DE644945C - Koerper grossen Stroemungswiderstandes, insbesondere zum Bremsen von Flugzeugen und anderen Fahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezweckt, die Widerstandszahl umströmter Körper, insbesondere über das bisher erreichte Maß hinaus, zu erhöhen. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die auf den Körper auftreffende Strömung nach den Rändern des Körpers umgelenkt wird, so daß sie über diese hinaustritt und dabei auch die äußere Umströmung weiter nach außen ablenkt. Dadurch wird die Wirbelschleppe hinter dem Körper über das sonst übliche Maß hinaus derart verbreitert, daß sie die seitliche Begrenzung des umströmten Körpers weit überragt.

Durch diese strömungstechnische Fernwirkung ist es beispielsweise möglich, bei Flugzeugen mit verhältnismäßig kleinen Flächen große Bremswirkungen zu erzielen, Land-, Straßen-, Schienen- und Wasserfahrzeuge mit Schaufeln, die das Fahrzeug- oder Fahrbahnquerprofil nicht überragen, stark zu bremsen, zwischen benachbarten, gegeneinander bewegten Maschinenteilen eine Abdichtung zu erzielen, Flüssigkeitsmitnehmer oder Luftdämpfungen, etwa für Ablaufwerke, oder Bremsflügel für Leistungswaagen von Kraftmaschinen-wirksamer zu machen.

Der Körper großen Strömungswiderstandes besteht danach aus zwei oder mehreren gegeneinander festen oder beweglichen Teilkörpern, von denen der oder die stromaufwärts gelegenen im folgenden kurz als Vorschaufaln bezeichnet sind; zwischen diesen Teilkörpern werden Düsen, insbesondere Düsenspalte, gebildet, die schräg nach hinten laufen, derart, daß die Vorschaufeln die Anströmung nach außen umlenken.

Es ist nun bereits bekannt, Fallschirmkappen derart mit Ringen zu umgeben, daß nach oben innen gerichtete Ringspalte entstehen. Diese sollen die Strömung über der Schirmkappe ordnen und dadurch den Widerstand erhöhen, da dieser ja geringer wird, wenn der Fallschirm infolge unsymmetrischer Strömung nach einer Seite gleitet. Bei einem Fallschirm nach der Erfindung sind im Gegensatz dazu die Düsen nach oben und außen gerichtet, so daß die Wirbelschleppe über dem sinkenden Schirm weit über dessen Durchmesser hinaus verbreitert wird.

Es ist weiter bekannt, die Luftbremsung von Stromlinienfahrzeugen dadurch zu erhöhen, daß ein Teil der vorderen Fahrzeugwand herausgeklappt wird. Dabei ragt ihr Rand weit über den Hauptspantquerschnitt heraus, und ein Drittel der Schaufel bildet mit einer in Fahrtstellung verdeckten Innenwand des Fahrzeugs eine kurze, nach außen und vorn gerichtete Düse. Die aus dieser austretende Luftströmung trifft die vorbeistreichende Außenluft unter einem stumpfen, also ungünstigen Winkel und nicht in der Nähe der Fahrzeugwand, sondern erst nach Vorbeistreichen hinter dem größeren, herausragenden Teil der Schaufel. Die Vorschau-

fein nach der Erfindung stehen demgegenüber in einer Stellung größerer Umlenkwirkung; sie überragen die darunterliegenden Teilkörper nicht oder nur, um die Bremswirkung zu erhöhen, um einen Bruchteil ihrer Tiefe. Ihr größerer Teil dient als Begrenzung der dahinterliegenden Düse, die demgemäß nach hinten außen verläuft. Dadurch entsteht zwischen den Geschwindigkeitsvektoren ίο der Düsen- und Außenströmung, die schon nahe der seitlichen Begrenzung der stromabwärts liegenden Teilkörper getroffen wird, ein spitzerer Winkel, und die Verbreiterung der Wirbel schleppe wird größer, um so mehr, als sich die Umlenkwirkung der Vorschaufeln auch auf den Bereich vor ihnen erstreckt. Diese Umlenkwirkung kann nach der Erfindung weiter dadurch vergrößert werden, daß an den Vorschaufeln an sich, bekannte Mittel zum Erhöhen des Auftriebs von Tragflügeln angebracht werden, beispielsweise Vorrichtungen zum Absaugen der Grenzschicht oder zur Energiezufuhr zur Grenzschicht; die Vorschaufein können danach als Doppeldecker, Mehrfach- oder Spaltflügel ausgebildet sein.

