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Fahrzeug, insbesondere Luftfahrzeug Die Erfindung erstreckt sich auf
Fahrzeuge, insbesondere Luftfahrzeuge, mit elastischen, unter dem Einfluß der im
Betrieb auftretenden Beanspruchung sich in ihre Sollform einstellenden Bauteilen-
Es ist bereits bekannt, bei Flugzeugen elastische Rippenbauteile zu verwenden, die
mit einer im unbelasteten Zustand vergrößerten: Wölbung hergestellt waren, um im
Fluge gleiche Anstellwinkel wie bei starren Rippen zu erreichen. Ferner sind auch.schon
federnd nachgiebige Gleitflächen für Schwimmkörper von Luftfahrzeugen bekannt, die
sich unter der Wirkung des Wasserdruckes bei schneller Fortbewegung auf dem Wasser
verformen.
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Gemäß der Erfindung werden abweichend von dem Bekannten stärker nachgiebige
Teile der Fahrzeugaußenwand, insbesondere solche aus nichtmetallischem Werkstoff
in Form von Kunststoffdurchsichtscheiben, derart abweichend von ihrer Sollform gestaltet,
daß sie sich durch den im Betrieb auftretenden Druckunterschied zwischen dem Fahrzeuginneren
und dem Außendruck in die Strakform der Außenwand einschmiegen. Diese Maßnahme hät
eine große Bedeutung für alle Fahrzeuge, bei denen je nach dem Betriebszustand auf
die Außenwände Differenzdrücke unterschiedlicher Größe einwirken. Solcherart beanspruchte
Wandteile sind beispielsweise die Außenwände der Höhenkammern in Flugzeugen. Solange
sich ein Flugzeug in Bodennähe befindet, sind seine Höhenkammerwände keinem oder
keinem nennenswerten Differenzdruck unterworfen, und. erst bei zunehmender Höhe
und Aufrechterhaltung eines für den Menschen zuträglichen Kabineninnendruckes ergeben
sich infolge des Absinkens des Außendruckes Differenzdrücke, welche die Höhenkammerwände
zunehmend beanspruchen. Unter Einwirkung dieser zunehmenden Be- _ anspruchung erfahren
die Begrenzungswände
elastische Verformungen, die geeignet sind,
eine Verschlechterung der aerodynamischen Form des Flugzeuges herbeizuführen. Ähnliche
Verhältnisse können sowohl bei Flugzeugen als auch bei schnellen Boden- und Wasserfahrzeugen
an solchen Stellen auftreten, an denen infolge der bei der relativen Anströmung
sich ergebenden Druckverteilung örtliche Über- oder Unterdrücke entstehen, welche
auf die Begrenzungswände einwirken. Im Gegensatz zu der bisherigen Bauart, bei der
die Begrenzungswände so gestaltet werden, daß sie bei außer Betrieb befindlichen
Fahrzeugen die z. B. aus aerodynamischen Gründen erwünschte Sollform aufweisen,
gellt. der Erfinder von der Erkenntnis aus, daß es -wichtiger ist, wenn die Begrenzungswände
des Fahrzeuges beim Betrieb die Sollform aufweisen, d.li. bei Flugzeugen während
des Fluges oder bei,schnellen Boden- oder Wasserfahrzeugen während der Fahrt. Beider
neuen Gestaltung nachgiebiger Wandungsteile wird also bewußt darauf verzichtet,
durch Anwendung einer besonders steifen Bauweise eine Sollform sowohl während des
Betriebes als auch bei abgestelltem Fahrzeug zu erreichen: statt dessen wird eine
leichte Bauweise ermöglicht und dabei die Sollform der Wandteile herbeigeführt,
wenn diese tatsächlich erforderlich ist, nämlich im Betrieb des Fahrzeuges. Bei
Flugzeugen mit Höhenkammern wird man die vorherrschende Flughöhe und die sich hierbei
ergebenden Außen- und Innendrücke zugrunde legen und die Begrenzungswände so gestalten,
daß sich bei diesen Druckverhältnissen die Sollform ergibt.
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Die Erfindung kann vorzugsweise bei Begrenzungswänden solcher Art
Anwendung finden, die in ihrer Sollform nach einer oder mehreren Richtungen gekrümmt
sind. In Sonderfällen kann die Erfindung auch bei ebenen Sollformen Anwendung finden,
nämlich dann, wenn die Biegespannungen in der Begrenzungswand bei Erreichen der
ebenen Sollfarm die Ringzugspannungen überwiegen, die ein Durchwölben herbeizuführen
bestrebt sind. Verhältnisse solcher Art treten dann auf, wenn die Begrenzungswände
im Verhältnis zu ihrer Erstreckung eine verhältnismäßig dicke Wandstärke aufweisen.
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E5 ist besonders vorteilhaft, die Erfindung bei nichtmetallischen
z. B. Kunststoffwänden, anzuwenden, die wegen ihres niedrigen E-Moduls ein Vielfaches
an Verformung erfahren gegenüber metallischen Wänden. Ganz besonders gilt das für
solche Wandteile, die längs ihres Randes nicht zugfest eingespannt sind, sondern
auf einer Abstützung, z. B. in einem Rahmen, aufliegen. Es sind dies in erster Linie
Durchsichtscheiben, wie sie als Verglasing sung von Flugzeugen oder deren Höhenkam
inern angewendet werden. Um hierbei der Gefahr zu begegnen, daß diese Scheiben inhilge
ihrer großen Verformungsfähigkeit aus ihrer Abstützung herausgezogen «-erden, hat
man sie bisher unter Inkaufnahme eines hohen Gewichtsaufwandes besonders biegungssteif
gemacht. Durch Anwendung der Erfindung auf diese Scheiben kann nunmehr auf eine
besondere Steifigkeit verzichtet werden: es können also dünnere und leichtere Scheiben
Verwendung finden, die sich im Betrieb sicher und einwandfrei auf ihre Abstützung
auflegen und die für die .aerodynamische Güte des Flugzeuges zweckmäßigste Sollform
einnehmen.
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Der Erfindungsgegenstand ist in seiner Anwendung auf Durchsichtscheiben,
welche in den Begrenzungswänden einer Höhenkammer angeordnet sind, in den Abbildungen
beispielsweise veranschaulicht.
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Es zeigt Abb. i die bei der bisherigen Bauart aufgetretenen Nachteile,
Abb. 2 die Verglasung gemäß Abb. i, jedoch unter Anwendung der Erfindung, Abb. 3
die ;lnwendung der Erfindung auf Doppelfenster mit zum Höhenkammerinnenrauin druckausgeglichenem
Zwischenraum.
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Bei der bisherigen Bauweise (Abb. i) verformten sieh infolge des gegenüber
dem Außendruck p" größeren Höhenkammerinnendruckes pi die Durchsichtscheiben i,
2, 3 aus ihrer gestrichelt eingezeichneten Sollform in die mit vollen Linien gezeichnete
tatsächliche Form. Durch diese Verformung wurde die aus aerodynamischen Gründen
erwünschte stetige Krümmung der Begrenzungswand der Höhenkammer zunichte gemacht.
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Diese Nachteile werden durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung gemäl)
Abb.2 vermieden, indem die Scheiben l',:2', 3' in der gestrichelt eingezeichneten
Form hergestellt und in das Flugzeug eingesetzt werden. Erreicht nun das Flugzeug
im Betrieb die durchschnittliche Betriebshöhe, so verformt der gegenüber dem Außendruck
p" größere Innendruck: pi die Scheiben in die in vollen Linien dargestellte Sollform,
wodurch die Höhenkammerbegrenzungswand den erwünschten glatten Verlauf erhält.
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In Abb. 3 ist die Erfindung in der Anwendung auf Doppelfenster von
Höhenkammern dargestellt, deren Scheibenzwischenraum q. zum Höhenkammerinneren hin
druckausgeglichen ist, so daß auf die Scheiben i". 2", 3" der Druck pi einwirkt.
Bei dieser Abbildung sind die Scheiben. in dem Zustand veranschaulicht, den sie
bei Druckausgleich zwischen p" und pi einnehmen. Auch hierbei werden bei kleiner
werdendem p" die Scheiben unter Einwirkung des entstehendenDifferenzdruckes
in
eine einen stetigen Krümmungsverlaüf der Begrenzungswand ergebende Sollform gebracht.
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Statt der Durchsichtscheiben können auch sonstige Begrenzungswände,
vorzugsweise aus Kunststoff, vorhanden sein, welche durch Anwendung der Erfindung
die gleichen Vorteile ergeben, wenn ein Differenzdruck von wechselnder Größe auf
sie einwirkt.