DE514698C - Verfahren zur Beeinflussung des Quertriebes (Auftriebes) und des Widerstandes von Koerpern, die sich relativ zu einer Fluessigkeit bewegen, durch Einwirken auf die Grenzschicht - Google Patents

Description

Es ist bekannt, daß man durch Absaugen von Grenzschicht an einem geeigneten Körper, der sich relativ zu einer Flüssigkeit (worunter hier auch Gase zu verstehen sind) bewegt, den Widerstand vermindern oder einen Quertrieb (Auftrieb) erzeugen oder einen vorhandenen Quertrieb (Auftrieb) vermehren kann. Alan kann solche Wirkungen auch durch Ausblasen von Flüssigkeiten in die

ίο Grenzschicht erzielen. Das letztere Verfahren setzt aber eine ganz bestimmte Art" des Ausblasens voraus, so daß dabei die kinetische Energie der Grenzschicht erhöht wird. Bläst man nicht in dieser bestimmten Weise aus, so tritt die umgekehrte Wirkung ein: Der Widerstand wird erhöht, der Auftrieb vermindert. Auch diese Erscheinung dürfte hinreichend bekannt sein. Die Erfindung sieht nun die Kombination von Widerstandsverminderung oder Auftriebsvermehrung bzw. -erzeugung an bestimmten Stellen eines Körpers durch Grenzschichtabsaugung und von Widerstandsvermchrung oder Auftriebsverminderung an anderen Stellen desselben Körpers durch Ausblasen von Flüssigkeit vor.

Diese Kombination kann in vielen Fällen zur Erzielung bestimmter Wirkungen von Vorteil sein. Diese Wirkungen können insbesondere in folgender Richtung liegen:

i. Es kann wünschenswert sein, QuertriebsfAuftriebs-) Unterschiede, welche an verschiedenen Stellen eines Körpers bestehen, auszubleichen. Zu diesem Zwecke wird man den Auftrieb an Stellen, wo er zu hoch ist. durch Ausblasen von Flüssigkeit vermindern. an Stellen, wo er zu niedrig ist. durch Absaugen der Grenzschicht erhöhen.

2. Es kann wünschenswert sein, die Quertriebs- (Auftriebs-") Unterschiede an verschiedenen Stellen eines Körpers möglichst groß zu machen. Zu dem Zwecke wird man 3a absaugen, wo man großen Quertrieb, und da ausblasen, wo man kleinen Quertrieb haben will. Dieses Verfahren kann z. B. dann von Bedeutung sein, wenn man ein Drehmoment auf einen Körper ausüben will. Es kann aber auch dazu dienen, um Quertriebskräfte, welche an einem Körper so angreifen, daß sie sich gegenseitig ganz oder zum großen Teil aufheben, durch Schwächung der einen und Ver-Stärkung der anderen zur Geltung zu bringen, wobei man dann unter Umständen besonders große Quertriebskräfte erzielen kann.

Zur näheren Erläuterung d?s Verfahrens sind im nachstehenden einige Anwendungsbeispiele dargestellt, ohne daß damit die Möglichkeiten erschöpft sind.

Wenn ein Flugzeug eine enge Kurve beschreibt, so erfahren die äußeren Flügelteile wegen der höheren Geschwindigkeit, mit der sie sich durch die Luft bewegen, einen größeren Auftrieb als die inneren FlügelteiL·. Außerdem verlieren die inneren Flügelteile infolge zu großen Anstellwinkels vielfach die charakteristischen Flügeleigenschaften; ihr Auftrieb wird klein, der Widerstand verhält-

