DE584585C

DE584585C - Device for increasing the transverse drive of bodies moving relative to the surrounding medium, such as aircraft wings and the like. like

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Publication number: DE584585C
Application number: DEH125706D
Authority: DE
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Priority date: 1929-07-28
Filing date: 1929-07-28
Publication date: 1933-09-21

Description

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DEUTSCHES REICHGERMAN EMPIRE

AUSGEGEBEN AM 21. SEPTEMBER 1933ISSUED ON SEPTEMBER 21, 1933

REICHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

Vr 584585 KLASSE 62 b GRUPPE 4 esVr 584585 CLASS 62 b GROUP 4 es

■ Patentiert im Deutschen Reiche vom 28. Juli 1929 ab■ Patented from July 28, 1929 in the German Empire

Bei nicht idealen Flüssigkeiten läßt sich der Strömungsverlauf um Quertrieb erzeugende Körper als Überlagerung einer Parallelströmung des Mediums mit einer durch Anströmung und Profil bedingten natürlichen Zirkulationsströmung vorstellen; aus dieser Überlegung resultiert die Quertriebskraft.In the case of non-ideal liquids, the course of the flow can be generated by transverse drives Body as superimposition of a parallel flow of the medium with an oncoming flow and introduce profile-induced natural circulation flow; The transverse drive force results from this consideration.

Es ist nun bekannt, daß diese Ausbildung der natürlichen Zirkulation besonders bei steilerem Anstellen des Profils gegen die Strömung dadurch beeinträchtigt bzw. ganz unterbunden wird, daß sich an der Unterdruckseite des Quertriebskörpers im Gebiete der Strömungsverlangsamung durch Rückströmungen in der Grenzschicht verursachte Wirbelbildung und Ablösung einstellt, welche Erscheinung einerseits den Auftrieb vermin^ dert, andererseits starke Widerstandserhöhung zur Folge hat. Es sind verschiedene Vor-It is now known that this training of natural circulation is particularly important steeper setting of the profile against the flow thereby impaired or completely is prevented that on the negative pressure side of the transverse drive body in the area the flow deceleration caused by back currents in the boundary layer vortex formation and separation, which Appearance on the one hand reduces the lift, on the other hand a strong increase in drag has the consequence. There are various advantages

zo schlage gemacht worden, diese Ablösung der Strömung zu verhindern. Hierher gehören alle jene Vorrichtungen, welche entweder Grenzschicht nach dem Körperinnern absaugen oder dieser durch Anblasen neue Strömungsenergie zuführen oder die unmittelbar an der Körperoberfläche entlang gleitende, durch Reibung verzögerte Grenzschicht in das Körperinnere absaugen und das abgesaugte Medium zum Abspülen der Grenzschicht mit erhöhter Energie an anderen Stellen wieder ausstoßen; ferner jene Anordnungen zur_selbsttätigen Absaugung der Grenzschicht, bei weichen die sich 'natürlich'"'einstellende Druckverteilung an der Körperoberfläche derart ausgenutzt wird, daß die Grenzschicht im Gebiete der Strömungsverlangsamung an der Unterdruckseite in den Körper einfließt und in der Nähe der Stelle des niedrigsten Druckes durch, die natürliche Saugwirkung ausströmt.zo suggest been made, this replacing the Prevent flow. This subheading includes all those devices which either Suck off the boundary layer inside the body or create a new one by blowing on it Supply flow energy or the directly sliding along the body surface, Suck the boundary layer delayed by friction into the inside of the body and suck the sucked off Eject medium to rinse the boundary layer with increased energy at other points; also those orders for the self-evacuation of the boundary layer, in the case of soft the 'naturally' "'setting Pressure distribution on the body surface is used in such a way that the boundary layer flows into the body in the area of flow slowdown on the negative pressure side and near the point of the the lowest pressure, the natural suction flows out.

, Zweck der Erfindung ist es, nicht nur durch Beeinflussung der Grenzschicht ein in weitem Anstellwinkelbereich erfolgendes Anliegen der Strömung am Profil zu erzielen, um in erster Linie durch die Möglichkeit steileren Anstellens des Flügels höhere Auftriebsbeiwerte zu erreichen, sondern "der natürlichen Zirkulationsströmung des Flügels, welche durch Anströmung und Profil bedingt ist, eine zusätzliche, die natürliche unterstützende, künstliche Zirkulation zu überlagern, um so neben der Möglichkeit der Auftriebsvermehrung durch steileres Anstellen bereits eine wesentliche Auftriebsvermehrung ohne dieses Steilanstellen zu bekommen. Die Anordnung wirkt also gleichsam sOjal£2B™3as™TlügeIprSKI" eine starke^jSieir "dicTiungpul^, The purpose of the invention is not only by influencing the boundary layer an in to achieve a wide range of angles of attack of the flow on the profile, primarily through the possibility of steeper pitching of the wing, higher lift coefficients to achieve, but "the natural circulation flow of the wing, which is due to the flow and profile, an additional, the natural supportive, to superimpose artificial circulation, in addition to the possibility of increasing buoyancy through steeper pitching already a substantial increase in lift without getting this steep pitch. The arrangement thus has a strong effect, as it were "dicTiungpul ^

