DE569187C - In einem Medium sich bewegender Koerper - Google Patents

Description

Es ist bekannt, daß Oberflächen von Körpern, die sich ganz in einem Medium oder durch ein Medium bewegen, durch die Reibung an diesem beeinflußt werden, insbesondere gilt dies von sich schnell bewegenden Körpern, wie Tragflügeln, Leitwerkflächen, Luftschraubenflügeln, Flugzeugrümpfen, Luftschiffkörpern, Geschossen u. dgl.

Umgekehrt bewegt sich ein Medium erfahrungsgemäß an festen Körpern, die in ihrer Oberfläche veränderlich sind, so vorbei, daß es sich den Weg des geringsten Widerstandes sucht oder schafft. Somit ergeben sich da, wo Wind oder Wasser an Dünen, Flußläufen oder am Strande der See mit festen Körpern zusammentreffen, niemals gerade, sondern immer gewellte Linien.

Es ist auch bekannt, daß diejenigen Körper in der Natur, die sich schnell durch ein.

Medium bewegen, zur Bewegungsrichtung etwa senkrecht verlaufende Erhöhungen und Vertiefungen haben, und auch die Technik hat solche Anordnungen in bestimmter Form bereits geschaffen.

Das wichtigste Moment aber bei der Formgebung und der Anordnung solcher Erhöhungen bzw. Vertiefungen liegt darin, daß niemals zwei konvexe Kurven aufeinanderstoßen dürfen oder sonstwie scharf geknickte bzw. durch scharfe Knickungen gekennzeichnete Profile im Längsschnitt solcher Körper entstehen.

Besonders wichtig ist es daher, daß eine Kurve in die andere sanft überläuft und daß die Ausdehnungen der Erhöhungen bzw. Vertiefungen in der Bewegungsrichtung der Körper untereinander verschieden sind.

Hier sei auf das bekannte Bild hingewiesen, welches entsteht, wenn man einen Stein ins Wasser wirft. Der erste sich um den Stein bildende Wellenring ist steil gewölbt und fällt nach außen sanfter ab, der zweite Ring ist weniger stark gewölbt und länger bzw. breiter in seiner Ausdehnung im Radius des Kreises; weiter nach außen werden die Wellenbildungen immer länger und flacher.

Die Erfindung ist beispielsweise in der Zeichnung veranschaulicht, und es wird dargestellt in Abb. 1 ein Körper nach der Erfindung im Querschnitt, Abb. 2 ein Körper nach der Erfindung in unsymmetrischer Form, der hier nur in der gewölbten Seite die Erhöhungen bzw. Vertiefungen aufweist, und Abb. 3 ein Körper im Querschnitt nach der Erfindung in etwas anderer Form, an dem man besonders gut die Verschiedenheit der Ausdehnung der Vertiefungen in der Bewegungsrichtung und das sanfte Ineinanderlaufen der Kurven feststellen kann.

In den Zeichnungen bedeutet α den Körper selbst, b die Eintrittskante bzw. Emtrittsfläche, c die Austrittskante bzw. das Austrittsende und d die Vertiefungen, die zwischen den Erhöhungen e liegen.

Die Erfindung bezweckt, die Reibung des Mediums an in ihm sich bewegenden Körpern nach Möglichkeit zu verringern und schädliche Wirbel- und Vakuumbildungen zu vermeiden.

Auch in der Natur finden sich bei solchen Körpern, die an sich die bekannte Stromlinienform, wie sie bei Luftschiffen verwendet wird, aufweisen, Erhöhungen und Vertiefungen vor, die sanft ineinander übergehen, zur Bewegungsrichtung aber senkrecht stehen. Wenn auch bei Fischen und Vögeln diese Erscheinung sich durch das Schuppen- bzw. Federkleid über den ganzen Körper hinzieht, so sind im Körper selbst, vor allem bei Vögeln und insbesondere bei Seetieren (Seelöweusw.), solche Abstufungen scharf unterscheidbar vorhanden, die sanft ineinander übergehend in der Bewegungsrichtung in ihrer Ausdehnung ao untereinander verschieden sind.

