DE2360254A1 - Flugdrachen - Google Patents

Description

jplugdrachen

Die -Erfindung "betrifft einen. JiTugdrachen Tüit 'Anbindungsmitteln·, mit einem sicli in Längsrichtung erstreckenden Rumpf, einem Paar von im v/esentliehen rechteckigen Tragflächenrahmenbauteilen, die vom Rumpf ausgehen und sich auf gegenüberliegenden Seiten des Rumpfes erstrecken, wobei diese Iragflächenrahmenbauteile eine stabile lührungskante, eine stabile zentrale Tragfläehenkernprofilsehne, die einstückig mit dem Rumpf ausgebildet ist und sich längs eines leiles des R.umpfes erstreckt, und eine stabile Tragflächenendprofilsehne ausreisen und mit einer verformbaren iCragflächenverkleidung versehen sind, und mit einem horizontalen und vertikalen Stabilisator.

Bei der Konstruktion von angebundenen Drachen besteht ein wesentlicher Paktor darin_? ein großes Verhältnis von Auftrieb zu Yfiderstand und eine maximale dynamische Stabilität bei verschiedenen Vindbedingungen zu erzielen. In der Vergangenheit hat man festgestellt, daß bestimmte Plugdrachenformen ein größeres Verhältnis von Auftrieb zu Widerstand erzielen als die allgemein bekannten herkömmlichen Shombenformen. Auf der anderen Seite

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opfern diese bekannten Drachenformeii aber im allgemeinen dynamische Stabilität und Einfachheit in der Konstruktion, um dieses größere Verhältnis von Auftrieb zu Widerstand zu erzielen.

Ein bekannter Flugdrachen der eingangs genannten Art (Uu-Po 1 620 882) zeigt eine Doppeldeckerfor τη mit einer zusätzlichen veränderlichen Tragfläche. Me dynamische Stabilität dieser, Drachens ist unzulänglich, da'sich der Angriffswinkel der Tragflächen den unterschiedlichen V/indbedingungen nicht ausreichend 'anpassen kann. Darüber hinaus läßt sich diese be !rannte Porm nur mit Schwierigkeiten zerlegen,und für den Versand verpacken. Ein anderer bekannter Flugdrachen (US-PS 2 035 730) weist zur Veränderung des Angriffswinkels von Hand einstellbare Drehtragflächen auf. Die Anpassungsfähigkeit, d.h. die dynamische Stabilität, dieser bekannten Drachenform an unterschiedliche Windbedingungen ist jedoch ebenfalls noch unzureichend .

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, die Unzulänglichkeiten der bekannten Flugdrachen zu beseitigen und einen äußerst leichten, dauerhaften, preiswerten, einfach konstruierten und leicht zerlegbaren Flugdrachen der in Frage stehenden Art ku schaffen, der ein großes Verhältnis von Auftrieb zu V/iderstand und maximale dynamische Stabilität bei verschiedenen Windbedingungen aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Führungskante biegsam ausgebildet ist und der rückwärtige Abschluß der verformbaren Tragflächenverkleidung die frei wogende Profilhinterkante der Tragflächen bildet.

Es ist an sich bekannt (US-PS 3 412 964-), bei dreieckförmigen, segelartigen Drachenformen den diagonalen Abschluß der Verkleidung vom hinteren Ende des Rumpfes zum äußersten Ende der Führungskante frei wogend auszubilden. Diese Drachenformen zeigen jedoch keinen eigentlichen tragflächenähnlichen Angriffswinkel.

