DE457092C - Luftfahrzeughuelle von veraenderlicher Form - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Luftfahrzeughüllen von veränderlicher Form. Die neuen Hüllen für veränderliche Luftfahrzeuge u. dgl. haben die Eigenschaft, verschiedene Formen und Größen annehmen zu können infolge diagonaler Verschiebbarkeit von Gewebe oder netzartigen oder gelenkigen Teilen der Hülle. Sie ermöglichen hierdurch, eine neue Art von veränderlichen unstarren Luftschiffen herzustellen, starre veränderliche Luftschiffe mit einer neuartigen, ihrer Veränderlichkeit entsprechenden Hülle zu versehen sowie alle leicht verschiebbaren Flächen von Steuerungen und Flügeln, deren Fortbewegung, und bei Fallschirmen deren sicherem Aufklappen und Einstülpen zu dienen.

Die Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt. Abb. 1 bis 6 dienen zur Erläuterung des Grundgedankens, auf dem die Erfindung beruht. Die Abb. 7 bis 9 zeigen ein Beispiel seiner Anwendung auf Luftschiffe, die Abb. 10 und 11 eine solche auf Flugzeuge. Auf beliebiger Oberfläche kann man die Zickzacklinie A, B, C, D, E, F, G aus aneinanderschließenden Geraden (Abb. 1) auftragen, und diese Auftragung unterscheidet sich von derjenigen auf einer anderen Oberfläche nur dadurch, daß die punktierten

° Verbindungslinien der Zickzackpunkte auf beiden Oberflächen verschieden lang sind. An diese Zickzacklinie anschließend, läßt sich die fernere Zickzacklinie .-4, B₁, C, D₁, E, F₁, G bei beliebiger Oberflächenformen übertragen und unterscheidet sich wiederum von einer auf einer anderen Oberfläche aufgetragenen nur dadurch, daß wiederum die punktierten Verbindungslinien der neuen Zickzackpunkte verschieden lang sind. So kann man noch eine dritte, vierte usw. Zickzacklinie hinzufügen und schließlich die ganze Oberfläche mit Dreiecken ■ bedecken, und es folgt, daß, wenn man die Dreiecke materiell so ausgestaltet, daß ohne Schädigung der Oberflächen zwei Seiten unveränderlich und nur eine dritte veränderlich ist, man aus ihnen nicht nur eine jede beliebige Luftschifform zusammensetzen, sondern diese auch nach der Zusammensetzung durch Längenänderung der dritten Seite in jede beliebige andere Form umwandeln kann. Um ein Dreieck materiell so auszugestalten, braucht man nur nach Abb. 2 dasselbe mit stofflichen Parallelen, z. B. mit Gewebefäden oder verknoteten Netzfäden oder gelenkig verbundenen Streifen, zu den stofflichen Seiten, z. B. den aufgenähten Bändern, zu versehen und alle Kreuzungstellen O ..drehbar zu ,machen, z. B. als Netzknoten auszugestalten.

Wenn man dann an dieses Dreieck ein anderes Dreieck mit gleichen Punkten O₁, O₁, O₃ u. dgl. der veränderlichen Dreieckseite anschließt, so erhält man das beliebig verschiebbare Viereck ABCB₁ in Abb. 3. Vereinfachte Formen solcher Vierecke geben die Abb. 4, 5, 6. Läßt man"die Elementarvierecke dieser Abbildungen offen, so hat man ein Hüllenwerk gebildet, dem u. a. neben drehbar verbolzten oder geflochtenen Blechstreifen

