DE613539C - Flugzeug mit Windwalzen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Flugzeug mit zusätzlichen, im Luftschraubenstrahl liegenden, in ihrer Auftriebsgröße regelbaren Windwalzen und besteht in der Anordnung einer Reihe von Windwalzen in einem gemeinsamen drehbaren Rahmen, wodurch insbesondere die Start- und Landeeigenschaften günstig beeinflußt werden. Infolge der Einstellung der Windwalzen kann ein nach der Erfindung ausgerüstetes Flugzeug schnell auffliegen und bei einer gegebenen Flugzeugform ein größeres Gewicht befördern oder bei gegebenem Gewicht kleinere Abmessungen erhalten.

Die Erfindung bedient sich der unter dem

' Namen »Magnuseffekt« bekanntgewordenen Kraft.

Die Erfindung ermöglicht durch Vergrößerung des Auftriebsbeiwertes mittels Windwalzen die Tragflächen, die sonst mit Rücksicht auf die Start- und Landegeschwindigkeit groß sein müssen, wesentlich kleiner zu halten. Zur Herabsetzung der Start- und Landegeschwindigkeit auf die Hälfte müßten die Tragflächen auf das Vierfache vergrößert werden. Statt dessen bedingt die Verwendung von Windwalzen gemäß der Erfindung nur eine 50 %ige Vergrößerung der Fläche.

Wenn auch die Gleitzahl, nämlich das Verhältnis von Widerstand zu Auftrieb, etwas verschlechtert wird, so wird doch an Gewicht gespart, so daß eine Verringerung der Motorkraft bei gleicher Leistung möglich erscheint.

Es ist schon vorgeschlagen worden, nicht Zylinder rotieren zu lassen, sondern Profile, die im Ruhezustand geringen Luftwiderstand aufweisen. Derartige Profile haben jedoch bei der Rotation den großen Nachteil, auch nicht annähernd solche Auftriebsbeiwerte zu erreichen, wie die drehbaren Zylinder, da durch die dauernde Pulsation des Strömungsfeldes starke Wirbel entstehen. Auch der Widerstand solcher rotierender Flügel ist größer als der von rotierenden Zylindern..

Besonders vorteilhaft wirkt sich die An-Ordnung solcher rotierender Zylinder im Schlupfluftstrom des Propellers aus, in dem wegen der Beschleunigung der Luft entgegen der Flugrichtung stets die größten relativen Geschwindigkeiten zwischen Luftstrom und Flugzeug vorhanden sind. Insbesondere bei Stillstand oder geringen Geschwindigkeiten sind die Unterschiede gegenüber dem gewöhnlichen Fahrtwind beträchtlich, da bei diesen Betriebszuständen der Schlupf des Propellers am größten ist. Durch Anordnung im

Schlupfluftstrom ist es möglich, große Auftriebe schon dann zu erreichen, wenn das Flugzeug gegenüber dem Fahrtwind keine oder fast gar keine Geschwindigkeit hat, also insbesondere beim Starten und Landen. Der Schlupfluftstrom hat entsprechend den verhältnismäßig geringen Abmessungen der ■Flugzeugpropeller nur geringe räumliche Ausdehnung. Will man gerade in diesem ίο Schlupf luftstrom möglichst viel Auftrieb erzeugen, so ist die Anwendung rotierender Zylinder besonders günstig, da die üblichen Tragflächenprofile zu geringe Auftriebsbeiwerte haben.
Gerade die Eigenschaft des Schlupfluftstromes, stets die größte relative Geschwindigkeit gegenüber dem Flugzeug aufzuweisen, macht sich dann unangenehm bemerkbar, wenn man, wie z. B. bei waagerechtem Flug und großer Geschwindigkeit, an der Erzeugung großen Auftriebs kein Interesse hat und die durch die Rotoren hervorgerufene Verschlechterung der Gleitzahl vermeiden will. Hier kann man nun die Gleitzahl dadurch verbessern, daß man die Rotoren gegenüber dem Schlupfluftstrom einstellbar macht, so daß die getroffenen Flächen kleiner und damit auch der Auftrieb und der Widerstand geringer werden.

Auf der Zeichnung sind Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes beispielsweise dargestellt. Es zeigen:

Fig. ι die Seitenansicht eines Flugzeuges mit Windwalzen gemäß der Erfindung, Fig. 2 eine Draufsicht gemäß Fig. 1,

Fig. 3 eine Ausführungsform der Windwalzen in ihrem gemeinsamen, drehbaren Rahmen,

Fig. 4 eine andere Ausführungsform der Fig. 3,

Fig. 5 in vergrößertem Maßstab eine einzelne Walze gemäß Fig.,4,

Fig. 6 die Anwendung bei einem mehrmotorigen Flugzeug,
Fig. 7 eine Draufsicht gemäß Fig. 6 und

Fig. 8 und 9 eine weitere Ausführungsform in zwei verschiedenen Stellungen.