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Durch die biegsame Ausgestaltung der Führungskante und die frei wogende Profilhinterkante der rechteckig ausgebildeten Tragflächen wird bei dem erfindungsgemäßen Flugdrachen eine erheblich verbesserte dynamische Stabilität erzielt, da sich der Angriffswinkel der Tragflächen jeweils axitomatisch entsprechend den gegebenen viindbedingungen einstellen kann. Das mit dem erfind ungs gemäß en Flugdrachen erzielbare Verhältnis von Auftrieb zu 'Widerstand liegt ungefähr zwischen drei und acht. Der erfind angs gemäße Flugdrachen kann neben der vorteilhaften Anwendung als.Spielzeug auch mit großem Erfolg z.B. als militärischer' Aufklärungsballon j Rettungssichtzeichen, Radarzielscheibe,- Funkfeuer, Relais, Antenne oder dgl. eingesetzt werden.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Flugdrachens weist der horizontale Stabilisator immer einen negativen Angriffswinkel im Verhältnis zu dem Paar von TragflMchenbau-teilen auf. Hierdurch'wird die dynamische Stabilität des Drachens weiter verbessert und insbesondere die hoehgezogene Lage des Drachens aufrechterhalten, was einen guten Auftrieb des Drachens während des angebundenen Fluges gewährleistet und bei Reißen des Strickes ein G-leitverhalten des Drachens verhindert, indem wiederholte Überziehungen-verursacht werden, was eine leichtere Bergung des Drachens in kurzer Entfernung ermöglicht .

Für eine vorteilhafte dynamische Stabilität ist es erfindungsgemäß weiterhin zweckmäßig, wenn der sich in Längsrichtung erstreckende Rumpf und der'vertikale Stabilisator in einer Ebene liegen und die Anbindungsmittel eine Schnur aufweisen, welche an einem Verbindungspunkt befestigt ist, der direkt unter dem Rumpf und in der gleichen Ebene wie der sich in Längsrichtung erstreckende Rumpf liegt.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Flugdrachens besteht darin, daß die Tragflächenrahmenbauteile eine zweite darüberliegende Flügelverkleidung aufweisen, wobei die zweite Tragflächenverkleidung mit der Führungskante verbunden ist und eine zweite frei wogende Profilhinterkante aufweist. Hierdurch werden insbesondere die AuftriebsVerhältnisse des Flugdrachens verbessert. 509824/-0A2A

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Es ist ferner erfindungsgeraäß zweckmäßig, fixe Tragflächerjrahmenbauteile in Längsrichtung des I'lugdracliens pieilf öriaig und in Quei'ricatung positiv V-förmig auszubilden. Dies bringt eine? weitere Steigerung der dynamischen Stabilität mit sich.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgetnäßen Flugdrachens bilden die Tragfläclienrahinenbauteile eine. Pfeilform mit einem Y/inkel zwischen O⁰ und 40° und eine positive Y-JOrm mit einem Winkel zv/ischen 5° und 30° und v/eist der horizontale Stabilisator einen negativen Angriffswinkel von ungefähr 0 bis 20 im Verhältnis zu den Tragflächenbauteilen auf.

Eine andere vorteilhafte Ausführungsforra des erfindungsgermäßen Drachens ist durch eine Mehrzahl von Paaren von im wesentlichen rechteckigen Tragflächenrahmenbauteilen, die vom Sumpf ausgehen und sich auf gegenüberliegenden Seiten des Eranpfes erstrecken, gekennzeichnet.

Es ist erfindungsgemäß äußerst vorteilhaft, wenn jedes Paar von Tragflächenrahmenbauteilen die gleichen relativen G-roßenverbältnisse aufweist und. die relative Größe jeden Paares vom größten obersten Paar zum kleinsten untersten Paar abnimmt.

Eine weitere vorteilhafte. Ausgestaltung ist schließlich dadurch gekennzeichnet, daß zwei parallele Paare von Tragflächenbauteilen, wobei das obere Paar größere Abmessungen als das untere Paar aufweist, vorgesehen sind und die Tragflächenrahmenbauteile jeweils eine Pfeilform mit einem positiven Winkel zwischen 10 und 20 und eine V-Form mit einem positiven Winkel zwischen 10 und 20° aufweisen.

Weitere "Vorteile, Merkmale und Anwendungsraoglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschrei-' bung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles anhand der beiliegenden Zeichnungen. Es stellen dar:

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Pig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels; Pig. 2 eine gesonderte perspektivische Ansicht eines Paars' "von gegenüberliegend angeordneten Tragflächenbauteilen mit den stabilen Pührungskanten und den freien Profilhinterkanten, die ein gewölbtes arodynamiscb.es Tragflächenprofil und während des Pluges einen wogenden Bogen in der Profilhinterkante bilden;

Pig. 3 eine Vorderansicht eines Doppeldeckerdrachens, aus der die V-Porm der oberen und unteren Tragflächen, der horizontale Stabilisator mit ungefähr einem negativen Winkel von 13 im Verhältnis zu den Haupttragflachen, die sich ergebende Wölbung und der wogende Bogen der Profilhinterkante, der sich aiifgrund der freien und unbefestigten Profilhinterkante aller Tragflächenoberflächen einstellt, ersichtlich ist ι

Pig. 4- eine gesonderte perspektivische Ansicht einer weiteren Tragflächenform zur Verwendung in einem Drachen in Düsenflugzeugform, wobei jede Tragfläche zwei Tragholme aufweist, von denen einer die Pührungskante des Hauptteiies der Tragfläche bildet, welche eine freie Profilhinterkante hat, und von denen der andere die Pührungskante für eine Mehrzahl von Pührungskantenrippen bildet _t was einen gröi3eren Auftrieb bei· höheren Angriffswinkeln für die Tragfläche ermöglicht,-

Wie in Pig, 1 gezeigt, stellt der hiernach in seiner bevorzugtest Ausführungsform beschriebene Plugdraclien 1 in seiner allgemeinen Konstruktion eine Miniaturausgabe des wohlbekannten French Uleuport Doppeldeckers aus dem 1„ Weltkrieg dar, .

Der Plugdrachen 1 weist einen sich in- Längsrichtung ©rstreckenden Rumpfabschnitt 2, einen horizontalen Stabilisator 5_δ einen vertikalen Stabilisator 4₅ einen einstückig mit dem Rumj>f ausgeruhten. Tragfläcnenunters-foützungsralimen 5₉ ein Paar von oberen (Tragflächen— bauteilen 8 un<5 9 auf _s wobei beicte Paare von' eiern .Entersiütaungs·■ rahmen 5 ausgehen und auf gegenüberliegenden Seiten. angeord-jaet einS»

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Obwohl die bevorzugte Ausführungsform av/ei Paare von gegenüber angeordneten Tragflächenbauteilen aufweist, erstreckt sich die vorliegende Erfindung ebenfalls auf ein einziges Paar oder eine Mehrzahl von Paaren von gegenüber angeordneten Tragflächsnbaut eil en von dem obersten Paar zu dem untersten Paar von '.Dragflächenbauteilen.

Der in Pig. 1 gezeigte Rumpfabschnitt 2 zeigt eine dreieckforraige ebene Porin, welche einen starken Kieleffekt für Längsstaeilität erzeugt. Dieser Rumpf v/eist ein Paar von leichtgewichtigen Rippen 10 vind 11 auf, die am rückwärtigen Ende 12 miteinander verbunden sind und am vorderen Ende durch das Hauptfestigkeitsteil 15 des Tragflächenrahmens verbunden sind. Die Nase des .Rumpfes seigt eine Profildarstellung der Motorhaube,"welche in einer Ebene mit dem Rumpf liegt und aus Balsaholzscheiben 14, Rippenstreben 15 und einer Papierverkleidung 16 hergestellt ist. Innerhalb des dreieckförmigen Rumpfes sind Gitterwerkrippen 17 und 18 sur lOrr,-stabilität angeordnet. Die Rippenteile sind in vorteilhafter Weise aus leichtgewiehtigem Material wie z.B. Plastik, lichtenholz oder Balsaholz hergestellt. Die Rippenteile sind entv/eüer zusammengeleimt oder durch andere Verbindungsmittel wie z.B. genaue Zapfenblocks miteinander vereinigt.