Die Düsen oder Düsengruppen können

Spalt-, Ring-, Gitter- oder Rohrform haben oder als Mehrfachdüsen ausgebildet sein; zu diesem Zweck können zwei oder mehrere Teilkörper fest vereinigt werden. Wenn ein beim Vergrößern des Widerstandes unveränderlicher Hauptkörper, beispielsweise ein zu bremsendes fahrzeug, vorhanden ist, so kann dessen Wand zur Düsenbegrenzung mit herangezogen werden.

Bei der Verwendung als Fahrzeugbremse weiden die Teilkörper in der Fahrtstellung so eingestellt, daß ihr Widerstand möglichst gering ist, und darüber hinaus zweckmäßig so, daß sie den Gesamtwiderstand vermindern, möglichst über den des nackten Fahrzeugs hinaus. Diese an sich bekannte Umlenkschaufelwirkung zum Glätten der Strömung und zum Verkleinern der Wirbelschleppe wird dadurch erzielt, daß die Teilkörper sämtlich oder teilweise untereinander oder mit der Fahrzeugwand eine oder mehrere nach hinten innen gerichtete Düsen bilden. Wenn diese Umlenkwirkung infolge der günstigen Ausbildung des Fahrzeugkörpers nicht erforderlich ist oder wenn sonstige Umstände es bedingen, können die Teilkörper in der Fahrtstellung auch sämtlich oder teilweise, wie es bei Bremskörpern an sich bekannt ist, in der Fahrzeugwand, beispielsweise im Innern eines Tragflügels, verschwinden.

Durch Bewegen der Vorschaufeln oder durch anderweite Beeinflussung ihrer Umlenkwirkung kann der Widerstand des Körpers, z. B. die Sinkgeschwindigkeit eines Fallschirms, geändert und geregelt werden.

Die Abbildung zeigt ein Ausführungsbeispiel in der Anwendung auf einen Autobus, bei dem eine möglichst große Bremskraft er zielt werden soll, ohne mit den Bremsklappen die Wagenbreite zu vergrößern. Die Abbil-, dung stellt einen waagerechten Schnitt durch die rechte Hälfte des Fahrzeughecks 1 dar. Die Strichpunktlinie 2 gibt die gewünschte Grenze für die Bremsschaufel 3 und die Vorschaufel 4 in der Bremsstellung; sie kann aber auch als eine galerieartige obere und untere Befestigung öder Lagerung der Bremskörper aufgefaßt werden, die diese vor Beschädigungen durch Anstreifen schützt. Die 75^ Druckseite der Bremsschaufel 3 kann ein- oder ausgewölbt sein; sie bildet mit der etwas überragenden Vorschaufel 4 von tragflügelähnlichem, linsenförmigem oder elliptischem Querschnitt einen nach hinten außen gerichteten Düsenspalt. Die Energie der von der Vorschaufel 4 umgelenkten Luft genügt, um die in der Gegend der Außenbegrenzung 2 vorbeiströmende Luft weiter nach außen abzulenken und die Breite der Wirbelschleppe, von der Fahrzeugmittellinie 5 aus gemessen, gegenüber dem Zustand bei Abwesenheit der Vorschaufel 4 wesentlich, bis auf das Mehrfache, zu vergrößern.

