DE517519C

DE517519C - Mit Wassertragflaechen versehener Schwimmkoerper, insbesondere fuer Wasserflugzeuge, Gleitboote u. dgl.

Info

Publication number: DE517519C
Application number: DES35710D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1928-10-11
Filing date: 1928-10-11
Publication date: 1931-02-04

Description

Bei Wasserflugzeugen und Gleitbooten ist es bekannt, unterhalb eines Schwimmkörpers (■Bootsrumpf oder Schwimmer) Wassertragflächen vorzusehen, die bei Vorwärtsbewegung des Fahrzeuges gegenüber dem Wasser einen Auftrieb erfahren und hierdurch das Fahrzeug so weit anheben, daß der Schwimmkörper selbst aus dem Wasserspiegel austaucht. Diese Wassertragflächen waren ent-10 weder zu mehreren übereinander oder einzeln au von dem Schwimmkörper senkrecht nach unten reichenden Stielen befestigt, und sie erstreckten sich quer zur Fahrtrichtung entweder horizontal oder nach Art einer V-Form.

Ferner ist ein Vorschlag bekannt, den Wassertragflächen quer zur Fahrtrichtung die Form eines Halbkreises zu geben, der sich mit beiden annähernd senkrecht verlaufenden Enden an die Schwimmkörperseitenwände anschließt. Ein wesentlicher Nachteil dieser bekannten Einrichtungen besteht darin, daß die senkrechten Stützstreben in der Fahrt nur schädlichen Widerstand bieten, ohne an der Auftriebserzeugung mitzuwirken. Bei den in der Querrichtung gegen die Horizontale nicht oder nur wenig geneigten Flächen besteht der weitere Nachteil, daß sich jedesmal starke Stöße ergeben, wenn die Flächen in hohem Seegang ein- und austauchen, weil immer gleich verhältnismäßig große Flächen zur Wirkung kommen.

Die Erfindung betrifft eine neue Anordnung der Wassertragflächen, welche diese Nachteile vermeidet, und sie kennzeichnet sich dadurch, daß von dem Schwimmkörper beiderseits der senkrechten Mittelebene Wassertragflächen schräg nach unten und außen geführt sind (die also nach Art eines umgekehrten V verlaufen) und daß diese Tragflächen nach unten sich in aufrecht V-förmige, an ihrem unteren Ende unter sich zusammenhängende Tragflächen fortsetzen, so daß die Wassertragflächen, in Fahrtrichtung gesehen, die Seiten einer auf der Spitze stehenden, oben an den Schwimmkörper angeschlossenen Raute (zu einer Diagonale symmetrisches Viereck) bilden.

Derartig ausgebildete Wassertragflächen haben den \^orteil, daß besondere, nur schädlichen Widerstand erzeugende Stützstreben zwischen Bootskörper und Wassertragfläche fortfallen können, da die von den aufrecht V-förmigen Tragflächen erzeugten Auftriebskräfte durch die umgekehrt V-förmig angeordneten Flächen auf den Schwimmkörper übertragen werden können; es ergibt sich deshalb bei dem neuen Wassertragwerk ein besonders günstiges Güteverhältnis (Auftrieb,

Widerstand). Es wird dadurch erreicht, daß die Zeit und die Strecke vom Beginn der Fortbewegung (Start) bis zum reinen Gleiten auf den Wassertragflächen kürzer wird als bei den bekannten Anordnungen^ vor allem auch, daß der innerhalb dieser Anlaufstrecke auftretende maximale Widerstand einen kleineren Wert besitzt, so daß das Waserfahrzeug mit einer geringeren Antriebsenergie (Motorleistung) zum Gleiten auf den Wassertragflächen gebracht werden kann. Infolge der starken V-Form der unteren Tragflächenteile ist bei wechselnder Höhenlage gegenüber dem Wasserspiegel, insbesondere auch beim Ein- und Austauchen der V-Spitzen, die Auftriebsänderung verhältnismäßig klein, so daß keine plötzlichen Stöße, sondern nur allmählich Kräfteänderungen eintreten. Dies ist besonders bei Flugzeugen wichtig, .20 da beim Anwässern des Flugzeuges das Eindringen der Wassertragfläche in das Wasser nahezu stoßfrei erfolgt. Die Tragflächen können in an sich bekannter Weise zu mehreren zellenartig übereinander angeordnet sein. Die Ecken der Rautenfigur können, falls Herstellungsgründe dafür sprechen, abgerundet sein, doch empfiehlt es sich, diese Abrundungen möglichst kurz zu halten, da sie an den seitlichen Ecken als senkrechte, keinen Auftrieb erzeugende Fläche wirken, während sie an der unteren Ecke als horizontale Fläche den Stoß beim Aufsetzen des Flugzeuges auf das Wasser verstärken. Ebenso brauchen die Seiten der Raute nicht gerade zu verlaufen, sondern können auch gekrümmt sein. Vorteilhaft ist es ferner, die Wassertragflächen so auszubilden, daß sie sich von ihrer Anschlußstelle an den Schwimmkörper nach unten hin verjüngen, weil so die Stetigkeit des Fahrens im bewegten Wasser noch weiter erhöht und der Stoß beim Anwässern weiter verringert wird. In gleicher Richtung wirkt die Ausbildung der Flächen in der Weise, daß ihr Anstellwinkel nicht überall gleich, sondern im oberen Teil größer ist als im unteren Teil. Die Wassertragflächen sind in der Regel in mehreren Querebenen angeordnet, beispielsweise derart, daß eine Haupttragfläche etwa unter dem Schwerpunkt des Fahrzeuges liegt und kleinere Tragflächen davor und dahinter, oder auch so, daß sie in zwei Ouerebenen, die eine vor und die andere hinter dem Schwerpunkt, angebracht sind. Zur Verbesserung der Längsstabilität ist es zweckmäßig, der vorderen Tragfläche im ganzen einen größeren Anstellwinkel gegen die Fahrtrichtung zu geben als der in Fahrtrichtung folgenden Tragfläche.

Die Anordnung der Wassertragfläche in Form einer Raute eignet sich ferner besonders für die Herbeiführung einer Abfederung der Wassertragflächen. Man kanu nämlich zu dem Zweck die starr an den Schwimmkörper angeschlossenen Flächen selbstfedernd ausbilden oder aber die Teiltragflächen unter sich in den Rautenecken und in den Anschlußpunkten an den Schwimmkörper gelenkig ausbilden und Federn an den gegeneinander beweglichen Teiltragflächen so angreifen lassen, daß die Auftriebskräfte in diesen Federn eine Gegenspannung erzeugen, die der Auftriebskraft das Gleichgewicht hält.

Die Zeichnung zeigt verschiedene Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes.

Abb. ι und 2 zeigen in Vorder- und Seitenansicht den Schwimmkörper eines Wasserflugzeuges mit den neuen Wassertragflächen. Diese Wassertragflächen sind in zwei Ouerebenen angeordnet, und sie bestehen aus den vom unteren Teil des Schwimmkörpers 1 ausgehenden oberen Teilen 2 und den winklig daran angesetzten unteren Teilen 3, die sich A bei 4 in der Mittelebene des Schwimmkörpers ^ treffen. Die Flächen 2 sind biegungsfest in den Schwimmkörper 1 eingesetzt und die Flächen 3 wiederum biegungsfest an die Flächen 2 angeschlossen, so daß sich besondere Abstützglieder für die Flächen erübrigen. Der Anstellwinkel der Wassertragflächen gegenüber der Fahrtrichtung wird von unten nach oben größer, so daß beispielsweise der in der Seitenebene II-II der Abb. 1 geführte Schnitt die im linken Teil der Abb. 2 ersichtliche verschiedene Winkelanstellung der Tragflächenquerschnitte ergibt, und zwar so, daß der Anstellwinkel a₂ an der Schnittstelle des oberen Wassertragflächenteiles 2 größer ist als der Anstellwinkel Ct₁ an der Schnittstelle des unteren Wassertragflächenteiles 3.

Abb. 3 zeigt eine Anordnung, bei der die wiederum aus den oberen Flächenteilen 2 und Λ den unteren Flächenteilen 3 bestehende rauten- ^ förmige Wassertragfläche durch von den seitliehen Eckpunkten 5 steil nach oben gehende Tragflächenteile 6 versteift ist. Der Anschluß dieser Tragflächenteile 6 an den Schwimmkörper ι erfolgt zweckmäßig an einer Stelle 7, die noch unterhalb oder nur wenig über der Schwimmlinie 6* des Fahrzeugs bei Ruhelage liegt, so daß beim Anfahren auch diese zusätzlichen Flächen noch eine Hubwirkung ergeben.

Abb. 4 zeigt von vorn einen Schwimmkörper mit in zwei verschiedenen Querebenen liegenden Wassertragfiächen, die so ausgebildet sind, daß beispielsweise die vordere, aus den Teilens und 3 bestehende Fläche etwas schwächer gekielt ist und etwas weniger -weit nach unten reicht als die aus den Teilflächen 2', 3' bestehende hintenliegende Wasiertragfläche. Dies hat den Zweck, der !untenliegenden Fläche, die in der von der vorderen

Fläche aufgeworfenen Wasserfurche laufen muß, günstigere Bedingungen zu bieten, als sie bei gleicher Ausgestaltung der vorderen und hinteren Wassertragflächen vorhanden wären.

Abb. 5 und 6 zeigen eine Wassertragflächenanordnung, bei der außer den Hauptflächen i6 bzw. 16' Hilfsflächen 17 bzw. 17' derart angeordnet sind, daß die letzteren mit ihrer Eintrittskante etwas hinter der Eintrittskante der Flächen 16 liegen und derart gekrümmt sind, daß das sich von den Flächen 16, 16' ablösende Spritzwasser von den Flächen 17 bzw. 17' möglichst stoßfrei erfaßt und wieder nach unten gelenkt wird.