Der Tragfläehenunterstützungsrahmen 5 liegt in einer Ebene mit dem Rumpf und ist einstückig mit diesem ausgebildet und v/eist ein Haupt festigkeitsteil 13 und ein Paar von Rahmenrippen 19 und 20 auf, welche den anfänglichen Angriffswinkel einer jeden •Eragflache bestimmen« In dem beschriebenen bevorzugten Ausfuhr ungsbei spiel zeigt die untere Tragfläche einen um 3° bis 4° größeren Angriffswinkel als die obere Tragfläche. Das Haupt- festigkeitsteil 13 ist so in den Rumpf eingebaut, daß die untere Tragfläche im Verhältnis zur oberen Tragfläche in rückwärtiger Richtung versetzt ist, Me übrigen Rahmenteile 21 _s 22, 23₅ 24 unß. 25 erzeugen die notwendige Festigkeit und Stabilität des Rumpfes und des Tragfläehenimterstützungsrahmens» Der. Runpfafc- ucimitt 2 ist mit einem leichtgewichtigen verformbar en Matsrial is 2,B, Papier oder !textilstoff verkleidet.

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-Obwohl bei der bevorzugten Ausführungsform ein ebener Rumpf beschrieben worden ist, ist diese From nicht kritisch. Andere Formen v/ie z.B. zylindrische, rechteckige oder trapezförmige können ebenfalls vorteilhaft verwendet v/erden. Darüber hinaus ist'es nicht erforderlich, daß die Konstruktion skelettartig ausgebildet ist. Ein leichtgewichtiger, fester !Rumpf aus einem expandierten, zellenbildenden Material kann ebenfalls vorteil·:· haft verwendet werden.

Da alle Tragflächenbauteile dieselbe Struktur aufweisen, wird im folgenden nur" das obere Tragflächenbauteil 6 im einzelnen beschrieben, siehe !ig. 2.

Das obere Tragflächenbauteil 6 weist einen einzigen Führungs- kantentragholin 26, eine Tragflächenendprofilsehne 27 und eine Querversteifung 28 auf, wobei alle diese Teile aus Fichtenholz oder einem anderen geeigneten Material mit ähnlichen mechanischen Eigenschaften hergestellt sind. Das Tragflächenmaterial besteht aus einem leichten, verformbaren Material wie z.B. Papier oder Textilstoff, welches nicht dauerhaft während Beanspruchungen im normalen Plug gedehnt wird. Die Hinterkante 29 wird freigelassen, um in dem erforderlichen · Maße während des Fluges zu "wogen", wodurch eine gewölbte Tragfläclienprofilform in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung und ein wogender Bogen der Hinterkante gebildet wird. Es ist festgestellt worden, daß das gewölbte Profil den Auftrieb zu Widerstand ermöglicht, welches im Bereich von sechs· bis -acht unteroptimalen Windbedingungen liegt. Bei dem herkömmlichen rhombenförmigen Drachen wird gewöhnlich ein Verhältnis von Auftrieb zu Widerstand von ungefähr eins erzielt.

Optimale Flugeigenschaften sind erzielt worden, wenn der stabile Führungsholmen 26 eine Tragflächenpfeilform im Bereich von Θ⁰ bis 4-0 , normalerweise ungefähr 10 (Winkel zwischen der Projektion des Tragholraens 26 in eine horizontale Ebene und einer senkrechten zum Rumpf)' und eine positive V-For-m von ungefähr