An dem Rumpf 5 eines Flugzeugs sind Tragflächen 6, 7 befestigt. Auf dem Rumpf befindet sich der Motor 10 für den Antrieb des Propellers 11. Die Windwalzen 15, ΐβ, 17 (Fig. 3) haben im Vergleich zu ihrem Durchmesser beträchtliche Länge und sind in Rahmen 20, 21 gelagert. Der Rahmen 20, 21 ist bei 22 in einem Gestell 23, 24 gelagert. Jede Windwalze ist mit einem Turbinenrad 25 ausgestattet und liegt in der Ebene des Luftstromes des Propellers 11, der sie antreibt. Obwohl nur ein Zylinder Verwendung zu finfio den braucht, wird vorzugsweise eine Reihe angeordnet, um die Ausnutzung der ganzen Querschnittsfläche des Luftstromes zu gestatten. Die Zylinder können aus dem gleichen Grunde verschieden lang sein, um sich der Form des Luftstromes besser anzupassen. Die Windwalzen können aus hohlen zylindrischen Metallkörpern bestehen oder aus Gewebe, das durch ein Gerippe die gewünschte Form erhält.

In Fig. 4 ist die Länge der einzelnen WaI-zen verschieden, um den ganzen Querschnitt des Propellerluftstromes zu erfassen. Die Windwalzen bestehen bei diesem Ausführungsbeispiel in einer Anzahl sich radial erstreckender Rippen 47, die auf einer Welle 40 angeordnet sind.

Fig. 5 zeigt eine Windwalze mit einem Getriebe zur Drehzahlvergrößerung. Im Rahmen 20 und 21 ist die Welle 40 getragen und ein Rad 28 aufgekeilt, das mit dem Turbinenrad 25 zusammenwirkt. Letzteres trägt einen nach innen gerichteten Flansch 30 mit einer Anzahl Rollen 31. Ein zweiter Satz Rollen 32 läuft an einem Flansch 33. Beide Rollensätze 31 und 32 laufen auf kreisförmigen Schienen 34, welche einen Teil des festen Gliedes 28 darstellen. Auf ihrer anderen Seite führen sich die Rollen auf der Walze 16. Durch die Zwischenschaltung der Rollen 31 und 32 wird die Drehzahl der Windwalze beträchtlich größer als die des Turbinenrades 25. Dieser Aufbau der Walzen gestattet es, mehrere Einheiten im Rahmen 20 zu lagern und diesen Rahmen in bezug auf das Gestell 23, 24 so einzustellen, daß keine Walze von der anderen gestört wird.

Durch den Wechsel der relativen Stellung der Windwalzen zu dem vom Propeller erzeugten Luftstrom kann die dem Flugzeug mitgeteilte Hebewirkung und gleichfalls die Hebewirkung der Tragflächen geändert werden, wozu die Walzen in bezug auf die Tragflächen und den Propeller verstellbar sind. Zu diesem Zweck wird die Achse 40 des Gestells 20 über Zahnräder 41, 42, eine Achse 43, eine Schnecke 45 mit Schneckenrad 44 von einem Hebel 46 verstellt. Die Hebewirkung der Windwalzen wird durch Scheiben 50 größeren Durchmessers verbessert.

In den Fig. 6 bis 9 ist die Erfindung an einem mehrmotorigen Flugzeug dargestellt. Die Windwalzen sind hier unter den Trag-■flächen angeordnet, um in den Luftströmen der von den Motoren 60, 61 angetriebenen Propeller zu liegen. Die Windwalzen 65 sind in Rahmen 66 schwenkbar gelagert. In dieser Ausführungsform werden die Walzen 65 vorzugsweise in ihrer Länge veränderlich ausebildet. Zu diesem Zweck ist der Arm γ ν auf einer mit Gewinde versehenen Stange 73 mit Schneekenrad 74 gelagert. Die Schnecke kann z. B. über eine Handkurbel y6

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(Fig. 7) gedreht werden, so daß der Arm 71 sich nach außen bewegt und die Verlängerungen yy teleskopartig aus den Walzen herauszieht.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   i. Flugzeug mit zusätzlichen, im Luftschraubenstrahl liegenden, in ihrer Auftriebsgröße regelbaren Windwalzen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Reihe von Windwalzen in einem gemeinsamen drehbaren Rahmen gelagert ist.
2. 2. Flugzeug nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die teleskopartige Verschiebbarkeit der Windwalzen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen