ist) ganz oder teilweise benutzt. Dabei sind jedoch die vorerwähnten Mißstände
dadurch teseitigt, daß nicht der ganze Innenraum z. B. der Tragfläche von Dampf
erfüllt, sondern die Außenhaut ganz oder teilweise doppelwandig ausgebildet ist,
wobei in. den entstehenden Zwischenraum der Dampf oder das Einspritzwasser geleitet
wird. Die doppelwandige Ausbildung kann entweder dadurch bewirkt sein, daß z. B.
gewelltes -Metallblech, wie es in bekannter Weise für die Bekleidung der Tragfläche
oder des Rumpfes von sogenannten Metallflugzeugen verwendet oder für die Bildung
ales Gastragkörpers bei Luftschiffen vorgeschlagen ist, in doppelter oder einfacher
A:iordnung verwendet wird, wobei in letzterem Falle das Wellblech an den Scheitelstellen
der Wellen mit einer ebenen oder ebenfalls gewellten Blechplatte verbunden sein
kann, oder aber es werden z. B. mit der glatten Tragfläche sich dersef:en anschmiegende
Kanäle oder Röhren von geeignetem Querschnitt außen verl:unden. Der hauptsächliche
Vorteil dieser Ausführungsart des Kondensators bz;w. Kühlers gegenüber ,ekannten
Vorschlägen besteht darin, daß einerseits das innere Gerippe während des Betriebes
nicht -dem Dampf ausgesetzt ist, andererseits ist das für die doppelwandige Ausbildung
der Rumpf- oder Tragflächenbekleidung aufzuwendende Mehrgewicht verhältnismäßig
gering bzw. hält sich in zulässigen Grenzen, (ia der Zwischenraum der doppelwandigen
Außenhaut oder die Größe .der Kanäle so gering angenommen werden kann, daß dieWände
gegen den äußeren Druck auch bei der praktisch aus Herstellungsgründen kleinst zulässigen
Blechstärke noch genügende Sicherheit gegen Einknicken oder Einbeulen bieten. Andererseits
kann .das aufgewendete Mehrgewicht noch in der Weise für die Festigkeit z. B. einer
Tragfläche teilweise nutzbringend verwertet werden, als infolge der doppelwandigen
Ausbildung der Außenhaut dieselihe bereits an sich gegen äußere Kräfte oder Zug-
und Druckbeanspruchungen widerstandsfähiger als eine einfache Blechwand wird und
daher gegebenenfalls etwas weniger Gewicht für (las Traggerippe aufzuwenden ist.
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In ,den Abb. i bis 13 sind verschiedene Ausführungs- und Anwendungsarten
der Erfindung dargestellt. In Abb. i bezeichnet a. die aus Metallblech bestehende
Außenhaut, die in der Weise doppel!ivandig ausgebildet ist, daß auf dieselbe entweder
außen oder innen eine mit z. B. halbkreisförmigen Wellen versehene zweite Blechplatte
an den Scheitelstellen c der Wellen mit der Außenhaut verschweißt, verlötet, verfal:zt
oder vernietet usw. wird, so daß nebeneinander befindliche Kanäle entstehen, die
durch geeignete Kappen oder Vorlagen nach dem Beispiel der :Abb. io bis 12 für eine
bestimmte Außenhautplatte miteinander verbunden bzw. parallel geschaltet sein können.
Die Wellen b können entweder einzeln oder zusammenhängend in einer größeren Anzahl
aus einer Blechplatte durch Walzen, Pressen u. dgl. hergestellt sein. Statt (laß
dieselben nur auf einer Seite der Außenhaut angebracht sind, kann man in gewissen
Fällen auch auf deren beiden Seiten solche Wellen oder Kanäle anordnen, wie dies
in Abb. i punktiert mit b' angedeutet ist. Die auf beiden Seiten von a entstehenden
Kanäle können dann etwa durch in der Außenhaut angebrachte Löcher d miteinander
in Ver'hindung stehen.
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Ob die Wellen oder Kanäle einseitig oder doppelseitig an die Außenhaut
angesetzt werden, hängt vorwiegend von dein Verwendungszweck und der örtlichen Lage
der betreffenden Stelle der Außenhaut ab. Bei einem Flugzeug wird man z. B. vorteilhaft
die O'-erfläche des
Rumpfes mit außerhalb liegenden, längs der Fahrtrichtung
verlaufenden Kanälen versehen, da bei außerhalb liegenden Kanälen natürlich die
dem ,Fahrwind dargebotene Oberfläche größer ist, als wenn die Kanäle innerhalb der
Außenhaut sich befinden; außerdem wird das Innere des Rumpfes nicht zu stark beheizt.
Auch bei der Tragfläche wären die Rippen oder Kanäle möglichst nach außerhalb zu
verlegen, um eine pro Quadratmeter Tragfläche möglichst große Kühlfläche und daher
kurze seitliche Ausdehnung des in doppelwandiger Ausführung herzustellenden Teils
der Tragfläche und kurze Wege für den Dampf oder das Kühlwasser vom Maschinenraum
aus zu erhalteer. Bei einem verspannungslosen Eindecleer würde aber hierbei, da
naturgemäß die Wellen längs der Fahrtrichtung verlaufen müssen, das Nierlerschlagwasser
aus dem an der Unterseite des Tragdeoks liegenden Teil der Kühlfläche, da diese
in der Flugrichtung angenähert wagerecht liegt, schlecht nach .der Kondensatpumpe
ablaufen. Für diesen Teil der Kühlfläche wären daher zweckmäßig die Kühlrippen innerhalb
der Außenhaut zu verlegen und sie parallel mit der Seitenausdehnung des Tragdecks
verlaufen zu lassen, so daß bei der meist nach innen fallenden Lage der Unterseite
des Decks ein guter Ablauf .des Niederschlagwass.ers gesichert ist. Auf der Oberseite
des Tragdecks können dagegen im allgemeinen die Kühlrippen außerhalb und parallel
zur Fahrtrichtung verlaufen. Allerdings kann dadurch unter Umständen .ein wenn auch
geringer Widerstand auf der Oberseite und eine Verminderung des Au£trieJbs entstehen.
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In Abb. 8 sind beim oberen Flügel e außerhalb der Tragflächenbekleidung
angeordnete, zur Fahrtrichtung parallellaufende Wellen b angedeutet, während sie
beim unteren Flügel f nach innen und quer zur Fahrtrichtung liegen.
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Eine haftkreisförmige Form der Wellen ist bei dem Beispiel nach Abb.
r deshalb gewählt, da diese z. B. gegen inneren oder äußeren Überdruck eine große
Festigkeit gegen das Aufreißen :bzw. Sicherheit gegen Einknicken bietet, so daß
für das -Blech b eine gegebenenfalls geringere Wandstärke als für die Außenhaut
a gewählt werden kann.
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Um auch dem freiliegenden Stück der Außenhaut a größere Steifigkeit
zu geben, kann den Kanälen auch eine Ouerschnittsform, wie in Abh. ß angedeutet,
gegeben werden. Ob hierbei .die Seite g oder g' dem Fahrwind ausgesetzt ist, hängt,
wie bereits oben bemerkt, von der örtlichen Lage des betreffenden Teils der Kühlfläche
ab.
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Abb. 2 zeigt ein Beispiel sich unter einem beliebigen Winkel kreuzender
Wellen oder Kanäle, die an den sich berührenden Kreuzungsstellen h entweder unmittelbar
oder unter Dazwischenlage einer besonderen ebenen Blechplatte miteinander verschweißt,
verlötet oder vernietet üsw. sein können.
