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Vorrichtung zur Erhöhung des Auftriebes von Flugzeugen mittels schnell
umlaufender Walzen oder Schaufelräder Die Erfindung besteht darin, daß die Richtungsänderung,
welche in einem strömenden Medium durch eine schnell rotierende Walze hervorgerufen
wird, dazu benutzt wird, um die Strömung gegen einen flächigen Körper zu leiten
und diesen dadurch fortzubewegen. Insbesondere wird der Hub einer Tragfläche in
dieser Weise bewirkt. Statt einer Walze kann auch ein langgestrecktes Schaufelrad
mit geraden oder gebogenen Schaufeln dienen. Die Walze oder der Rotationskörper
kann mit Endscheiben bekannter Art oder spitzen Enden versehen sein.
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Die Abbildungen zeigen einen Doppeldecker mit einer horizontalen,
zwischen den Tragflächen befindlichen Walze, welche mit dem Flugzeug verbunden und
drehbar ist. Dieser Umlaufkörper wird durch eine Kraft (Motor-, Wind- oder Muskelkraft)
schnell gedreht, und zwar in dein Drehsinne, daß ihre Oberseite sich in der Flugrichtung
bewegt. Die Strömung der Luft ist entweder eine absolute (Wind) oder eine relative
(bei Fortbewegung des Flugzeuges mittels eines Propellers). In der Regel soll die
Umfangsgeschwindigkeit der Umlaufkörper größer als die Geschwindigkeit der Strömung
sein. Die Strömung wird durch den Umlaufkörper nach oben gelenkt, trifft gegen die
obere Tragfläche und hebt sie. An der Unterseite der Umlaufkörper besteht eine Senkung
des Luftdrucks, welche als Saugung wirkt und das Flugzeug nach unten zu ziehen strebt.
Aber dieselbe Saugung zieht die untere Tragfläche nach oben, wenn diese nahe genug
ist. Denn die Drucksenkung erstreckt sich auf einen breiten Luftraum. Folglich bewirkt
trotz der nach unten gerichteten Saugung der Umlaufkörper einen Hub. Die Saugung
der Umlaufkörper wird durch die Ansaugung der unteren Tragfläche aufgehoben. Wenn
nach oben gewölbte Tragflächen gewählt werden, so bewirken auch die gewölbten Oberseiten
derselben eine Saugung nach oben. Außerdem saugt der aufwärtsgehende Luftstrom die
Luft von dem hinteren Teile der Oberseite der unteren Tragfläche ab, so daß sie
einen weiteren Auftrieb erfahren muß. Die Tragfläche über dem Umlaufkörper kann
reichlich weit nach hinten erstreckt werden, um den Luftstrom auszunutzen.
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Der Umlaufkörper muß nicht unbedingt zwischen den zwei Tragflächen
eines Zweideckers angeordnet sein, vielmehr kann die obere Tragfläche hinter dem
Umlaufkörper oder etwas höher oder tiefer eingeordnet werden.
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Zur Beseitigung oder Verringerung des schädlichen Widerstandes in
der Strömungsrichtung kann ein gewölbter Windschirm an der oberen Hälfte der Walze
angebracht werden. Statt dessen kann auch eine gewölbte Vertiefung in der Tragfläche
oder eine Vorwö
1bung der Vorderkante derselben benutzt werden.
Diese Schirme bewirken einen verstärkten Grad der Ablenkung der Luftströmung, also
mehr Steilheit derselben. Denn wenn diese Schirme fehlen, so drückt die über den
Rotationskörper hinwegstreichende Luft den aufwärtsstrebenden Luftstrom mehr nach
hinten, so daß er nicht so steil nach oben gerichtet verläuft. Unter Umständen kann
der Wind, welcher über den Drehkörper strömt, die Aufwärtsbewegung des Luftstromes
verhindern, wenn der Wind stärker als die Wirkung des Drehkörpers ist. Die Schirme
hindern also, daß die Luft über dem Rotationskörper nach hinten strömt, und schützen
daher die Steilheit des nach oben gelenkten Luftstromes.
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Die obere Tragfläche kann ferner mit Längs- oder Querschlitzen versehen
sein, um den aufwärts gerichteten Luftstrom zum Teil durchzulassen, so daß er seine
Richtung nach oben nicht verliert. Die Anordnung der Schlitze hat eine neue technische
Wirkung. Der Rotationskörper soll die Luft in seinem Wirkungsbereiche nach oben
jagen. Aber die obere Tragfläche hemmt diese Bewegung. Durch die Schlitze kann die
Luft zu einem großen Teil hindurchstreichen, und deshalb muß die Richtung des Luftstromes
dadurch viel steiler nach oben ausfallen. Außerdem bewirkt dieser Luftstrom einen
Sog über der Oberseite der Tragfläche.
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Statt der runden Walze kann ein langgestrecktes Schaufelrad,welches
nach Beliebien nur zwei Schaufeln haben kann, oder eine Walze mit Rippen benutzt
werden. Die Luft wird dann wirksamer gefaßt. Ferner kann der Umlaufkörper mit länglichem
oder flachem Querschnitt hergestellt werden, da die Ablenkung des Luftstromes ebenso
wie der Magnuseffekt auch an flachen Umlaufkörpern auftreten. Es wird dann die Luft
ebenfalls gut erfaßt und außerdem im Ruhezustande des Umlaufkörpers der Widerstand
in der Strömungsrichtung sehr vermindert. Ein flacher Umlaufkörper bildet zugleich
eine Tragfläche.
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Das Prinzip kann auch bei einem Eindecker angewandt werden, indem
die untere Tragfläche des Doppeldeckers durch einen Umlaufkörper ersetzt wird. Natürlich
könnte statt der unteren Walze eine Walze über der Tragfläche angeordnet werden.
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Der Vortrieb des Flugzeuges kann in jeder bekannten Weise, insbesondere
mittels Motors, erfolgen. Der Vortrieb kann ferner in einem von vorn wehenden Winde
durch Gleitstellung (Vornüberneigen) der Tragflächen gewonnen werden, wodurch der
Segelflug erreicht würde. Ein Vortrieb entsteht auch durch Emporbiegen der Hinterkante.
Diese Aufbiegung ist zwar bekannt, hat hier aber eine neue technische Wirkung, da
die Luft schräg nach oben gegen die aufgebogene Fläche gelenkt wird, so daß der
Anstellwinkel zwischen dem aufgebogenen Flächenteil und dem ihn anblasenden Luftstrom
positiv und ziemlich groß ist und der Luftstrom einen kräftigen Vortrieb liefert.
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Die Brauchbarkeit für den Segelflug erhellt aus folgendem: Nach der
Theorie von Betz beruht jeder Segelflug auf der Ausnutzung schräg nach oben gerichteter
Luftströmungen, welche in der Natur nur in Bodenerhebungen in größerem Ausmaß vorkommen.
Dagegen wird bei der vorliegenden Erfindung auch der nicht schräg nach oben gerichtete
Wind, also der gewöhnlich horizontal gerichtete Wind,unter einer Tragfläche schrägnach
oben abgelenkt. Durch die Erfindung wird daher der Segelflug in der Ebene möglich
sein, welcher bisher nicht möglich gewesen ist.
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Die Walze erfährt im Winde einen beträchtlichen Widerstand in der
Windrichtung. Diesem kann durch einen Vortrieb bekannter Art, insbesondere durch
Motor oder Gleitstellung der Tragflächen, begegnet werden. Außerdem kann der etwaigen
Abdrift im Winde in folgender Weise begegnet werden: Sobald das Flugzeug erheblich
abtreibt, wird die Drehung des am besten mit länglichem oder flachem Querschnitt
versehenen Umlaufkörpers beendigt und der durch den großen Auftrieb schnell erzielte
Höhengewinn benutzt, um im Gleitfluge eine große Geschwindigkeit gegen den Wind
zu erlangen, worauf das Spiel von neuem beginnt.
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Die Vorrichtung ist unter Senkrechtstellung des Drehkörpers und der
Fläche als Schiffsantrieb verwendbar, In den Abbildungen sind Druck und Satigung
durch + und - Zeichen veranschaulicht. Die Abbildungen geben die Erfindung nur schematisch
wieder.
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Die Abb. I bis 5 stellen verschiedene Anordnungen dar. Insbesondere
zeigen Abb. 2 die Anordnung eines Windschirmes und Abb.5 einen Umlaufkörper mit
länglichem Querschnitt.