Abb. 7 zeigt eine im wesentlichen rautenförmige Wassertragfläche mit abgerundeten Ecken und mit schwach gekrümmtem Verlauf der dazwischenliegenden Flächenteile.

Die Abb. 8 und 9 zeigen Beispiele für federnde Anordnung der Wassertragflächen im Querschnitt.

Nach Abb. 8 sind die Tragflächenteile 2, 3 sowohl mit dem Schwimmkörper 1 als auch unter sich durch Gelenke 21, 22, 23 verbunden; die Flächenteile 2 sind nach Art eines Hebelarmes nach dem Innern des Schwimmkörpers ι hin verlängert, und an den Enden 25 dieser Verlängerungen greifen Federn 26 an, die bei 27 im Schwimmkörper 1 festgelegt sind. Es ist ersichtlich, daß eine auf die Tragflächen ausgeübte Auftriebskraft die Flächen 2 im Sinne der Pfeile ο zu verschwenken sucht, wobei die Federn 26 entsprechend gespannt werden.

Abb. 9 zeigt eine ähnliche Anordnung wie Abb. 8, nur mit dem Unterschied, daß die dem Auftrieb entgegenwirkende Feder 30 in der Diagonale zwischen den Gelenken 22 an- ^40 geordnet ist. Die Feder ist von einem Gehäuse 31 umschlossen, das, quer zur Fahrt- »richtung gesehen, zweckmäßig stromlinienförmigen Querschnitt besitzt, um seinen Widerstand, so lange es sich noch im Wasser befindet, möglichst herabzumindern. Die hebelarmartig nach innen verlängerten Tragflächenteile 2 sind mit Lenkern 28 an ein gemeinsames, im Innern des Schwimmkörpers senkrecht geführtes Gleitstück 29 angeschlossen, so daß die Symmetrie der Rautenform trotz der Gelenkigkeit der Flächenteile gewahrt bleibt.

Claims

Patentansprüche:

i. Mit Wassertragflächen versehener Schwimmkörper, insbesondere für Wasserflugzeuge, Gleitboote u. dgl., dadurch gekennzeichnet, daß umgekehrt V-förmige Tragflächen (2), von dem Schwimmkörper (ij schräg nach auswärts und unten gehend, in aufrecht V-förmige und an der Spitze (4) der V~Form unter sich zusammenhängende Tragflächen (3) übergehen, so daß die Wassertragflächen (2, 3), in Fahrtrichtung gesehen, die Seiten einer auf der Spitze stehenden, oben an den Schwimmkörper angeschlossenen Raute (zu einer Diagonale symmetrisches Viereck) bilden.
2. Mit Wassertragflächen versehener Schwimmkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ecken der Rautenform unter wesentlicher Erhaltung der Rautenseiten abgerundet sind.
3. Mit Wassertragflächen versehener Schwimmkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen, an den Schwimmkörper angeschlossenen Teiltragflächen (2) der Rautenform an den Schwimmkörper (1) so biegungsfest angeschlossen sind, daß sie die in senkrechter Richtung wirkenden Auftriebskräfte auf den Schwimmkörper übertragen können, so daß besondere, nur schädlichen Widerstand erzeugende Stützstreben fortfallen.
4. Mit Wassertragflächen versehener Schwimmkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die an den Schwimmkörper angeschlossenen Teiltragflächen (2) der Rautenform durch besondere, von dem Schwimmkörper zu weit außen liegenden Stellen (5) dieser Teiltragflächen geführte, gleichfalls als Wassertragflächen ausgebildete Schrägstreben (6) abgestützt sind.
5. Mit Wassertragflächen versehener Schwimmkörper nach einem der Ansprüche ι bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anstellwinkel der Wassertrag- too flächen von unten nach oben zunimmt bzw. daß der Anstellwinkel der unteren Teiltragflächen (3) kleiner ist als der Anstellwinkel der oberen Teiltragflächen (2) (Abb. 2).
6. Mit Wassertragflächen versehener Schwimmkörper nach einem der Ansprüche ι bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die starr an den Schwimmkörper angeschlossenen Flächen selbstfedernd ausgebildet sind.
7. Mit Wassertragflächen versehener Schwimmkörper nach einem der Ansprüche ι bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Teiltragflächen gelenkig an den Schwimmkörper und aneinander angeschlossen sind und daß Federn (26, 30) an den gegeneinander beweglichen Teilen so angreifen, daß sie den von den Flächen erzeugten Auftriebskräften entgegenwirken.
8. Mit Wassertragflächen versehener

Schwimmkörper nach einem der Ansprüche ι bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei Tandemanordnung der Wassertragflächen die in Fahrtrichtung hintereinanderliegenden Tragflächenrauten verschieden große Winkel zwischen den Schenkeln der V-Form und zweckmäßig auch verschiedenen Abstand der unteren V-Spitze vom Schwimmkörper besitzen, vorzugsweise derart, daß die Tragflächenrauten mit schärferer V-Form einen größeren Tiefgang aufweisen.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen