DE882517C

DE882517C - Wasser- oder Luftfahrzeug mit Wassertragflaechen

Info

Publication number: DE882517C
Application number: DED5771D
Authority: DE
Inventors: Guenther Dipl-Ing Bock
Original assignee: Deutsche Versuchsanstalt fuer Luftfahrt eV
Current assignee: Deutsche Versuchsanstalt fuer Luftfahrt eV
Priority date: 1938-11-04
Filing date: 1938-11-04
Publication date: 1953-07-09

Description

Wasser- oder Luftfahrzeug mit Wassertragflächen ZurErreichung hoherFahrgeschwindigkeiten auf dem Wasser ist es bekannt, unter Wasserfahrzeugen sogenannte Wassertragflächen anzuordnen:. Es ist auch versucht worden, um ein schnelleres Abheben von Luftfahrzeugen, insbesondere Seeflugzeugen, zu erreichen, derartige Wassertragflächen unter den Schwimmern anzubringen. Für Fahrten in ruhigem oder schwach bewegtem Wasser haben sich die bisher bekannten Wassertragflächen. bewährt. Bei stark bewegtem Wasser, beispielsweise Seegang, sind Schwierigkeiten dadurch entstanden, daß jeweils nach dem Durchfahren eines Wellentals die Wassertragflächen in den folgenden Wellenberg eintauchen und somit starke periodische Kräfte auf das Fahrzeug ausgeübt werden. Dieser Vorgang ist in Abb. z und 2 veranschaulicht. Abb. i zeigt schematisch eine Seitenansicht eines Fahrzeugs a, das mit Wassertragflächen b ausgerüstet ist, in einem Wellental und im Wellenberg. Abb. 2 gibt eine Vorderansicht eines solchen Fahrzeugs wieder. Die bei bewegtem Seegang auftretenden starken periodischen Kräfte verschlechtern die Fahreigenschaften derartiger Fahrzeuge, beispielsweise durch Springen, und beanspruchen den Festigkeitsverband der Einrichtung beim Eintauchen zu stark. Aus diesem Grund lassen sich .die bei ruhigem Wasser erzielten Fahrgeschwindigkeiten .bei Seegang nicht erreichen. Um die bei Seegang auftretenden Stöße zu mildern, besteht die an sich einfache Möglichkeit des Einbaus einer Federung zwischen Wassertragflächen und Fahrzeugkörper; bei Schwimmerfahrzeugen ist dieser Weg häufig versucht worden, und zwar wurden im Schwimmergestell selbst oder an den Verbindungspunkten zwischen Schwimmer und Schwimmergestell .oder Schwimmergestell und Fahrzeug elastische Zwischengkeder angebracht. Diese Maßnähme bringt auch bei Wassertragflächen eine gewisse Verringerung der Stöße im Seegang mit sich ,und trägt damit zu einer Erhöhung der Seefähigkeit bei.
Weiter wurde der Weg beschritten, durch Anstellwinkelstetlerung Belastungsspitzen zu vermeiden; denn die auftretenden Kräfte der jeweils eingetauchten Fläche der Wassertragflächen sind bekanntlich dem Quadrat der Fahrgeschwindigkeit und dem Anstellwinkel der Wassertragflächen proportional. Eine auf diesem- Gedanken beruhende Änderung des Anstellwinkels ist in Abb.3 dargestellt, und zwar ist das Fahrzeug a mit den Wassertragflächen b durch Gestänge, die zur Steuerung des Anstevlwinkels herangezogen werden, verbunden. Eine Servoanlage c verändert über eine Stange d in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit, die mit Hilfe eines Staurofhres e gemessen wird, und der Eintauchtiefe der Wassertragflächen, die beispielsweise durch elektrische Kontakte festgestellt werden kann, den Anstellwinkel der Tragflächen b.
Eine solche -bekannte Einrichtung ist auch besonders für sehr hohe Fahrgeschwindigkeiten von Vorteil, dabei diesen zur Vermeidung von Kavitation zweckmäßig der Anstellwinkel der Wassertragflächen mit zunehmender Geschwindigkeit verkleinert wird. In dem vorliegendem Fall wird die Servoanlage c sowohl zur Vermeidung der Kavitation als auch zur Verminderung der Stöße im See-,gang nutzbar gemacht. Die elektrischen Kontakte f können entweder an den Wassertragflächen selbst oder an deren Befestigungsstreben angebracht sein.
Es hat sich nun herausgestellt, daß diese bekannten Maßnahmen nicht ausreichen, um die auftretenden Belastungsspitzen bei Seegang vollkommen zu vermeiden. Bei einer AnstellWinkeländerung wird bei positivem Anstellwinkel die Belastung der Tragflächen zu hoch, oder der Widerstand wächst bei negativem Anstellwinkel .beträchtlich, während bei der reinen Federung der Wassertragflächen, z. B. bei Unterströmung, die Belastung trotz der Federung so hoch werden kann, daß die Tragflächen zerschlagen werden, weil der An.stellwinkel konstant bleibt.
Diese Nachteile werden durch die Erfindung vermieden. Dies wird dadurch erreicht, daß die Verschiebungswege der Wassertragflächen selbsttätig den auftretenden Kräften bzw. der Belastung verhältnisgleich gemacht und die bei Änderung der Belastung auftretenden Verschiebungen zur selbsttätigen Veränderung des Anstellw inkels eingesteuert werden. Für manche Fälle ist es zusätzlich zweckmäßig, eine Veränderung des Anstellwinkels, wie bekannt, in Abhängigkeit von der Eintauchtiefe der Wassertragflächen und der Fahrgeschwindigkeit des Flugzeugs bewirken zu lassen. Ausführungsbeispiele dieses Gedankens sind in Abb.4 und 5 bezeigt.
In dem Fahrzeug a ist beispielsweise eine Meßdose g fest angebracht. Wirken auf die Wassertragflächen Kräfte ein, so wird sich die Meßdose zusammendrücken. Die dadurch entstehenden Drücke können dann mit Hilfe mechanischer, hydraulischer oder elektrischer Vorrichtungen so auf die Stoßstange einwirken, daß eine Veränderung des Anstellwinkels bei zunehmender Kraft erfolgt. An die Stelle der Meßdose g kann, wie in Abb. 5 veranschaulicht, eine Federung h treten; die bei ihrer Verförmüng über ein Gestänge i den Anstellwinkel verkleinert. Hierbei ergibt sich der Vorteil, daß die Stöße sowohl durch die Federung selbst als auch durch die gesteuerte Verkleinerung des Anstellwinkels verringert werden. Da eine solche Anardnung ein schwingungsfähiges System darstellt, (kann die An:bringüng einer Dämpfungsvorrich.tung zur Vermeidung angefachter Schwingungen notwendig werden. In verschiedenen Fällen. ist es wünschenswert, den Anstellwinkel nicht durch die Kräfte selbst, sondern durch die Änderung der Kräfte (z. B. deren Ableitung nach der Zeit) zu steuern oder beide Systeme miteinander zu vereinen.

Claims

PATENTANsPRÜcHL: z. Wasser- oder Luftfahrzeug mit 'hähenverst,ellbar am Rumpf angeordneten Wassertragflächen, deren Anstellwinkel in Abhängigkeit von der Flächenbelastung der Tragflächen während der Fahrt selbsttätig gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Wassertragflächen in Abhängigkeit von der Belastung verstellbar sind. Wasser- oder Luftfahrzeug nach Anspruch r; dadurch gekennzeichnet, daß die Veränderung des Anstellwinkels in an sich bekannter Weise zusätzlich in. Abhängigkeit von der Eintauchtiefe der Wassertragflächen und der Fahrgeschwindigkeit des Fährzeugs erfolgt.