Beide Schaufeln können bewegt werden, a« insbesondere durch gemeinsame Drehung um die Achse 6, die im Ausführungsbeispiel zur Zeichenebene senkrecht steht. Zu diesem Zweck können sie durch Scheiben an ihren Enden oder an anderen Stellen vereinigt werden, die der Übersichtlichkeit halber in der Zeichnung nicht dargestellt sind. So läßt sich die Bremswirkung abstufen. Bei Schnellfahrt werden die Schaufeln so verschwenkt, daß die Hauptschaufel 3 in die gestrichelte Stellung 7 gelangt. In dieser Lage setzt sie dem Fahrtwind entweder einen geringeren Widerstand entgegen oder sie lenkt ihn dank ' ihrer flügelartigen Ausbildung hinter die Hinterwand des Fahrzeugs 1, so daß der Gesamtwiderstand weiter vermindert wird. Die Zusatzschaufel würde dabei in die gleichfalls gestrichelte Lage 8 geraten, in der sie die Strömung stören würde. Um dies zu verhindern, ist sie, beispielsweise durch Zapfenlagerung in den nicht dargestellten gemeinsamen Endscheiben, um die Achse 9 drehbar, so daß sie durch den Fahrtwind selbst oder durch eine Kurvenführung in, über oder unter einer oder beiden Endscheiben zwangsläufig in günstigere, etwa die strichpunktierte Lage 10, gelangt, in der sie auf den Fahrwiderstand ähnlich wirken kann wie die Hauptschaufel 3. Denkt man sich die Hauptschaufel 3 bis zur Mittellinie '5 verlängert und dann samt dem iao Schnittbild 4 der Vorschaufel um die Achse 5 gedreht, so entsteht das auf dem Kopf

stehende' Bild eines Fallschirms mit ringförmiger Zusatzvorrichtung, der geringere Sinkgeschwindigkeit hat als ohne diese oder auch als eine Fallschirmkappe üblicher Bau-. art.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Körper großen Strömungswiderstandes, insbesondere zum Bremsen von Flugzeugen und anderen Fahrzeugen, aus zwei oder mehreren gegeneinander festen oder beweglichen Teilkörpern, welche miteinander einen oder mehrere Düsenspalte bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die nach vorn durch Vorschaufeln begrenzten Düsenspalte schräg nach hinten außen verlaufen.

2. Körper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückseite der Vorschaufel ganz oder nahezu ganz die Düsenbegrenzung bildet.

3. Körper nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorschaufeln die nachfolgenden Schaufeln um eine veränderliche, jedoch auf einen kleinen Bruchteil der eigenen Abmessung beschränkte Strecke überragen.

4. Körper nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrzeugwand zusammen mit mindestens zwei Teilkörpern, die außerhalb .der Fahrzeugwand liegen, eine Düse bildet.

5. Körper nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorschaufehl zum Vergrößern ihrer Umlenkwirkung in an sich bekannter Weise als Doppeldecker oder Mehrfachflügel ausgebildet oder mit Vorrichtungen zum Absaugen der Grenzschicht oder zur Energiezufuhr zur Grenzschicht ausgerüstet sind.

6. Körper nach den Ansprüchen i^bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß je zwei oder mehrere Teilkörper zur Bildung fester Düsen oder Düsengruppen von Spalt-, Ring-, Gitter- oder Rohrform, insbesondere von an sich bekannten Mehrfachdüsen, vereinigt sind.

7. Körper nach den Ansprüchen 1 bis 6 zum Bremsen von Fahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilkörper in der Fahrtstellung so einstellbar sind, daß sie sämtlich oder teilweise untereinander oder mit der Fahrzeugwand eine oder mehrere nach hinten innen gerichtete Düsen bilden.

8. Körper nach den Ansprüchen 1 bis 7 zum Bremsen von Fahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilkörper in der Fahrtstellung sämtlich oder teilweise in an sich bekannter Weise in die Fahrzeugwand versenkbar sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen