DE420840C

DE420840C - Verfahren zur Erzeugung des Quertriebes an Quertriebskoerpern, z. B. an Segeln von Schiffen

Info

Publication number: DE420840C
Application number: DEN22321D
Authority: DE
Original assignee: INST VOOR AERO EN HYDRO DYNAMI
Current assignee: INST VOOR AERO EN HYDRO DYNAMI
Priority date: 1923-07-29
Filing date: 1923-07-29
Publication date: 1925-11-04

Description

Verfahren zur Erzeugung des Quertriebes an Quertriebskörpern, z. B. an Segeln von Schiffen. Bei Körpern in einer Strömung, beispielsweise Tragflügeln von Flugzeugen, Flügeln von Turbinen, Segeln bei .Schiffen, die dazu bestimmt sind, Energie auf die Strömung zu übertragen oder der Strömung Energie zu entnehmen oder in irgendeiner Form Energie mit der Strömung auszutauschen, wird an den Körpern quer oder senkrecht zur Dewegungs- oder zur Strömungsrichtung je nach den Verhältnissen ein Trieb, Auftrieb, Abtrieb oder Seitentrieb erzeugt, der im folgenden als Quertrieb -bezeichnet .werden soll, während die Körper, an denen dieser Quertrieb erzeugt wird, als Quertriebskörper bezeichnet werden.
Die Erfindung hat nun eine neue Antriebsvorrichtung zum Gegenstand, um den Quertrieb an in der Strömung arbeitenden Körpern oder Flächen zu erzeugen. Der Erfindung gemäß wird an Quertriebskörpern der Quertrieb dadurch erzeugt, daß der Antrieb auf Grund von Wirkungen nach Art des bekannten Magnuseffektes mittels sich um sich selbst bewegender Flächen oder mittels Flächen erfolgt, deren Haut um die Fläche umläuft, und die in der Strömung eines Mediums, z.- B. Luft oder Wasser oder eines sonstigen beliebigen Mediums, arbeiten. Dabei kann das Arbeiten der Quertriebskörper in dem Medium derart erfolgen, daß das Medium durch den Quertriebskörper gegen den Quertriebskörper bewegt, also durch den Quertriebskörper eine Strömung erzeugt wird, oder indem durch eine gegebene Strömung ein Körper in der Strömung bewegt wird oder auch, indem beides zugleich der Fall ist.
Die Bewegung der Fläche um sich selbst erfolgt in der Regel so, daß, falls als Quertriebskörper oder Fläche ein Rotationskörper dient, dieser um die Rotationsachse umläuft, falls Quertriebskörper anderer Form verwendet werden, die Oberfläche des Körpers oder der Fläche, im folgenden als Flächenhaut bezeichnet, um die Fläche selbst bewegt wird.
Zur Erläuterung der Verhältnisse dient die Zeichnung.
In Abb. t ist ein beliebiger Flächenkörper a veranschaulicht, der beispielsweise das Segel eines Schiffes, die Tragfläche eines Flugzeuges oder die Triebfläche einer Strömungskraftmaschine darstellen kann. Wird die als dicke Umrahmungsliriie angedeutete Haut oder Oberfläche in dem eingezeichneten Pfeilsinne bewegt, so zeigt sich, daß die Haut auf der Oberseite des Flächenkörpers sich im Sinne der durch die gestrichelten Linien angedeuteten Strömung bewegt, während die Haut auf der Unterseite des Flächenkörpers sich gegen die Strömung bewegt oder umgekehrt, wenn die Strömung Strömung auf der Oberseite und eine Schwächung der Strömung auf der Unterseite des Flächenkörpers. Es wird also, wenn der Flächenkörper sich gegen die Strömung bewegt, oder umgekehrt, wenn die Strömung sich gegen den Flächenkörper bewegt, bei dem dargestellten symmetrischen Profil auf der Oberseite ein starker Unterdruck, auf der Unterseite ein Überdruck erzeugt, so daß ein starker Querdruck entsteht. Diese Druckverschiedenheit wird nun zum Austausch von Energie zwischen einer Strömung und einem Körper im jeweils erwünschten Sinne nutzbar gemacht.
Die Abb. 2 bis 5 zeigen als Beispiele einige Anordnungen, um die Haut der Fläche um den Flächenkörper herum zu bewegen. Bei der in Abb.2 veranschaulichten Anordnung ist um zwei Rollen b, c ein Band d vorzugsweise lose gelegt, das sich beim Antrieb der Rollen im Pfeilsinne bewegt und zugleich unter dem Einfluß des bei der Bewegung erzeugten Unterdruckes eine der Strömung entsprechende Profilform in dein einen oder dem anderen Sinne bildet. Das Band kann aus beliebigem Material hergestellt werden: Stoff, Leder, Metall o. dgl.
Abb. 3 zeigt eine Anordnung, bei der zur Verbesserung der von dem losen Bande erzeugten Profilform an diese Profilform sich besondere Profilstücke e, f anschließen. In manchen Fällen wird es zweckmäßig sein, nur ein hinteres Profilstück f oder auch nur ein vorderes Profilstück e anzuschließen. An Stelle einer einheitlich sich bewegenden Haut, die ein Band ohne Ende darstellt, können auch einzelne sich bewegende Hautelemente g, g (Abb. q.) treten. Da die Wirkung der Unterdruckseite die stärkere ist, so genügt es, um einen kräftigen Quertrieb zu erzeugen, die Flächenhaut nur auf jener Seite des zu bewegen, auf der der Unterdruck erzeugt werden soll. Eine derartige Anordnung ist ebenfalls in Abb. 4 veranschaulicht.
Abb. 5 zeigt eine weitere wesentliche Vereinfachung, indem als bewegte Haut die eines Zylinders la dient, der beispielsweise im Pfeilsinne gedreht wird, wenn der Unterdruck auf der' Oberseite des Flächenkörpers erzeugt werden soll. An den Zylinder können sich Profilkörper e und f oder auch nur e oder nur f anschließen, es genügt aber auch, Zylinder allein zu verwenden. Verwendet derartige Zylinder als Segel eines Schiffes, so kann man je nach dem Drehsinne, den man dem Zylinder erteilt, bei verschiedenen Windrichtungen Vortrieb und Rücktrieb des Schiffes je im gewünschten Sinne und nach der gewünschten Richtung hin erzeugen.
In Abb. G stellt i ein Schiff, I2 einen solchen Zylinder dar. Der Zylinder kann als Ganzes gedreht werden oder auch nur sein er kann der Höhe nach unterteilt sein, auch teleskopartig zusammenschiebbar sein. Werden als Segel Zylinder mit I'rofilanschlußstücken, z. B. Zylinder mit nur einem hinteren Anschlußstück f, angeordnet, so können diese Ansehlußstüc e unter Heranziehung der Strömungskräfte mit Hilfsflächen, z. B. Hilfsrudern, gesteuert werden. Auch in allen anderen Fällen können Flächenkörper mit bewegter Haut durch Hilfsruder gesteuert und' in Arbeits-oder Ruhelage gehalten werden.
man anordnen.
Wasserfahrzeuge Haut Flächen, Quertriebes motorisch irgendwelcher mit vertikale im t Strömung auch Auch als Ruder für Luft- oder Wasserfahrzeuge sind die Körper mit bewegter Haut verwendbar, wird dann eine oder die andere der beschriebenen Formen am Fahrzeugkörper am Heck oder Bug oder- an beiden-Auch als Ersatz der Stälülisier:utigsflossett für Luft- und können diese Flächen mit bewegter dienen; ebenso als Tragflächen für Luftfährzeüge, fei=ner für irgendwelche anbete die in Strömung unter Erzcugürrg eines oder generatorisch arbeiten: Sa känrt man die Flächen von Schraubenrädern Art für Luft oder Wasser, z. B. VVindr ad- oder Pröpellerflügel oder Querdruckflächeri ariderer Strötnuiigskraftärilagetr, z. B. Wiridmäschinen Achse, mit bewegter Haut Sinne der Erfindung ausführen.
Die Kräfte zum Antrieb de Daut können von beliebigefr Antriehsinaschirien= geliefert, sie können auch der selbst; z. B: durch Flügelräder, entriörritireti werden; die Strömungsreibung der Haut auf der Unterdruckseite kann zur Bewegung der Haut herangezogen werden.
Je nach der Betriebsart der Quertriebsflächen, z. B. Segel, Ruder, Tragfläche, wird man die Geschwindigkeit der bewegten Haut in das jeweils erforderliche Verhältnis zur Strömungsgeschwindigkeit bringen.
Besonders vorteilhafte Wirkungen der Flächen mit bewegter Haut lassen sich in weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgedankens erzielen, wenn man die Haut auf der Seite des Flächenkörpers in Berührung mit der Strömung bewegt, auf welcher Unterdruck erzeugt werden soll. Nach der Druckseite .hin wird man das bewegte Band oder die Zylinderwand zweckmäßig abdecken oder innerhalb eines Profilkörpers verlaufen lassen.
Anordnungen dieser Art sind in den Abb. q., 7 und 8 veranschaulicht.
Abb. 7 zeigt einen Zylinder La in einem unsymmetrischen Strömungsprofil k. Der Spalt zwischen Zylinderwand und Abdeckfläche wird zweckmäßig als sich verjüngender Kanal ausgeführt.
Abb. 8 zeigt ein bewegtes Band d in einem symmetrischen Strömungsprofil 1. Es können aber auch andere Umkleidungen verwendet werden. In allen diesen Fällen wird eine Strömung entlang der Haut erzeugt, die einen sehr starken Quertrieb zur Folge hat. Dieser Quertrieb tritt in erheblichem Maße schon ein, wenn das Flächensystem noch keine Anstellwnnkel und keine Bewegung relativ zum Medium hat. Ein Flugzeug mit Flächen gemäß der Erfindung mit einseitig freier, sich bewegender Haut wird unter dem Einfluß der von der Haut erzeugten Strömung sehr steil, gegebenenfalls senkrecht, steigen. Diese Einrichtungen können auch allgemein zum Antrieb von Fahrzeugen dienen, so daß sie z. B. beim Flugzeug zugleich Vortrieb und Auftrieb liefern. Bei Schiffen kann Segel-oder auch Steuerwirkung auch dann erzielt werden, wenn kein Wind herrscht bzw. wenn keine Fahrtströmung vorhanden ist. Je nach der Stellung, die man dem Flächensystem in bezug auf das Schiff gibt, wird man Segel-oder Ruderwirkung nach der einen oder der anderen Richtung erzeugen.

