Wlasciciel patentu: Deutsche Akademie der Wissenschaften zu Berlmf^^^ ^^"^^ Berlin — Adlershof (Niemiecka Republika Demo¬ kratyczna) Kadlub z napedem falowym do pojazdów ladowych, powietrznych i wodnych Wynalazek dotyczy kadluba do pojazdów lado¬ wych, powietrznych i wodnych, który jest nape¬ dzany do przodu za pomoca zespolu elementów pro¬ filowych.W pojazdach wszelkiego rodzaju, zwlaszcza w statkach powietrznych, znane jest stosowanie urza¬ dzenia napedowego, w którym wytworzony stru¬ mien jest wykorzystany dla uzyskania ciagu, gdy strumien ten zostanie sfalowany za pomoca odpo¬ wiedniego srodka i gdy w tym pofalowanym stru¬ mieniu znajduje sie co najmniej jedna bryla profi¬ lowa do wytworzenia znanego efektu Knoller'a — Betz'a.Dalsze rozwiazanie, w którym plat nosny samo¬ lotu jest wyposazony w urzadzenie napedowe o dzialaniu opartym na efekcie Knoller'a — Betz'a, sluzy równiez temu celowi.Te urzadzenia napedowe sa przeznaczone dla pla¬ tów nosnych o duzej szerokosci, stosowanych w samolotach lub przy podwodnych platach nosnych wodolotów. Takie pojazdy sa zaopatrzone w smig¬ lowe zespoly napedowe. Poniewaz te zespoly mu¬ sza byc polozone stosunkowo wysoko nad wlasci¬ wym kadlubem pojazdu, wplywa to ujemnie na jego statecznosc. Zastosowanie turbinowych zespo¬ lów napedowych polepszylo w tych przypadkach statecznosc pojazdu, jednak sprawnosc tych nape¬ dów jest bardzo niekorzystna w zakresie srednich predkosci. 10 15 25 W pojazdach wodnych ze srubami napedowymi stosuje sie jedna lub kilka srub, których waly wy¬ chodzac z kadluba statku skierowane sa ukosnie na dól w wode. Jest widoczne, ze tego rodzaju na¬ pedy, zwlaszcza przy mocno obciazonych srubach, maja stosunkowo niska sprawnosc.Znane jest równiez umieszczenie w poblizu kra¬ wedzi splywu plata nosnego bryly oplywowej, która obraca sie dokola osi lezacej w srodku miedzy jej krawedzia natarcia i splywu tak, ze zwieksza dzieki temu wypór skrzydla. Poniewaz jest ona uzywana tylko do ladowania, przeto w normalnym locie jej ciezar wlasny i ciezar zwiazanego z nia napedu po¬ woduje znaczne zwiekszenie ciezaru wlasnego stat¬ ku.Jako szczególnie korzystny wyróznia sie naped falowy. Sklada sie on miedzy innymi z jednego lub kilku elementów profilowych, osadzonych obroto¬ wo na osi lezacej poza nimi i poprzecznie do pro¬ stoliniowego strumienia wytworzonego na przy¬ klad za pomoca smigla, przy czym jego cieciwa za¬ chowuje swe polozenie wyjsciowe prawie równo¬ legle do kierunku strumienia. Wirujacy element zwany dalej falownikiem nadaje sie równiez do wysokich predkosci obrotowych (czestotliwosci fa¬ lowania) na przyklad do napedu pojazdu w po-, wietrzu.Cel wynalazku polega na tym, aby znany naped falowy zastosowac w dotad jeszcze nie stosowa- 5250052500 3 nych postaciach kadlubów pojazdów i przez to uczynic pojazdy te zdolnymi do latania.Zagadnieniem niezbednym do osiagniecia tego celu wynalazku jest znaczne zwiekszenie udzwigu takich kadlubów pojazdów.Zgodnie z wynalazkiem osiaga sie to dzieki temu, ze we wnetrzu kadluba pojazdu uksztaltowanego w postaci plata nosnego i posiadajacego wieksza cieciwe niz rozpietosc jest jeden (lub kilka) znany generator strumienia, którego strumien wychodzacy korzystnie poziomo z dyszy przy krawedzi splywu pojazdu zostaje sfalowany równiez w znany spo¬ sób za pomoca falownika i ponownie wyprostowa¬ ny, za pomoca nieruchomego elementu profilowe¬ go, zwanego wyprostowywaczem. Kadlub pojazdu jest ograniczony z boku przez czesciowo