DE513116C - Verfahren zur Verminderung des Widerstandes eines Koerpers in Fluessigkeiten oder Gasen - Google Patents

Description

Wenn man einen Körper in einer Flüssigkeit bzw. einem Gas (im folgenden ebenfalls nur als Flüssigkeit bezeichnet) bewegt, so erfährt der Körper einen Widerstand, und man muß zur Aufrechterhaltung der Bewegung durch Überwindung dieses Widerstandes Arbeit leisten. Eine entsprechende Kraft tritt natürlich auch auf, wenn die Flüssigkeit gegen den Körper strömt. Es liegt nun ein dringendes praktisches Interesse vor, diesen Widerstand möglichst klein zu halten. Der Widerstand ist durch zwei verschiedene Vorgänge bedingt: Einmal· übt die Flüssigkeit beim Vorbeistreichen an der Oberfläche tangential gerichtete Kräfte aus. Weiterhin ergeben aber auch die normal zur Körperoberfläche ausgeübten Kräfte eine Resultierende, die sich als Widerstand bemerkbar macht. Während nun der erste Anteil (man bezeichnet ihn als Oberflächenwiderstand) im wesentlichen durch die Größe der Oberfläche, die Geschwindigkeit und die Eigenschaften der Flüssigkeit bedingt ist und sich daher durch konstruktive Maßnahmen nicht erheblich beeinflussen läßt, ist der zweite Anteil, der sogenannte Formwiderstand, in sehr weiten Grenzen veränderlich. Wenn nämlich die Flüssigkeit den Körper in Form einer sogenannten Potentialströmung umfließt, so ist der Formwiderstand Null. Er tritt nur auf, wenn durch Bildung eines wirbeligen Totwassers hinter dem Körper die Potentialströmung gestört wird, und ist um so größer, je größer diese Störung ist. Nun ist die Bildung eines Totwassers durch die Eigenschaften der Flüssigkeiten unvermeidlich bedingt, aber die Ausdehnung desselben und damit die Größe des Formwiderstandes ist in sehr, weiten Grenzen beeinflußbar.

Es ist bekannt, daß die Bildung des Totwassers auf das innigste mit dem Verhalten der sogenannten Grenzschicht zusammenhängt, das ist jene Flüssigkeitsschicht in der Nachbarschaft der Körperoberfläche, die infolge der Reibung an der Körperoberfläche ihre Geschwindigkeit zum großen Teil verloren hat. Diese Grenzschicht häuft sich nämlich unter bestimmten Bedingungen in gewissen Gebieten an und gibt dadurch zur Bildung des Totwassers Anlaß.

Als Mittel, das Totwasser klein und damit den Widerstand gering zu halten, kennt man bisher die Verwendung schlanker Formen, besonders am hinteren Ende der Körper. Die Wirkung dieses Mittels beruht darauf, daß die Grenzschicht von der außen vorbeistreichenden Flüssigkeit durch Reibung fortgeführt wird und so die Ansammlung der Grenzschicht und die Bildung des Totwassers erschwert wird. Dieses Mittel bringt aber wegen der großen Länge der Körper erhebliche konstruktive Unbequemlichkeiten mit sich. Außerdem wird durch die große Länge der Oberflächenwiderstand vermehrt.

Nun ist aber bekannt, die Totwasserbildung auch dadurch zu beeinflussen, daß man durch besondere Vorrichtungen die Ansammlung der

Grenzschicht stört. Nach der vorliegenden Erfindung soll nun diese Möglichkeit zur Verminderung des Widerstandes ausgenutzt werden. Die erwähnte Störung kann z. B. in der Weise geschehen, daß durch Einführen von Flüssigkeit mit verhältnismäßig hoher Geschwindigkeit die Grenzschicht beschleunigt wird (Abb. i). Dieses Verfahren hat eine gewisse Verwandtschaft mit dem bei Tragfiügehi bekannten Verfahren, wo Luft von der Druckseite der Flügel auf die Saugseite durch Schlitze geleitet wird. Dadurch wird die Neigung zur Totwasserbildung auf der Saugseite vermindert, was aber in diesem Falle nicht zur Verminderung des Widerstandes, sondern zur Erhöhung des Auftriebes ausgenutzt wird. Eine andere Möglichkeit, die Anhäufung der Grenzschicht zu verhindern, besteht darin, daß man die Grenzschicht an geeigneten Stellen der Oberfläche ganz oder teilweise absaugt.

Die Absaugung kann auf verschiedene Weise bewerkstelligt werden. Da in sehr vielen Fällen zur Bewegung des Körpers ohnehin ein Antriebsmechanismus (Propeller) nötig ist, so kann man unter Umständen die Absaugung in der Weise mit dem Antrieb verbinden, daß man die abgesaugte Flüssigkeitsmenge mit so großer Geschwindigkeit nach hinten austreten läßt, daß ein Reaktionsdruck nach vorn entsteht (Abb. 2).

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Verminderung des Widerstandes eines nicht als Quertriebskörper dienenden Körpers in relativ zum Körper bewegten Medien, dadurch gekennzeichnet, daß durch Absaugen oder Abblasen eine übermäßige Ansammlung der Grenzschicht verhindert wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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