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5 "bis 30° (Winkel zwischen dein Tragholmen 26 "und der horizontalen Ebene) bestimmt. Die voreingestellten Winkel v/erden in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel durch Verwendung von Rinnenblocks 30 (channel box), wie in Fig. 1 und 2 gezeigt, sichergestellt, welche die stabilen Führungsholmen mit dem Hauptfestigkeitsteil des Tragflächenrahmens verbinden, 'ύον rückwärtige Teil des Rumpfes 2 weist einen vertikalen Stabilisator 4 auf, v/elcher durch die dreieckförraige Fläche zv.'ischen der Rippe 10 und der vertikalen Stabilisatorrippe 31 gebildet wird. In ähnlicher Weise ist ein horizontaler Stabilisator 3 durch ein Paar von gegenüber angeordneten Holmen 32 und 33 gebildet, welche nach rückwärts von der Rumpfrippe 11 unter einem Winkel von ungefähr 13° negativ im Verhältnis zu den stabilen Führungskantenholmen der oberen und unteren Tragflächenteile und Rippen 19 und 20 hervorspringen. Der vertikale und horizontale Stabilisator 4 und 3 sind jeweils mit einem geeigneten leichtgewichtigen Material wie z.B. Papier, Textilstoff oder Plastik verkleidet. Die Hinterkanten 34 und 35 des vertikalen und horizontalen Stabilisators sind jeweils in ähnlicher Weise freigelassen. Der negative Angriffswinkel des horizontalen Stabilisators·im Verhältnis zu den oberen und unteren Tragflächenbauteilen fördert die Aufrechterhaltung einer hochgezogenen Lage, welche für einen guten Auftrieb währnd des angebundenen Fluges sorgt und,' sollte der Strick einmal reißen, ein Gleitverhalten des Drachens verhindert, indem sie wiederholte Überziehungen verursacht und dadurch die Bergung des Drachens in einer kurzen Entfernung ermöglicht.

Der Flugdrachen wird im Flug durch eine Schnur 36 gesteuert, welche an einem Verbindungspunkt 37 befestigt ist, der in der gleichen Ebene wie der Rumpf und beinahe direkt unter und ein wenig in Vorwärtsrichtung im Verhältnis zum AuftriebsZentrum der Tragflächen angeordnet ist. Dieser Verbindungspunkt wird durch den Schnittpunkt von sich nach unten erstreckenden Rippen 38 und 39 gebildet, welche einstückig'mit der unteren Rumpfrippe 11 in Verbindung stehen und darüber hinaus sichtbar die Landeausrüstung des Flugzeuges bilden.

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Eine andere Ausführungsf or in der Tragflächenkonstruktion ist in 3?ig. 4 gezeigt, welche lediglich den neuen Aspekt der freien Hinterkante, wie in dein "bevorzugten Aus führung s b ei -spiel beschrieben, verstärkt, lig. 4 zeigt eine getrennte Ansicht eines Paares von gegenüber angeordneten Tragflächenteilen 40. Jedes Tragflächenteil weist eine zentrale Sehne 41, stabile Tragholmen 42.und 43, eine Tragflächenendprofilsehne 44, eine Tragflächenversteifung 45, eine Haupttragflächenoberfläche 46 und eine freie Haupthinterkante 47 auf. Darüber hinaus weist jedes Teil eine Mehrzahl von lührungskantenspalten 48 auf. Diese Spalten werden gebildet, indem kleine Tragflächenoberflächen 49 an dein stabilen Mhrungskantentragholmen 43, an der Tragflächenendprofilsehne 44, der zentralen Sehne 41 und den kurzen, die Düsen tragenden Sehnen 50 befestigt werden. Die Hinterkanten 51 dieser Spalten erstrecken sich nicht so weit in rückwärtiger Richtung wie die vordere Kante des Haupttragflächentragholmens 42- und können frei wogen. Die Spalten erstrecken sich in rückwärtiger Richtung nicht mehr als ein Viertel der gesamten Länge der zentralen Sehne 41 oder der Tragflächenendprofilsehne 44. Diese Spalten erhöhen die Auftriebseigenschaften der Tragflächen. Die' Profilfortnen 52 sind lediglich zur Dekoration dargestellt und sollen die Maschinen eines Düsenflugzeuges darstellen.