Claims

PATENT-ANsPRÜcHE: i. Antriebsvorrichtung, z. B. für Schiffe, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb auf Grund von Wirkungen nach Art des Magnuseffektes mittels sich um sich selbst bewegender Flächen erzeugt wird, deren Haut um die Fläche umläuft, und die in der Strömung eines Mediums (z. B. Luft oder Wasser) arbeiten.
2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächenhaut im Sinne der den OOuertrieb bewirkenden Zirkulationsstr ömung um die Fläche beweglich ist.
3. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächenhaut vorwiegend auf jener Seite der Fläche beweglich ist, auf der der Unterdruck erzeugt werden soll. q..
Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als Flächenhaut ein zweckmäßig über Rollen geführtes Band dient.
5.. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als bewegte Flächenhaut umlaufende Zylinder dienen.
6. Einrichtung nach Anspruch i und 4., dadurch gekennzeichnet, daß umlaufende Zylinder als Quertriebflächen dienen.
7. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß sich an die bewegte Haut Profilkörper anschließen. B.
Einrichtung nach Anspruch i und Unteransprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß Flächen mit beweglicher Haut als Ruder für Schiffe dienen.
9. Einrichtung nach Anspruch i und Unteransprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß Flächen mit beweglicher Haut als Stabilisierungsflächen für Schiffe dienen. io.
Einrichtung nach Anspruch i und Unteransprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß Flächen mit beweglicher Haut als Triebflächen für Strömungskraftmaschinen dienen, i i.
Einrichtung nach Anspruch i und Unteransprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß Flächen mit beweglicher Haut als Trag- oder Steuerflächen für Flugzeuge dienen.
12. Einrichtung nach Anspruch i und 3, gekennzeichnet durch eine einseitig nach dem Medium hin angeordnete bewegliche Haut. 13- Einrichtung nach Anspruch i und 12, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliche Haut die Strömung zum Vortrieb oder Auftrieb eines Fahrzeuges erzeugt.