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Bei den Beispielen nach Abb. r und 3 mit entweder außerhalb oder innerhalb
oder auf beiden Seiten der Außenhaut parallel verlaufenden Wellen wird nur in einer
Richtung eine ;große Steifigkeit erzielt, dagegen der Platte in anderer Richtung
noch eine Biegsamkeit gelassen, was z. B. für die Bekleidung von gekrümmten Tragflächen
erwünscht ist, indem in .einem solchen Falle die Kanäle parallel mit der Seitenerstreckung,des
Tragdecks gemäß dem Beispiel der Abb. 8 unten (nur für eine Rippenplatte P angedeutet)
verlaufen können, wobei die hohle Rippenplatte ähnlich `vie das .bekannte Wehpapier
der Querschnittsform des Tragdecks gut angeschmiegt werden kann.
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Bei der Ausführungsart mit bekreuzten Wellen sind die beiderseitigen
Wellen, im Falle keine dazwischen befindliche Außenhaut vorhanden ist, ohne weiteres
unter sich verbunden; im Falle einer dazwischengelegten Blechplatte kann durch Löcher,
ähnlich wie in dem Beispiel der Abb, r, die Verbindung hergestellt werden. Durch
die Kreu. zung :der Wellen wird außer einer gegebenenfalls etwas gleichmäßigeren
Dampfverteilung als bei nur einseitigen Kanälen gleichzeitig eine gute Steifigkeit
der Außenhautplatte in zwei Richtungen erzielt. In A!bb. 8 sind' beispielsweise
sich oben kreuzenden Kanäle b, i angedeutet, indem z. B, diejenigen auf der
Außen. seite längs der Fahrtrichtung, diej enigen auf der Innenseite, wie punktiert
angedeutet, quer dazu verlaufen können.
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In Abb. q. ist ein Beispiel dargestellt, bei dem die hohle Außenhaut
aus nebeneinanderliegenden, geeignet profilierten Röhren k hergestellt ist, die
etwa an flachgedrückten Rändern l miteinander verschweißt, verlötet, verfalzt oder
vernietet usw. sein können.
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In Abb. 5 sind derartige Röhren k getrennt auf die Außenhaut a nebeneinander
angesetzt, wobei sie einen derartigen Querschnitt besitzen, .daß sie sich möglichst
an diese anschmiegen und mit derselben geeignet ver-Lunden werden können.
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Die A bb. 6 und 7 stellen ein weiteres Beispiel einer doppelwandigen
Außenhaut dar, bei dem zwei gewellte Bleche m durch geeignete Distanzstücke oder,
wie in dem betreffenden Beispiel angedeutet, durch ein kleines Gitterfachwerk voneinander
entfernt ,gehalten werden können. Dieses Gitterfachwerk kann der Leichtigkeit halber
z. B. aus einem schmalen, gegebenenfalls etwas gewellten Blechband u bestehen, das
in Ziokzackform geknickt und an Aden Knickstellen mit einem geeignet profilierten
Ober- und Untergurt o
etwa verschweißt oder verlötet ist. Abb.7
zeigt den Steg n, o ini Querschnitt.
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In Ab'). 8 bezeichnet noch p den Rumpf, der ebenfalls ganz oder teilweise
finit doppel,wan-5(ligen Außenliautplatten, wie für eine Stelle strichpunktiert
angedeutet, ;i.ekleidet sein kann. d ,bezeichnet einen Dampfkessel, r eine Turbine
mit Getriebe, s den Propeller und t einen etwaigen, im Propellerstrom liegenden,
strichpunktiert angedeuteten Lamellen- oder Zellenkondensator- oder Rückkühler.
Die Anordnung eines solchen ist gegebenenfalls bei Flugzeugen erforderlich, um auch
beim Anfahren die gesamte Dampfmenge niederschlagen zu können, da hierbei der Tragflächenkondensator
nur teilweise unter die Wirkung des Propellerstroms kommt. Durch die doppelwandige
Ausbildung der ganzen oder eines Teiles der Tragfläche oder des iZuliipfes ergibt
sich der Vorteil, daß der Lamellen- oder Zellenkühler eine wesentlich kleinere Kühlfläche
als sonst erhalten kann, so daß dessen Elemente ganz weit voneinander gesetzt werden
können und daher dessen zusätzlicher Widerstand nur noch gering wird.
