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Ringflügel bzw. ringförmige Tragfläche Die Erfindung bezieht sich
auf Ringflügel bzw. ringförmige Tragflächen, wie sie zuweilen bei Luftfahrzeugen
und Flugkörpern an Stelle von ebenen Flügeln zur Erzielung der Tragfähigkeit verwendet
werden.
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Die Erfindung bezweckt, solche Ringflügel bzw. ringförmigen Tragflächen
zu vervollkommnen, um ihre aerodynamischen Eigenschaften zu verbessern. Diese Vervollkommnung
erleichtert außerdem die Anbringung von aerodynamischen Steuervorrichtungen, von
abnehmbaren Waffen oder Behältern, eines Stütz- oder Landegestelles, insbesondere
für ein Luftfahrzeug bzw. einen Flugkörper mit senkrechtem Start usw.
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Die gemäß der. Erfindung erhaltene Verbesserung besteht im wesentlichen
darin, daß auf der Außenseite des Ringflügels 'Rippen bzw. Wände oder aerodynamische
Flächen von verhältnismäßig geringer Höhe in Ebenen angeordnet werden, die im wesentlichen
parallel zur Achse des Ringflügels
verlaufen oder durch diese Achse
hindurchgehen und die vorzugsweise um 45° gegen die Senkrechte geneigt sind.
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Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise
näher erläutert.
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Fig. I ist eine Stirnansicht einer Ausführungsform eines Ringflügels
gemäß der Erfindung; Fig. 2 ist ein axialer Schnitt dieses Flügels gemäß der Linie
II-II von Fig. I ; Fig. 3 und 4, 5 und 6, 7 und 8 sind entsprechende Ansichten von
drei weiteren Ausführungsformen; Fig. 9 ist eine Seitenansicht eines Stütz- oder
Landegestelles in Verbindung mit einem Ringflügel für ein Luftfahrzeug, welches
senkrecht aufsteigt; Fig. Io und II sind schematische Seitenansichten zur Veranschaulichung
eines der gemäß der Erfindung erzielten Ergebnisse; Fig. Io zeigt einen gewöhnlichen
Ringflügel während des Fluges und Fig. II einen gemäß der Erfindung ausgebildeten
Ringflügel, wobei in diesen beiden Figuren die Richtung des relativen Fahrtwindes
durch den Pfeil V angedeutet ist. . ' Der in den Fig. I und 2 dargestellte Ringflügel
I ist auf seiner Außenfläche mit vier aerodynamischen Wänden 2 von verhältnismäßig
geringer Höhe versehen, die sich in dem dargestellten Beispiel von dem Angriffsrand
ia bis zu dem Ablaufrand Ib des Ringflügels erstrecken und in Ebenen liegen, welche
durch die Achse A-A dies Ringflügels hindurchgehen. Die Höhe der Wände 2 nimmt von
dem Angriffsrand Ia bis zu einem etwas vor dem Ablaufrand Ib liegenden Punkt allmählich
zu. Die Wände 2 liegen ferner in Ebenen, die um 45° in Bezug auf die Senkrechte
geneigt sind.
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Bei der in den Fig. 3 und 4 wiedergegebenen abgeänderten Ausführungsform
sind die Wände 2 wie bei der vorhergehenden Ausführungsform angeordnet, jedoch beginnen
sie hinter dem Angriffsrand Ia, und ihre Scheitellinie verläuft mit einer etwas
stärkeren Steigung bis zu dem vor dem Ablaufrand Ib liegenden Punkt maximaler Höhe.
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Die Wände :2 gestatten auf Grund ihrer Neigung in Bezug auf die Senkrechte
eine Verbesserung der Verteilung der Zirkulation über den Flügel wegen ihres Einflusses
auf die gebundenen und entwichenen Wirbel. Das aerodynamische Ergebnis kommt in
einer Tragfähigkeitskurve von vergrößerter Steigung
einem erhöhten Maximum Cz und einer verminderten induzierten Spur zum Ausdruck.
Die Stabilitätseigenschaften werden gleichfalls verbessert.
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Fig. Io zeigt, daß beim Fehlen solcher Wände die Grenzschicht für
mittlere oder große Flugwinkel sich auf dem oberen Teil des Ringflügels I anzusammeln
sucht, wie dies durch die punktierte Linie 3 angedeutet ist, und dadurch wird die
Tragfähigkeit vermindert, die Spur vergrößert und ein Ablösen der Strömung auf dem
Flügel begünstigt. Die gemäß der Erfindung vorgesehenen Wände bekämpfen 'diese Erscheinung,
indem sie die Strömung über die äußere Oberfläche des Flügels leiten, wie dies aus
Fig. II ersichtlich ist, in welcher Wänd 2 wiedergegeben sind, die denjenigen der
Fig. I und z ähneln.
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Im allgemeinen ist die maximale Spannweite einer Wand gemäß der Erfindung
kleiner als 200/0 des Durchmessers Ringflügels und ihre Tiefe geringer als die des
Ringflügels. Die Wände sind somit Flächen, deren Spannweite genügend klein ist,
damit ihre eigene Tragfähigkeit gegenüber der Zunahme der Tragfähigkeit, die sie
dem Ringflügel erteilen, vernachlässigbar ist.
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Die Wände können mit Stabilisierungsflächen kombiniert werden, welche
aerodynamische Steuervorrichtungen tragen. Eine Ausführungsform dieser Art ist in
den Figuren 5 und 6 wiedergegeben, bei welcher sich an die Wände 2 auf der Seite
des Ablaufrandes Ib Stabilisierungsflächen 4 anschließen, die an den um radiale
Achsen 5 schwenkbar gelagert sind.
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Solche Stabilisierungsflächen können derart gewählt werden, daß die
Verschiebungen des Brennraumes in Abhängigkeit von der Machschen Zahl vermindert
werden. Es ist bekannt, daß solche Stabilisierungsflächen die Wirkung haben, den
Brennraum um so mehr nach hinten zu verlagern, je größer der Tragfähigkeitsabfall
der Flächen ist.
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Es genügt daher, für die Flächen eine solche ebene Form und ein solches
Profil zu wählen, daß der Wert
der Fläche mit der Machsehen Zahl der Wände 2 senkrechtem im Vergleich mit dem Fall
wesentlich erhöht, bei Organe e g abnimmt, wenn der Brennraum des Ringflügels, allein
betrachtet, sich nach hinten verlagert. Im allgemeinen ist es dadurch möglich, die
Verschiebungen des Brennraumes beim Flug mit Überschallgeschwindigkeit auf annehmbare
Werte zu reduzieren.
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Die Wände können überdies dazu benutzt werden, dem Ringflügel eine
Stabilität gegen Schlingern zu verleihen. Hierzu genügt es, die Wände derart zu
verteilen, daß ihre Wirkung am oberen Teil des Ringflügels konzentriert wird. Beispielsweise
können zu diesem Zweck die beiden in den Fig. 5 und 6 unten dargestellten Wände
weggelassen werden. Es tritt dann eine Wirkung auf, die der auf einen üblichen Flügel
ausgeübten Keilwirkung analog ist.
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Die Fig. 7 und 8 veranschaulichen die Heranziehung der Wände zur Befestigung
von lösbaren Waffen oder Zubehörteilen, wie z. B. Raketen 6 oder Luft-Luft- bzw.
Luft-Boden-Geschossen und abwerfbaren Behältern 7.
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Fig. 9g zeigt schließlich eine weitere Ausführungsfarm, bei welcher
die Wände 2 zur Befestigung von Füßen 8 oder Rädern 9 dienen, welche ein Stütz-
oder Landegestela für ein Luftfahrzeug mit Start bilden. Eine solche Anordnung führt
zu dem Vorteil, daB sie das Abstützpolygon im Vergl i mit dem Fall wesentlich bei
welchem die Wände nicht vorhanden sind und bei welchem die 8, g an dem Ablaufrand
des Ringflügels b festi t werden müssen.