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Als Tragfläche oder Schraubenflügel ausgebildete Druckfläche für Flugzeuge.
Bildet man die Unterseite der Tragfläche eines Flugzeuges als Hohlraum aus, der
sich an eine wulstförmig verstärkte Vorderkante anschließt, so bilden sich bekanntlich,
sobald das Flugzeug eine gewisse Geschwindigkeit erreicht hat, in den Hohlräumen
Luftwirbel, die vortreibend auf das Flugzeug wirken: Der Vortrieb ermöglicht eine
erhebliche Ersparnis an Motorenergie; so daß ein mit solchen Flächen ausgestattetes
Flugzeug mit einem kleineren Motor ausreicht, als ein gleiches Flugzeug mit Drachenflächen
unter gleichen Verhältnissen.
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Nach der Erfindung sollen derartige Flächen, sowohl Tragflächen wie
auch Schraubenflügel, um ihre Längsachse drehbar angeordnet werden, so daß sich
ihre Schräglage durch den Luftdruck gegen die Wirkung einer Feder der jeweiligen
Stärke des Luftdruckes entsprechend einstellt. Eine derartige selbständige Einstellung
der Schräglage ist bei Drachenflächen schon bekannt. Bei den Luftwirbelflächen hat
die selbsttätige Einstellung nach der Erfindung den besonderen Zweck, das Verhältnis
zwischen Auftrieb und Vortrieb zu regeln. Bei stärkerer Neigung der Flächen überwiegt
die Auftriebsseitenkraft, während der Vortrieb gering ist. Nimmt der Neigungswinkel
bei zunehmender Geschwindigkeit ab, so nimmt auch der Auftrieb ab, während der Vortrieb
zunimmt. Seinen höchsten Wert erreicht der Vortrieb dann; wenn die Hohlfläche etwas
über die wagerechte Lage hinausgedreht wird und ihre Hinterkante höher steht als
die Vorderkante.
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Da bei letzterer Lage, die der größten Geschwindigkeit entspricht,
das Druckmittel weit nach hinten rückt und das Flugzeug leicht kopflastig wird,
ist die wulstförmige Vorderkante so ausgebildet, daß sie herzförmigen Querschnitt
hat und daher an der Unterseite eine schräg nach vorn ansteigende Fläche aufweist.
Diese wirkt als Drachenfläche und erhält bei großer Geschwindigkeit genügend Auftrieb,
um einer Kopflastigkeit das Gegengewicht zu halten.
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Die starke Neigung der Tragfläche in der Ruhelage würde während des
Rollens einen erheblichen Luftwiderstand erzeugen und, da das Flugzeug nur mit einem
kleinen Motor ausgestattet sein soll, die zum Aufstieg e_-forderliche Geschwindigkeit
nicht zur Entstehung kommen lassen. Nach der Erfindung ist daher die Einrichtung
getroffen, daß eine ausrückbare Vorrichtung die Flügel während des Rollens zunächst
wagerecht festhält, so daß der Luftwiderstand gering ist und sich unter den Flächen
Luftwirbel mit möglichst großer Vortriebskornponente bilden. Ist die erforderliche
Geschwindigkeit erreicht, so wird die Vorrichtung ausgerückt, worauf die Flügel
plötzlich in die Schräglage gehen und nun einen großen Auftrieb erzeugen.
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In den Zeichnungen ist Fig. x. eine Ansicht des Flugzeuges von oben,
Fig. 2 eine Ansicht des Flugzeuges von vorn, Fig. 3 ein Längsschnitt durch einen
Flügel, Fig. q: eine schematische Darstellung der Seilzüge; Fig. 5 und 6 zeigen
die hintere Lagerung der Flügel und die Abflugvorrichtung,
Fig.
7 und 8 die Lagerung der Schraubenflügel.
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Der vordere Teil der Fläche ist in bekannter Weise als Wulst 7 von
ungefähr herzförmigem Querschnitt ausgestaltet, hinter dem die untere Seite der
Fläche einen von einer elastischen Be3pannung 8 überdeckten Hohlraum g bildet. Die
unter der Fläche entstehenden, gestrichelt eingezeichneten Luftwirbel drücken die
elastische Bespannung mehr oder weniger nach innen ein und greifen an Widerstandskörpern
io, die auf der Bespannung 8 befestigt sind, und an dem vorspringenden Teil ii der
Spitze 7 an, wodurch sie für den Vortrieb des Flugzeuges nutzbar gemacht werden.
Die gestrichelten Linien 12 und 13 zeigen den Umriß der Bespannung 8 nach dem Eindrücken.
Die Bespannung 8 und die Widerstandskörper io bilden keinen Teil der Erfindung.
Die Hinterkante 14 der Flügel ist in bekannter Weise elastisch ausgebildet. ; Nach
der Erfindung ist der vordere Holm 3 der Tragdecks i und 2 am Rumpf 6 des Flugzeuges
bei 5 so gelagert, daß der Flügel um die Querachse des Flugzeuges schwingen kann.
In der Nähe des hinteren Holmes 4 befindet- sich ein weiteres Lager, daß dem Flügel
ein Auf- und Niedergleiten ermöglicht. Dieses in Fig. 5 und 6 in größerem Maßstabe
dargestellte Lager besteht aus einer seitlich am Rumpfe befestigten, mit einem Führungsschlitz
18 versehenen Gleitvorrichtung ig. Der Führungsschlitz ist kreisbogenförmig um den
Funkt 5 gekrümmt. In ihm gleitet ein am Tragdecksspant 2o befestigter doppelwandiger
Träger 21, zwischen dessen Wänden Rollen 22 und 23 angeordnet sind. Über diese läuft
ein Drahtseil 24, das beim vorderen Drehpunkt 5 über Rollen 25 (Fig. i) in den Rumpf
geführt und über Rollen 26 am Fußstück 27 des Steuers 28 zu einem auf der Welle
des letzteren aufgekeilten Kettenrand 29 (Fig. 1, 2) geleitet ist. Durch eine über
das Kettenrad laufende Kette hängen die von beiden Tragdecks kommenden Seilzüge
24 zusammen. Ein Drehen des Kettenrades verursacht ein Heben des einen und ein Senken
des anderen Trägers 2i, so daß das eine Tragdeck um die durch 5 gehende Querachse
nach oben, das andere um diese Achse nach unten geschwenkt wird.
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An geeigneter Stelle, z. B. unterhalb des Kettenrades 29, ist in jedes
der Kabel 24 eine Feder 3o eingeschaltet. Zweckmäßig sind diese Federn in Büchsen-3i
eingeschlotsen und so geschaltet, daß sie auf Druck beansprucht werden. In der Ruhelage
und bei geringem von unten gegen-die Tragdecke gerichteten Luftdruck zieht die Spannung
der Federn 3o die Träger 2x in ihre untere, in den Fig. 5 und 6 gestrichelt gezeichnete
Lage, so daß die Tragdecks einen spitzen Winkel mit der Flugrichtung bilden. Bei
zunehmendem Luftdruck auf die Unterfläche der Flügel werden die Federn
30 stärker gespannt, so daß die Flügel bei vollem Luftdruck eine ungefähr
wagerechte Lage einnehmen. Der Luftdruck bewirkt somit eine selbsttätige Einstellung
der Tragdecke in die für den Vortrieb günstigste Lage, wobei beide Flügel um die
durch 5 gehende Querachse gleichzeitig in derselben Richtung schwingen. Mit der
Lage der Flügel ändert sich der Vortrieb derartig, daß er bei der Schräglage der
Flügel gering, in der Nähe der wagerechten Lage dagegen am größten ist. Bei 4o in/sek.
Geschwindigkeit der am Tragdeck vorbeistreichenden Luft wurde bei wagerechter Lage
des Tragdecks ein. Vortriebswert gemessen, der das Mehrfache des Schraubenvorschubs
betrug.
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Zwecks Regelung der Wirkung der Federn 3o sind die vorderen, in Fig.
i mit 32 bezeichneten Enden der Kabel 24 zu einer nicht mit dargestellten Spannvorrichtung,
z. B. einer Kurbel mit Schneckengetriebe o. dgl., geführt, durch die sie angezogen
oder nachgelassen werden können.