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Abb. 9 zeigt im Querschnitt A-B die hohle Tragfläche der Abb. 8, wobei
die Kühlrippen sämtlich innerhalb liegend angenommen sind. u hezeichnet die hohlen
Holme, von denen aus, unter Umständen im Verein mit den ebenfalls hohl ausgeführten
Spieren v, der Dampf oder das zu kühlende Einspritzwasserden hohlen Außeiihautplatten
zugeführt werden kann.
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Um eine gewisse Kühlung auch der Innenseite der Außenhaut während
der Fahrt zu erhalten, ohne daß hierdurch zu große zusätzliche Widerstände entstehen,
können an der Vorderseite des Tragdecks, wo sich die Luftfäden teilen, Löcher oder
Schlitze w angeordnet sein, durch welche die Fahrluft eindringt, mit geringer Geschwindigkeit
innerhalb des Tragdecks zirkuliert und hinten bei x austritt. Ähnliche Luftzirkulationslöcher
können auch ibei der Außenhaut des Flugzeugrumpfes oder bei der Kühlfläche eines
Ballons, wie in Abb. 13 angedeutet, angebracht werden.
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Bei einem Flugzeug können bei der Anfahrt derartige Löcher noch künstlich
vergrößert werden, indem z. B., wie in ALb. 9 strichpunktiert angedeutet, vorn größere
Klappen y vorgesehen sind, die bei der Anfahrt in die Lage y' gebracht und erst
beim Flug geschlossen werden.
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In den Abli. io, i i und 12 ist das Ende einer Rippenplatte P (Abb.
8) mit Verteilungskammer z im Querschnitt, Draufsicht und Längsschnitt dargestellt,
wobei wieder a die Außenhaut und b eine mit Kanälen versehene Blechplatte bedeutet.
-- ist eine mit a und b verbundene Verteilungskammer mit Zuführungsstutzen für Dampf
oder Einspritzwasser. Am anderen Ende der Platte P kann eine ähnliche Sammelkammer
für die tung des Niederschlag- oder rückgekühlten Einspritzwassers angebracht sein.
Selbstverständlich ist für einen guten Alblauf des Niederschlagwassers durch geeignete
Anordnung und Lage der Kanäle und Sammeltaschen nach einem tiefliegenden Punkt der
Tragfläche oder des Rumpfes und einer dort aufgestellten Pumpe Sorge zu tragen,
damit die Kühlfläche jederzeit auch von Rieselwasser möglichst frei ,bleibt.
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Abb.13 zeigt noch ein Beispiel für die doppelwandige Ausbildung .eines
Teils der Oberfläche eines dampfbetriebenen Starrluftschiffes, wobei F den als Kühlfläche
doppelwandig ausgebildeten Teil der Oberfläche, r- wieder die Turbine mit Getriebe
und s den Propeller bezeichnet. I_ ist ein Luftloch an der vorderen .Spitze des
Ballons, durch welches die Luft zwischen den Zellen und der Außenhaut in der Richtung
der kleinen Pfeile nach hinten auch über die Innenseite der Kühlfläche strömt und
etwa durch Umfangsschlitze S austritt.
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Statt eines vorderen Luftlochs können für den Lufteintritt auch kurz
vor der Fläche F befindliche Öffnungen O angeordnet sein.
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Außer nach den vorstehend angedeuteten Beispielen kann die vorliegende
N cuerung z. B. hinsichtlich nuerschnittsformen der Kanäle oder der Ausbildungsart
-der doppelwandigen Außenhaut oder der Anordnung des als Kühlfläche dienenden Teils
derselben auch in beliebig anderer Form und Art ausgeführt oder angewandt sein,
ohne aus dem Rahmen der vorliegenden Erfindung zu fallen.