hätte, Oß5e""3aS"ater däßePdie^jSUcn'teife eines 'deTäTtigeirPräEuT'XsTä'rkT^h'^uHg^d'es* Profilwiderstandes durch Wirbelablösung) mit in Kauf zu nehmen sind. Es darf nun aber nicht nur die Grenzschicht durch Absaugen und-Abblasen beeinflußt werden, sondern die Öffnungen in der Körperaußenhaut und notwendige Pumpen oder Gebläse müssen so bemessen werden, daß sich durch die Schlitze eine kräftige, durch das Körperinnere strö-would have, Oß5e "" 3aS "ater would have the ^ jSUcn'teife one 'deTäTtigeirPräEuT'XsTä'rkT ^ h' ^ uHg ^ d'es * Profile resistance due to vortex shedding) are to be taken into account. However, it is not only allowed to remove the boundary layer by suction and blow-off are influenced, but the openings in the body's outer skin and necessary Pumps or blowers must be dimensioned in such a way that a powerful flow of force through the inside of the body flows through the slots.

mende, geschlossene Zirkulationsströmung ausbildet, deren Achse im Sinne der natürlichen gerichtet ist.flowing, closed circulation flow forms whose axis is directed in the sense of the natural.

Zu diesem Zwecke wird an der Unterdruckseite des Flügels im Gebiete der Strömungsverlangsamung das Medium eingesaugt und an oder _nahe_jder_Stdl^^derjlö^stgeschwindigkeit _das_eingesa.ugte Medium mit erhöhter EnCTgie ausgeblasen. Die EinströmöffnungenFor this purpose, on the negative pressure side of the wing in the area of the flow slowdown the medium sucked in and at or _near_jder_hour ^^ the release speed _das_eingesa.ugte medium with increased EnCTgie blown out. The inflow openings

to liegen also, in Änströmrichtung des Mediums betrachtet, hinter den Ausblaseöffnungen, also ähnlich wie bei obengenannter Anordnung der selbsttätigen Absaugung der Grenzschicht.To are therefore, viewed in the direction of flow of the medium, behind the exhaust openings, that is similar to the above-mentioned arrangement of the automatic suction of the boundary layer.

Die Vorteile der beschriebenen Weise der Auftriebsvermehrung liegen auf der Hand. Es wird ein hohes Verhältnis von Normalzu Lande-Geschwindigkeit eines Flugzeuges erzielt, was den Bau sehr rascher Flugzeuge mit ihren wirtschaftlichen und technischen Vorteilen ermöglicht bzw. die Sicherheit beim Landen mit niedriger Geschwindigkeit erhöht. Das Flugzeug kann so eingerichtet werden, daß es in normaler Lage ohne Steilanstellen steigt und senkt.. Dies ist einerseits eine Annehmlichkeit für die Fahrgäste, andererseits eine Maßnahme gegen das gefürchtete Überziehen des Flugzeuges, also auch aus diesem Grunde eine Erhöhung der Sicherheit. Beim Abstellen_ dexGebläsemaschine bzw. Pump-The advantages of the described way of increasing buoyancy are obvious. A high ratio of normal to landing speed of an aircraft is achieved, which enables the construction of very fast aircraft with its economic and technical advantages and increases safety when landing at low speed. The aircraft can be set up so that it rises and falls in a normal position without steep inclinations. This is on the one hand a convenience for the passengers, on the other hand a measure against the dreaded stalling of the aircraft, thus also for this reason an increase in safety. When turning off the blower or pump

anlagen, z. B. während normaler Fahrt, wenn wegen des Anwachsens des induzierten Widerstandes zu höhe Aüftriebsbeiwerte, besonders bei Weitstreckenflugzeugen, nicht erwünscht sind, besitzt die Anordnung nur etwa nor-· malen Profilwiderstand bzw. etwas niedrigeren, wenn die künstliche Zirkulations^trömung, MT^S^dSJ^K^^^^idsystems, e.g. B. during normal driving, if because of the increase in the induced drag Excessive exhaust drive coefficients, especially in long-haul aircraft, not desirable the arrangement has only about normal profile resistance or slightly lower, when the artificial circulation flow, MT ^ S ^ dSJ ^ K ^^^^ id

Die Einrichtung nähert sich dann einer der bereits bekannten Vorrichtungen der Grenzschiehtbeeinflussung zur Verhinderung der Wirbelablösung und teilt mit diesen entsprechende Vorteile. Gemeinsam mit diesen hat sie auch den Vorteil der Verwendungsmöglichkeit sehr dicker Flügel, wodurch sich eine Baugewichtverminderung ergibt.The device then approaches one of the already known devices for influencing the boundary layer to prevent the shedding of the vertebrae and shares advantages with them. Together with these it also has the advantage of being able to use very thick wings, which means that results in a structural weight reduction.

Die Ausführungsformen des Gegenstandes der Erfindung und ihre Wirkungsweise seien an Hand der Figuren erklärt. Als besonderes Beispiel eines Quertriebskörpers ist ein Flugzeugtragflügel gewählt. Fig. 1 veranschaulicht schematisch die Luftströmung um einen Tragflügel a. Fig. 2 zeigt denselben Flügel a, aber mit einer schematisch eingezeichneten zusätzlichen und künstlich erzeugten Zirkulationsströmung b. Diese Strömung fließt in der angegebenen Pfeilrichtung und ist durch den Flügelkörper α hindurch zu einer geschlossenen Rotationsströmung vervollständigt. Wie aus der Figur hervorgeht, wirkt die ganze Anordnung wie ein gedachter stark gekrümmter Flügel mit hohem Auftriebsbeiwert, bei dem aber nicht wie bei einem in Wirklichkeit stark gekrümmten Flügel an dessen Oberseite Wirbelablösung sich einstellt.The embodiments of the subject matter of the invention and their mode of operation are explained with reference to the figures. An aircraft wing is chosen as a particular example of a transverse drive body. Fig. 1 schematically illustrates the air flow around a wing a. Fig. 2 shows the same wing a, but with a schematically drawn additional and artificially generated circulation flow b. This flow flows in the indicated direction of the arrow and is completed through the wing body α to form a closed rotational flow. As can be seen from the figure, the whole arrangement acts like an imaginary strongly curved wing with a high lift coefficient, but in which there is no vortex shedding on the upper side as in the case of a wing that is actually strongly curved.

Fig. 3 stellt einen Schnitt durch ein Flügelprofil α dar und zeigt eine Einrichtung, um mittels Maschinenkraft eine derartige zusätzliche Zirkulätionsströrnung b zu erzeugen. c stellt &m&Ox^^^enggb\zsgg\^.$ch}n^__ß.z.T, welche sich 1iber*clie Flügeibreite erstrecken mag (Maschine c kann natürlich auch durchf irgendeine andere Gebläse- oder Pumpen-1 maschine ersetzt werden). Die Luft strömt 1 durch die in der Breitenrichtung des Flügels sich erstreckenden schlitzförmigen öffnungen d an der ÖBefseifeeih üricl'wird durch ähnliche Öffnungen e ausgestoßen.3 shows a section through an airfoil α and shows a device for generating such an additional circulation flow b by means of machine power. c represents & m & Ox ^^^ enggb \ zsgg \ ^. $ ch} n ^ __ ß.zT, which may extend over the width of the flight (machine c can of course also be replaced by any other fan or pump machine). The air flows 1 through the slot-shaped openings d extending in the width direction of the wing on the ÖBefseifeeih üricl 'is expelled through similar openings e .

Wird die Einrichtung nur zeitweise, z. B. für Landung und Abflug, benutzt, so kann diese Hilfsmaschine billig und leicht mit geringem Wirkungsgrad aufgebaut werden, da der Leistungsbedarf für die Erzeugung der Zirkulationsströmung relativ gering ist. Die Maschine c kann an die dem Antrieb des Flugzeugs dienende Kraftanlage angeschlossen werden.If the facility is only used temporarily, e.g. B. used for landing and take-off, this auxiliary machine can be built cheaply and easily with low efficiency, since the power requirement for generating the circulation flow is relatively low. The machine c can be connected to the power plant used to drive the aircraft.

In Fig. 4 ist eine Abschlußklappe f im Kanal g gezeigt. Diese Klappe dient dazu, um die natürlich sich einstellende Zirku-In Fig. 4, a closing flap f is shown in the channel g . This flap is used to prevent the naturally occurring circulation

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ier Gebläseanlage durch die nätur-* liehe Druckverteilung am Flügel sich ergeben würde, zu verhindern.ier blower system results from the natural pressure distribution on the wing would prevent.

Claims

Claims: _g5

i. Device for increasing the drive of oneself relative to the surrounding area Medium moving bodies, such as aircraft wings and the like Places on the body surface in the area of greatest suction are connected to the places by channels are where the air flow is usually detached, characterized by that a conveying device is connected to the connecting channel in such a way that the air at the points at which a separation of the flow tends to take place, sucked in and at the points of greatest suction with increased Energy is blown out in the direction of the natural circulation flow.

2. Device according to claim 1, characterized in that in the connecting channel (g) closing flaps (/) are arranged. - ~ - ■ - ■ --— .. ~

1 sheet of drawings