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Flugzeug mit frei umlaufenden, durch den Winddruck angetriebenen Tragflächen
Die Erfindung bezieht sich auf ein Flugzeug mit Tragflächen, die beim Fluge unter
der Einwirkung des Luftstromes auf die Tragflächen frei umlaufen und die an einer
Drehachse derart gelenkig befestigt sind, daß jede Tragfläche beim Flug stets solche
Stellungen einzunehmen bestrebt ist, in denen sich die durch die Drehbewegung erzeugte
Fliehkraft und die Auftriebskraft das Gleichgewicht halten.
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Wenn bei Flugzeugen dieser Art die Fliehkraftkomponente der Tragflächen
zu klein ist, bewegen sich die Tragflächen derart aufwärts, daß sich ihr aerodynamischer
Wirkungsgrad verschlechtert. Um dies zu vermeiden, kann die Fliehkraft durch Erhöhung
des Tragflächengewichtes vergrößert werden. Es ist jedoch selbstverständlich, daß
der allgemeine Wirkungsgrad des Flugzeuges durch zu starke Erhöhung des Tragflächengewichtes
herabgesetzt wird.
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Nach der Erfindung ist eine Aufwärtsbewegung einer Tragfläche bei
zu kleiner Fliehkraftkomponente dadurch verhindert, daß die einander gegenüberliegenden
Tragflächen einerseits an der Drehachse angelenkt, anderseits miteinander starr
oder nahezu starr verbunden sind. Diese starre oder nahezu starre gegenseitige Verbindung
gegenüberliegender Tragflächen .hindert keineswegs, daß sich jede Tragfläche beim
Flug entsprechend den Änderungen des aerodynamischen Druckes selbsttätig einstellen
kann.
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Durch Zeitlupenaufnahmen der Tragflächenbewegung während des Fluges
ist nämlich festgestellt worden, daß sich der Winkel zwischen zwei beliebigen, diametral
gegenüberliegenden Tragflächen bei einer vollständigen Umdrehung nur um einen geringen
Betrag ändert. Die sich gegen den Luftstrom bewegende Tragfläche wird angehoben,
während die sich in der Richtung des Luftstromes fortbewegende Tragfläche fällt;
der Winkel zwischen den beiden Tragflächen bleibt hierbei mehr oder weniger gleich
groß.
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Dieser in der Senkrechtebene gemessene Winkel wird natürlich je nach
der Bauart der Tragflächen und des Flugzeuges verschieden groß sein. Für gewöhnlich
entspricht der Winkel annähernd dem mittleren oder Durchschnittswinkel, den gegenüberliegende
Tragflächen bei einer Umdrehung miteinander bilden, wenn die Tragflächen vollkommen
frei und unabhängig um ihre Gelenke schwingen können.
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Daher sind die einander gegenüberliegenden Tragflächen nach der Erfindung
zweckmäßig derart miteinander verbunden, daß der in der Senkrechtebene gemessene
Winkel dem mittleren Winkel entspricht, den diese Tragflächen
bei
einer vollständigen Umdrehung miteinander bilden würden, wenn sie jede für sich
an der Drehachse angelenkt wären.
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Die Erfindung kann auf verschiedeneWeise ausgeführt werden. Beispielsweise
durch Verbindung einander gegenüberliegender Tragflächen mittels starrer oder teilweise
nachgiebiger Glieder.
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Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform liegt vor, wenn das ,Tragflächensystem
aus Tragflächenpaaren gebildet ist, -die in einem in der Wagerechtebene gemessenen
Winkel von 18o0 zueinander angeordnet und fest miteinander verbunden sind, beispielsweise
dadurch, daß beide Tragflächen auf einem gemeinsamen Längsholm aufgebaut sind. Das
Tragflächenpaar ist bei dieser Ausführungsform in der Mitte an der Drehachse angelenkt,
die ihrerseits derart mit dem Flugzeugrumpf verbunden äst, daß die Tragflächen als
ein Ganzes j e nach den Änderungen des aerodynamischen Druckes um die Achse des
Gelenkes schwingen können.
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Diese Anordnung hat den Vorteil einfachster Bauart :und geringsten
Gewichtes; außerdem werden für den Fall, daß die Tragflächenpaare auf einem gemeinsamen
Längshohn aufgebaut sind, die F1iehkraftbeansprüchungen natürlich von dem Längsholm
und nicht von den Gelenklagern aufgenommen, wie es der Fall ist, wenn jede Tragfläche
für sich an .der Drehachse angelenkt ist.
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Die starre oder nachgiebige Verbindung zwischen einander gegenüberliegenden
Tragflächen kann auch bei der bisher üblichen getrennten Anlenkung verwendet werden;
in allen Fällen ist eine Belastung der Tragflächenspitzen oder eine sonstige Gewichtsvermehrung
der Tragflächen zur Aufrechterhaltung der erforderlichen Fliehkraftkomponente vermieden.
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Auf der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung schematisch
dargestellt.
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Die Abb. i und 2 zeigen in Ansicht bzw. im Grundriß eine Ausführungsform,
bei .der zwei Tragflächen zu einer Einheit verbunden sind.
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Abb. 3 zeigt in Ansicht und teilweise im Schnitt das Gelenk.
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In Abb. q. ist im Grundriß ein Teil einer anderen Ausführungsform
dargestellt, bei der die Gelenkachse schräg angeordnet ist.
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Abb. 5 zeigt eine andere Ausführungsform in Ansicht, bei der getrennte
Gelenke und ein starres Verbindungsglied für die Tragflächen Verwendung findet.
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In Abb.6 ist eine ähnliche Ansicht mit einem nachgiebigen Verbindungsglied
in größerem Maßstabe dargestellt.
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Bei der Ausführungsform nach den Abb. i bis 3 ist ein Tragflächenpaar
A, B als eine Einheit auf einem gemeinsamen Längsholm bzw. gemeinsamen Längsholmen
aufgebaut, die miteinander einen in der Senkrechtebene gemessenen Winkel x bilden,
.der im allgemeinen dem mittleren Winkel entspricht, den die Tragflächen bei vollständiger
Umdrehung miteinander bilden, wenn sie unabhängig voneinander angelenkt sind. Die
Tragflächen sind in ihrer Mitte im Punkte C an einem im wesentlichen senkrecht angeordneten
Träger D gelenkig befestigt, der seinerseits in an sich bekannter, beliebiger Weise
auf dem Flugzeugrumpf drehbar angeordnet ist.
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Nachgiebige Anschlagstücke oder Puffer E sind auf Armen EI- angeordnet,
um zu verhindern, daß .die Tragflächen sich unter eine bestimmte Grenze neigen.
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Da die Tragflächen umlaufen, und zwar im Sinne des 'n Abb. a eingezeichneten
Pfeiles y sind die Führungskanten A'. und BI an entgegengesetzten Seiten der Tragflächen
angeordnet.
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Das Gelenk ist bei .der dargestellten Ausführungsform aus einem Paar
Augbolzen F gebildet, die als Lager, und zwar entweder Kugellager oder Gleitlager
für einen Bolzen G ausgebildet sind, der durch den verstärkten mittleren Teil der
Tragflächen hindurchgeführt ist.
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Bei dieser Bauart werden die infolge .der Drehung auftretenden Fliehkraftbeanspruchungen
von dem starren Tragflächenholm bzw. den Tragflächenholmen und nicht von den Gelenklagern
aufgenommen.
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Bei der in Abb. q. dargestellten Ausführungsform ist die Drehachse
des Gelenkes in bei Luftschrauben bekannter Weise im Grundriß zur Längssymmetrieachse
der Tragflächen schräg angeordnet, zu dem Zweck, während des Hebens und Senkens
der Tragflächen bei der Drehung selbsttätig den aerodynamischen Einfallwinkel zu
ändern. Die Schrägstellung des Bolzens ist so gewählt, daß der Einfallwinkel, der
sich gegen den Luftstrom bewegenden Tragfläche bei ihrem Anheben kleiner, während
der Einfallwinkel, der sich mit dem Luftstrom bewegenden Tragfläche beim Senken
größer wird; auf diese Weise wird der Betrag der Änderung des Einfallwinkels bei
einem vollständigen Umlauf verkleinert, wodurch der Wirkungsgrad erhöht wird.
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Bei der Ausführungsform nach Abb. 5 sind zwei Tragflächen
H, T unabhängig voneinander mit der Drehachse K gelenkig und miteinander
durch eine starre Strebe L verbunden, deren Enden an den Tragflächen angelenkt sind.
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Bei der Ausführungsform nach Abb. 6 ist die Strebe L mit den Tragflächen
unter Zwischenschaltung
von Federn verbunden, die eine Änderung
des in der Senkrechtebene gemessenen Winkels zwischen den beiden Tragflächen in
zulässigen Grenzen gestattet.