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Für den Abflug ist eine Anordnung ge-. troffen, die zunächst ein Rollen
mit geringem -Widerstand und mit Ausnützung des Vortriebs durch die Luftwirbel und
damit die schnelle Erzielung einer großen Geschwindigkeit ermöglicht und alsdann
eine plötzliche Vergrößerung des Auftriebs und damit einen schnellen Aufflug gestattet.
Hierzu werden die Flügel vor dem Abflug von Hand in eine wagerechte Lage gebracht
und durch ausklinkbare Vorrichtungen in dieser gehalten. Hat das Flugzeug die für
den Aufflug erforderliche Geschwindigkeit erreicht, so klinkt der Führer die Haltevorrichtungen
aus, worauf die Flügel unter der Wirkung der Federn 30 schlagartig in ihre
Schräglage gehen. Der hierdurch plötzlich erzielte Auftrieb hebt das Flugzeug augenblicklich
vom Boden ab. Eine solche Anordnung ist für die Flugmaschine nach der Erfindung
erforderlich, da wegen der bereits erwähnten Ausstattung dieser Flugzeuge mit kleineren
Motoren beim Rollen mit schrägstehenden Tragflächen die zum Abflug erforderliche
Geschwindigkeit nur schwer oder gar nicht erreicht würde.
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Ein Ausführungsbeispiel der Haltevorrichtung ist in Fig. 5 und 6 dargestellt.
Auf der Oberseite des Trägers 2 befindet sich eine durch einen Schlitz 32 der Führung
8 tretende gelochte Zunge 33. Auf der Führung ist eine Scheibe 34 mit einem Ausschnitt
35 befestigt, in welcher letzteren, wenn er nach oben ge- i dreht ist, die Zunge
33 mit ihrer Durchlochung einklinkt. Die Scheibe 34=-wird in
dieser
Stellung durch einen Stift 36 gehalten, der unter dem Druck einer in einer Büchse
37 gelagerten Feder in eine Bohrung der Scheibe einfällt. Soll nach Erreichung der
erforderlichen Geschwindigkeit der Abflug erfolgen, so zieht der Führer durch einen
Schnurzug 38 den Stift 36 zurück, worauf sich die Scheibe 34 dreht und die Zunge
33 freigibt.
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Die Schraubenflügel (Fig. 7 und 8) sind in gleicher Weise wie die
Tragflächen mit einer wulstförmig verstärkten Vorderkante 58 von herzförmigem Querschnitt,
einem überspannten Hohlraum 57 und einer elastischen Hinterkante 59 versehen
und nach der Erfindung so angeordnet, daß sie um ihre Längsachse drehbar sind und
sich unter Einwirkung des Luftdrucks selbsttätig in die für die 'Ausnützung des
Vortriebs durch die Luftwirbel günstigste Lage einstellen. In dem gezeichneten Ausführungsbeispiel
ist der Flügel an einem Zapfen 63 (Fig. 7 und 8) befestigt, mit dem er drehbar in
einer an der Nabe 64 sitzenden Büchse 65 ruht. Ein Bolzen 66 mit Kopfstücken 67
und 68 verbindet den Zapfen 63 mit der Nabe. Das als Druck-Lager ausgebildete Kopfstück
68 liegt innerhalb der Nabe an einer Druckscheibe 69, die sich auf ein Widerlager
70 stützt und an ihm in geeigneter Weise befestigt ist. Um den Bolzen 66
ist eine Schraubenfeder 7= gelegt, deren eines Ende mit dem Flügelzapfen 63 verbunden
ist, während das andere Ende an einem Stift 72 der Druckscheibe 7o anliegt. In der
Ruhelage liegt die Fläche des Flügels senkrecht zu der durch den Pfeil 73 angedeuteten
Bewegungsrichtung. Bei zunehmender Geschwindigkeit dreht sich der Flügel entsprechend
der auf ihn in der Drehachsenrichtung wirkenden Luftdruckseitenkraft mehr und mehr
gegen die Federspannung, so daß der Vortrieb durch die in seiner Hohlfläche wirkenden
Luftwirbel mehr und mehr ausgenutzt wird und Motorenergie spart. Beim Abstellen
des Motors beim Schwebe- und Gleitflug gehen die Flügel in die Anfangslage zurück,
wodurch ihr Widerstand auf das geringste Maß herabgesetzt wird.