Bei unsymmetrischen Körpern wird diese Formgebung in der Hauptsache da vorhanden bzw. anzuwenden sein, wo die größere Wölbung dieses Körpers sich vorfindet. Diese as Ausführungsform wird a^jh in der Praxis meist da angewendet werden müssen, wo es sich um Formen handelt, die ihrer Wirkungsweise nach den Vogelflügeln und den Flossen von Wassertieren entsprechen, nämlich bei Tragflügeln, Luftschraubenflügeln und ähnlichen, wo die Wölbung der Untertdruckflächen im Gegensatz zu den Druckflächen besonders auffällig ist.

Deshalb wird man auch bei einem Tragflügel der stärker gewölbten Seite diese Form mit den Vertiefungen geben, weil sonst ein Mediumpartikel λ:, das neben einem anderen Mediumpartikel y vor Eintritt eines solchen Körpers in das Medium gelegen hat, an der Austrittskante nicht wieder neben das andere Partikel, zu- liegen kommen würde, weil das eine einen größeren Weg zurückzulegen hat. Hierdurch würde sich am hinteren Teil des Tragflügels ein verzögernd wirkendes Vakuum bilden. Nach der Erfindung aber kann das Partikel an der gewellten Linie schneller entlang gleiten (Theorie der Brachystochrone), und das Vakuum am hinteren Teil entsteht nicht.

An jeder aus einer Vertiefung sanft aufsteigenden Erhöhung tritt eine Saugwirkung ein, wie in vielen Versuchen festgestellt wurde, und zwar eine Saugwirkung, die der beabsichtigten Bewegung des Körpers förderlich ist. Diese Saugwirkung tritt aber immer nur dann ein, wenn die Kurvengebung genau nach der Erfindung vorhanden ist. Bei Stufen, die in oder entgegengesetzt der Bewegungsrichtung steil abfallen, ergeben sich stets Wirbel oder Fallerscheinungen, die hinderlich, sind.

Im allgemeinen werden die Vertiefungen bzw. Erhöhungen dort, wo die Körper ihren größeren Umfang bzw. größere Dicke haben, enger aneinanderliegen als an den dünneren Stellen. Versuche haben erwiesen, daß Körper bei erfindungsgemäßer Formgebung das Bestreben haben, sich entgegen den auf sie wirkenden Luftströmungen zu bewegen.

Durch Versuche wurde ferner festgestellt, daß, wenn man den Widerstand eines Körpers nach der üblichen Tropfenform mit 100 annimmt, ein Körper nach der Abb. ι einen solchen von 70 und ein Körper nach der Abb. 3 einen solchen von 50 hat. Hierbei ist Voraussetzung, daß die Kulminationspunkte aller Erhöhungen der Versuchskörper nach Abb. ι und 3 auf der Begrenzungslinie des einfachen tropfenförmigen Versuchskörpers liegen. Hierdurch ergibt sich, daß der Stirnwiderstand aller drei untersuchten Körper. gleich ist, da sie alle den gleichen größten Durchmesser haben.

Claims (1)

1. Patentanspruch :

   In einem Medium sich bewegender Körper, wie z. B. Tragflügel, Leitwerkfläche, Luftschraubenflügel, Luftschiffkörper, Flugzeugrumpf, Geschoß u. dgl., dessen Oberfläche mit quer zur Bewegungsrichtung verlaufenden Erhöhungen und Vertiefungen versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die in sanften Kurven ineinander übergehenden Erhöhungen und Vertiefungen mehr zum vorderen Teil des Körpers hin liegen und in ihrer Ausdehnung in Bewegungsrichtung untereinander verschieden sind.

   Hierzu ϊ Blatt Zeichnungen