wystajace znane plyty brzegowe. W szczególnym wykonaniu istoty wynalazku, plyty brzegowe przy kadlubie pojazdu sa wykonane tak, ze wystaja one wokól profilu ze wszystkich stawi. Równoczesnie wahlAwe ich czesci koncowe dzialaja jako ster kierunku.Gdy jest to konieczne, moga one byc wykonane równiez w postaci nosnych elementów lodziowych lub plywakowych.Plyty brzegowe sluza do zamocowania wyprosto- wywacza oraz sa uzywane jednoczesnie jako ster wysokosci i lotka.Przeprowadzone badania wykazaly zgodnie z wy¬ nalazkiem nieoczekiwanie, ze obrotowy element wytwarza ciag nawet wtedy, gdy pracuje nie w strumieniu specjalnego generatora strumienia lecz bezposrednio w otaczajacym go osrodku. Z tego wzgledu mozna go porównac ze zwyklym smiglem, rózni sie jednak od niego tym, ze nie daje stru¬ mienia prostego lecz falisty.Strumien wymaganego dotychczas generatora strumienia moze byc na przyklad zastapiony przez strumien lub wiatr wzgledny. Specjalny generator strumienia przykladowo nie jest równiez wówczas potrzebny, gdy pojazd jest wprawiany w ruch za pomoca napedu pomocniczego. Tym napedem jest na przyklad dla slizgowca typu katamaran — sru¬ ba wodna, dla samochodu — kola lub dla szybow¬ ca, w którym zgodnie z wynalazkiem bryle pojazdu tworzy srodkowa czesc plata nosnego po obu stro¬ nach kadluba, a falownik jest umieszczony pod krawedzia splywu plata nosnego — wyciagarka linowa.Wynalazek jest blizej wyjasniony na kilku przy¬ kladach wykonania uwidocznionych na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia istote napedu falowe¬ go, fig. 2 — kadlub pojazdu w postaci plata nos¬ nego z napedem falowym wedlug fig. 1, fig. 3 — lódz — katamaran z elementami plywakowymi, nadwodnym platem nosnym i nadwodnym nape¬ dem falowym, fig. 4 — latajace auto z napedem falowym i fig. 5 — szybowiec z napedem falowym.Wedlug fig. 1. w strumieniu 2 generatora 1 stru¬ mienia, znajduje sie znany naped falowy, skladaja¬ cy sie z obrotowego falownika 3 i stalego wyprosto- wywacza 4. Energia doprowadzana do napedu falo¬ wego jest przetwarzana w energie ciagu czesciowo przez falownik 3 i czesciowo przez wyprostowy- wacz 4.Wedlug fig. 2 kadlub 5 pojazdu sklada sie ze sto- 4 sunkowo grubego plata nosnego, który jest ograni¬ czony dwiema plytami brzegowymi 6. Plyty te pod¬ trzymuja obrotowy falownik 3 i staly wyprostowy- wacz 4. Falownik 3 jest mechanicznie napedzany za 5 pomoca obydwóch generatorów 1 strumienia (np. silników) za posrednictwem dwóch stozkowych przekladni 10 i znajduje sie w strumieniu 2 wy¬ twarzanym przez obydwa silniki napedowe i wy¬ chodzacym przez dysze 7. Generator 1 strumienia 10 jest tak wykonany, ze wytwarza strumien 2 prawie prosty o stosunkowo malej predkosci i niskiej tem¬ peraturze. Energia ruchu strumienia jest tak ma¬ la, ze nie wytwarza znacznego ciagu. Aby jednak strumien 2 nadawal sie w ogóle do wywolania wy- 15 nnaganego cluzego ciagu, trzeba wprowadzic do niego duzo dodatkowej energii. To nastepuje za pomoca falownika 3. Ponadto trzeba zadbac o to, aby do¬ prowadzona energia dodatkowa zostala zamieniona na energie ciagu. Osiaga sie to w wiekszej czesci za 20 pomoca falownika 3 i w pozostalej czesci za pomo¬ ca wyprostowywacza 4. Przez dostosowanie poloze¬ nia wyprostowywacza wzgledem osi falownika 3 mozna cala energie doprowadzona do falownika 3 przetworzyc na ciag, a w szczególnych przypadkach 25 mozna uzyskac w napedzie falowym wieksza spraw¬ nosc anizeli w przypadku znanych dotychczas ze¬ spolów napedowych strumieniowych o duzych pred¬ kosciach, na przyklad zwyklych silników turbood¬ rzutowych do samolotów albo równiez sruby do 30 statków zeglugi sródladowej. Poza tym wobec zmniejszenia predkosci strumienia i dobrego zmie¬ szania strumienia 2 z otaczajacym powietrzem uzy¬ skuje sie zmniejszenie halasu strumienia i ponadto naped falowy pracuje ciszej anizeli znane odrzuto- 35 we zespoly napedowe o duzych predkosciach stru¬ mienia. Kadlub pojazdu moze byc sterowany w zwy¬ kly sposób za pomoca uwidocznionych na rysunku kierunkowych sterów 8 oraz steru wysokosci i lo¬ tek 9. Dalsze mozliwosci stosowania napedu falo- 40 wego z generatorem 1 strumienia lub bez niego po¬ kazane sa na dalszych figurach rysunku.Jezeli na przyklad osadzi sie kadlub 5 pojazdu na dwóch kadlubach lodzi lub plywaków 12 to otrzymuje sie przedstawiony na fig. 3 slizgowiec 45 katamaran z platem nosnym nadwodnym i nape¬ dem falowym nadwodnym skladajacym sie z obro¬ towego falownika 3 i wyprostowywacza 4. Rozruch nastepuje za pomoca srub podiwodnych 11, wskutek czego jest zbyteczny specjalny strumien 2 wytwo- 50 rzony przez generator 1 strumienia i dysze 7. Juz podczas rozruchu lódz wynurza sie z wody, ale w niewielkim tylko stopniu, poniewaz strumien dokola plata nosnego 5, wobec jego duzej grubosci odrywa sie i nie wytwarza duzego ciagu. Z chwi- 55 la jednak, gdy lódz osiagnie dostatecznie duza pred¬ kosc jazdy, naped srubowy 11 zostaje przelaczony na naped falowy.Falownik 3 uklada strumien na plat nosny 5 po¬ dobnie jak przy zasysaniu warstwy przysciennej 60 i zwieksza przez to wypór w stopniu tak znacznym, ze lódz teraz z cala sila wynurza sie coraz bardziej z wody. Podczas zatrzymywania sie lodzi naped falowy pozostaje nadal w pelnym ruchu, a jego strumien przez odpowiednie przestawienie falow- 66 nika 3 zostaje odrzucony prawie pionowo w dól,52500 wskutek czego nosnosc kadluba 5 pojazdu zostaje bardzo znacznie zwiekszona. W ten sposób korzysc zespolenia plata nosnego z napedem falowym jest szczególnie wyrazna, gdyz dzieki temu zespoleniu uzyskuje sie nawet calkowite wynurzenie lodzi z wody i jest mozliwe zatrzymywanie sie przy sto¬ sunkowo malych predkosciach. Taka lódz w po¬ równaniu ze znana lodzia o platach nosnych pod¬ wodnych oprócz mniejszego oporu ma jeszcze te zalete, ze ma znacznie mniejsze zanurzenie, ponie¬ waz plat nosny znajduje sie nie pod kadlubem lo¬ dzi, lecz nad nim.Wyjasnione powyzej zwiekszenie wyporu plata nosnego za pomoca napedu falowego uzyskuje sie równiez i w przypadku samochodu latajacego we¬ dlug fig. 4. Taki samochód moze poruszac sie nie tylko jak normalny samochód po ulicach, lecz tak¬ ze moze startowac na odpowiednim pasie starto¬ wym do lotu bez potrzeby wprowadzania jakiej¬ kolwiek zmiany na jego placie nosnym — kadlu¬ bie 5. Wystarczy jedynie przelaczenie napedu z kól 14 na falownik 3 po osiagnieciu okreslonej pred¬ kosci.Fig. 5 przedstawia falownik 3 jako naped do szybowców umieszczony podobnie jak klapa do la¬ dowania posrodku skrzydla i w poblizu jego kra¬ wedzi splywu. Podozias lotu szybowego falownik 3 przylega scisle do plata nosnego 15 i uzupelnia jak gdyby jego profil wskutek czego oplyw plata nos¬ nego 15 nie jest wcale zaklócony przez falownik 3.Gdy falownik 3 jest wlaczony, to zostaje wytwarza¬ ny nie tylko ciag, lecz takze wypór (sila nosna) plata nosnego 15, dzieki czemu szybowiec moze utrzymac sie dluzej w powietrzu. Falownik 3 na- 15 25 30 daje sie zwlaszcza do napedu za pomoca sily miesni. PL