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Claims (8)

1. Patentansprüche

   3?lugdrachen mit Anbindungsmitteln mit einem sich in Längsrichtung erstreckenden Rumpf, einem Paar von ira wesentlichen rechteckigen Tragflächenrahmenbauteilen, die vom Rumpf ausgehen und sich auf gegenüberliegenden Seiten des Rumpfes erstrecken, wobei diese Tragflächenrahraenbauteile eine stabile Führungskante, eine stabile zentrale Tragflächenkernprofilsehne, die einstückig mit dem Rumpf ausgebildet ist und sich längs eines Teils des Rumpfes erstreckt, und eine stabile Tragflächenendprofilsehne auf v/eisen und. mit einer verformbaren Tragflächenverkleidung versehen sind, und mit einem horizontalen und vertikalen Stabilisator, dadurch gekennzeichnet, daß die 3?ührungskänte (26j 42, 43) biegsam ausgebildet ist und der rückwärtige Abschluß der verformbaren Tragflächenverkleidung die frei wogende Profilhinterkante (29; 47, 51) der Tragfläche (6; 40) bildet.

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2. 2. Flugdrachen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der horizontale Stabilisator (3) immer einen negativen Angriffswinkel im Verhältnis zu dem Paar von Tragflächenbauteilen (6, 7; 40)'aufweist.
3. 3. 3?lugdrachen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der sich in Längsrichtung erstreckende Rumpf (2) und der vertikale Stabilisator (4) in einer Ebene liegen und-die Anbindungsmittel eine Schnur (36) aufweisen, welche an einem Verbindungspunkt befestigt ist, der direkt unter dem Rumpf (2) und in der gleichen Ebene wie der sich in Längsrichtung erstreckende Rumpf liegt. ■
4. 4. Flugdrachen nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ti^agf lächenr ahmenbaut eile (40) eine zweite Tragflächenverkleidung (49) mit kleinerer Abmessung als die erste Tragflächenverkleidung (46) aufweisen, wobei die zweite Tragfläehenverkleidung (49) mit der Führungskante (43) verbunden ist und

   - eine zweite .frei wogende Profilhinterkante (51) aufweist.
5. 5. Jplugdrachen nach den Ansprüchen 1 bis 4j dadurch gekennzeichnet, daß die Tragflächenrahmenbauteile (6,7; 40) in Längsrichtung des Plugdrachens pfeilförmig

   'und in Querrichtung positiv V-förmig ausgebildet sind.
6. 6. IPlugdrachen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragflächenrahmenbauteile (6, 7; 40) eine

   • Pfeilform mit einem Winkel zwischen 0° und 40° und eine positive V-Form mit einem Winkel zwischen 5° und 30° bilden und daß der horizontale Stabilisator (3) einen negativen Angriffswinkel γοη ungefähr 0° bis 20° im Verhältnis zu den Tragflächenbauteilen (6₉ 7j _; 40) aufweist.

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7. 7. Slugdrachen nach den Ansprüchen 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine Hehrzahl von Paaren von im wesentlichen rechteckigen Tragflächenrahmenbauteilen (6, 7; 8, 9), die vom Rumpf (2) ausgehen und sich auf gegenüberliegenden Seiten des Rumpfes erstrecken.
8. 8. Flugdrachen nach Anspruch 7₉ dadurch gekennzeichnet, daß jedes Paar von Tragflächenrahmenbauteilen (6j 7; 8, 9) die gleichen relativen G-rößenverhältnisse aufweist und die relative Größe jeden Paares vom größten obersten Paar bis zum kleinsten untersten Paar abnimmt.

   9''. 3?lugdrachen nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwei parallele Paare (6, 7; 8, 9) von Tragflächenbauteilen, wobei das obere Paar (6,7) größere Abmessungen als das untere Paar (8, 9) aufweist, vorgesehen sind und die Tragflächenrahmenbauteile jeweils eine Pfeilform mit einem positiven Winkel zwischen 10° und 20° und eine V-Porm mit einem positiven Winkel zwischen 10 und 20 aufv/eisen.

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