nismäßig groß. Man bezeichnet diese Erscheinung als Abreißen. Die Kräfteverteilung auf das Flugzeug in diesem Zustand ist so daß sie auf eine Verstärkung der Drehbewegung hinwirkt, gegen die unter Umständen die vorhandenen Steuerorgane nicht mehr aufkommen können, so daß das Flugzeug abstürzt. Man nennt diesen Vorgang Trudeln. Mittels der Erfindung kann man diese Neigung zum Trudeln verhindern oder wenigstens stark vermindern. Alan versieht zu diesem Zwecke die Flügelenden mit geeigneten Schlitzen oder anderen Absauge- und Ausblaseöffnungen und verbindet dieselben untereinander. Sobald nun eine Flügelseite mehr Auftrieb hat als die andere, wird auch an den betreitenden öffnungen ein niedrigerer Druck herrschen als an den entsprechenden öffnungen der anderen Seite. Die Luft wird daher selbsttätig durch die Schlitze und ihre Verbindungsleifung von der Seite kleineren Auftriebes nach der Seite größeren Auftriebes hingesaugt. Hierbei wird also auf der Seite kleineren Auftriebes Grenzschicht abgesaugt, was eine Erhöhung des Auftriebes bewirkt und die Gefahr des Abreißens vermindert, während auf der Seite des höheren Auftriebes Luft austritt und den Auftrieb vermindert. Die Einrichtung wirkt daher in dem Sinne regelnd, daß die Verschiedenheit der Kräfte an den beiden Flügelcnden vermindert und damit die Neigung zum Trudeln herabgesetzt wird, was auch durch Versuche bestätigt wird. Dieses Verfahren ist natürlich nicht auf die geschilderte Verminderung der Neigung zum Trudeln bei Flugzeugen beschränkt, sondern läßt sich immer da anwenden, wo trotz verschiedener Strömungsverhältnisse angenähert gleiche Auftriebe erzielt werden sollen. Man kann das selbsttätige Überströmen der Flüssigkeit auch durch besondere Hilfsmittel (Pumpen) verstärken und dadurch die beabsichtigte Wirkung erhöhen. Weiterhin kann man aus der Überströmleitung Flüssigkeit besonders absaugen oder besonders zupumpen. Im ersteren Falle wird die Absaugung auf der Seite kleineren Auftriebes verstärkt, das Ausblasen auf der Seite größeren Auftriebes vermindert. Dies hat unter Umständen Bedeutung, wenn man die Vergleichmäßigung des Auftriebes erreichen .will, ohne dabei durch Ausblasen die Flügcleigenschaften zu stark zu verschlechtern. Durch Zupumpen wird die entgegengesetzte Wirkung erzielt. Der Ausgleich erfolgt hauptsächlich durch Verschlechterung der Flügeleigenschaften. Auch dies kann unter Umständen erwünscht sein, insbesondere z. B. bei der Landung von Flugzeugen.

Andere Anwendungen des Verfahrens bestehen darin., daß man durch das gleichzeitige Absaugen und Ausblasen an verschiedenen Stellen eines Körpers die Wirkung einer dieser Maßnahmen verstärkt. Wenn man z.B. bei einem Flugzeugflügel am einen Ende Grenzschicht absaugt, am anderen Luft ausbläst, so vermehrt man dadurch auf der einen Seite den Auftrieb, auf der anderen vermindert man ihn. man erhält also die gleiche Wirkung wie bei einer Betätigung der Querruder und kann also durch eine solche Einrichtung zum Absaugen und Ausblasen die Querruder ersetzen.

Die Erzeugung von Querkräften (AuftriebV durch einseitiges Absaugen von Grenzschicht ist bekannt. Die Wirkung dieser Maßnahme ist aber dadurch beschränkt, daß bei zu starker Durchführung dieser Maßnahme die Wirkung der Absaugung auch auf die gegenüberliegende Seite des Körpers (die Druckseite) hinüberreicht und so die beabsichtigte Wirkung vermindert. Mittels der Erfindung kann man die Wirkung der einseitigen Absaugung wesentlich verstärken und insbesondere den erwähnten Übelstand der Ein^; wirkung der Absaiigung auf die Druckseite verhindern, indem man gleichzeitig auf der Druckseite Flüssigkeit austreten läßt.

An den Stellen, wo sich, die Absauge- und Ausblaseöffnungen befinden müssen, um gut wirksam zu sein, herrscht in der vorbeifiießenden Strömung meist ein erheblicher L'nterdruck, der das Absaugen erschwert. Man kann diesen unangenehmen Umstand dadurch λ*εΛε33επι, daß man an den Öffnungen durch. geeignete Formgebung eine örtliche Drucksteigerung bewirkt, z. B. in der Weise, daß man bei Schlitzöffnungen die der Strömung entgegenstehende Kante gegenüber der anderen etwas vorstehen läßt. Dadurch staut sich hier die Strömung etwas und drängt von selbst in den Schlitz hinein.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Beeinflussung des Quertriebes fAuftriebes) und des Widerstandes · von Körpern, die sich relativ zu einer Flüssigkeit bewegen, durch Einwirken auf die Grenzschicht, dadurch gekennzeichnet, daß an gewissen Stellen der Körperoberfläche zur Erhöhung des Quertriebes oder zur Verminderung des Widerstandes Grenzschicht abgesaugt lind gleichzeitig an anderen Stellen zur Verminderung des Quertriebes· oder zur Vermehrung des Widerstandes Flüssigkeit ausgeblasen wird.

2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Öffnungen auf der Saugseife des Körpers durch eine überstrom-

leitung· so miteinander verbunden sind, daß bei ungleichen Querkräften in der Leitung eine Strömung entsteht, welche die Ungleichheit der Querkräfte selbsttätig herabsetzt.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch Vorrichtungen an der Überströmleitung, durch die die Strömung zwischen den öffnungen künstlich unterstützt wird.

4. Einrichtung nach Anspruch 2,- gekennzeichnet durch Vorrichtungen, durch die aus der Überströmleitung zwischen· den Öffnungen Flüssigkeit besonders abgesaugt oder zugepumpt wird.

5. Einrichtung zur Unterstützung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Vorrichtungen an den Absaugeschlitzen, durch die die voi'bciströmcnde Flüssigkeit aufgestaut wird.