oder Netzen u. dgl. die gewöhnlichen glatten oder geköperten Gewebe aus Baumwolle Leinen, Seide, Stroh, Holz, Haar, Kautschuk, Draht u. dgl. mit ihren Ketten oder Einschlagfäden entsprechen; schließt man die Elementarvierecke durch Füllung mit elastischem Stoff, so entsteht ein Hüllenwerk, das z. B. mit Gummi überzogenen Netzen oder den gummierten Ballonstoffen entspricht; ίο schließt man die Elementarvierecke durch Überdeckung sich drehender Blechstreifen, z. B. Abb. io, oder mit an den Punkten 0 befestigten Plättchen, z. B. Abb. 11, so hat man ein schuppenhäuriges Gebilde, das Eorm- und Größenänderung von Flugzeugen ermöglicht. Wenn man nun solche stofflichen Dreiecke oder Vierecke der Abb. 2 bis 6 zu Ballonhüllen oder Tragflächen von Flugmaschinen u.dgl., z.B. nach Abb. 7 bis 11, zusammenfügt, so ist es klar, daß diese-durchaus haltbar sein müssen, weil alle auf die Dreiecks- oder Vierecksflächen ausgeübten Kräften sich auf deren Seiten übertragen und sich dort entweder aufheben oder zu einer Zugkraft in der Richtung dieser Seiten zusammensetzen, zu deren Aufnahme man sie erforderlichenfalls durch Verstärken befähigen kann, z. B. bei Geweben oder Netzen durch aufgenähte Bänder, Gurte u. dgl. Bei ebenen oder zylindrischen Flächen, z. B. in Abb. io"und 11 und angenähert in der Mitte von Abb. 7, sind die Parallelen dieser Vierecke gleichgerichtet, es tritt kein Zug ein. Die Unterteilung' in kleinere Vierecke ist daher hier unnötig, man kann durch ein einziges gekrümmtes oder' ebenes Viereck die ganze Fläche bedecken. Auch bei mehrseitig' krummen Flächenweicht der Winkel meist nur wenig von einem gestreckten ab, der Zug ist also gering, und nur an anormalen'Stellen,. z.B. in den Abb. 7, 8, 9 bei den Spitzenstäben, die in 0 zusammenstoßen, ist der Zug. erheblicher. Man wird bei den Geweben die einfachere Form der Abb. 5 und der Mitte in Abb. 6 der Gestaltung nach Abb. 3 und 4 vorziehen, weil sie keines besonderen diagonalen Übergangs bedürfen, wenn dieser auch durch die Webart, z. B. netzartige Verknotung' oder ein elastisches Band, ein mehrfach scherenartiges Gebilde, ausziehbare Rohrstücke, u. dgl., oder auch durch entsprechende Verziehung des Gewebes, z. B. bei netzartiger Verknotung des diagonalen Übergangs, wohl zu machen wäre.

Man wird die Gewebe und Netze entweder, wie üblich, unter rechten Winkeln von Kette und Schuß oder unter verschiedenen, auch wechselnden Winkeln derselben, wie solche z. B. Abb. 2 bis 6 bedingen, herstellen und verwenden. Im ersteren Fall müßte man das Gewebe oder Netz durch Einspannen in die Rahmen der Abb. 2 bis 6 und diagonales Verschieben dieser Rahmen vor der Zusammensetzung in die gebotene schiefwinklige Form bringen; in letzterem Falle hat man die schiefwinklige oder gebrochene Form als fertiges Gewebe oder Netz und kann ohne weiteres mit dem Zusammensetzen der Ballonhülle beginnen.

Ein Verwendungsbeispiel solcher Gewebe und Netze zu einer veränderlichen Ballonhülle zeigen die Abb. 7 bis 9, die denselben Ballon in verschiedenen schematischen, wenn auch nicht maßgerechten Formen zeigen, wie sie unter dem Einfluß der Gasausdehnung durch Sonnenbestrahlung und durch Verminderung des Luftdrucks in größeren Höhen entstehen würden. Abb. 7 zeigt den Ballon in niedriger Höhe, Abb. 8_ in großer Höhe, Abb. 9 in beliebiger Höhe. Steigt der Ballon in der Form nach Abb. 7, so dehnt sich das Gas aus und strebt durch seinen Dehnungsdruck auf die Ballonhülle selbsttätig die Kugelform an, was man zweckmäßig dadurch unterstützt, daß man eine äußere und innere Gondelaufhängung an der Ballonhülle vorsieht.

Die äußere Aufhängung kann eine solche aus Seilen sein,, die den Ballon überspannen, den verschiebbaren Viereckseiten der Ballonhülle parallel lauf end und netzartig verknotet sind, und deren viereckige Maschen zwei sich kreuzende Diagonalen- erhalten, von denen die Längs diagonalen gleichzeitig mit den Maschenseiten erst bei der Kugelform (Abb. 8) und die Querdiagonalen gleichzeitig mit den Mäschenseiten erst bei der Ellipsoidform (Abb. 9) gespannt werden, während bei Abb. 7 die Maschenseiten überhaupt ungespannt bleiben-und die Gondellast nur an-100 den Längs diagonalen der'Masche hängt.

Die innere Aufhängung ist fallschirmartig an der inneren oberen Ballonhülle vorgesehen und besteht aus Seilen, die innerhalb des Ballons von den oberen Knotenpunkten der Dreiecks- und Vierecksfelder aus ,ringförmig vereint oder einzeln zur Gondel führen. Durch entsprechendes Lockern der äußeren Aufhängung, also durch Übertragung der Gondellast auf die innere Aufhängung, formt sich der Ballon (Abb. 7) zunächst zur •Kugelfigur 8 um, die einen wesentlich größeren Rauminhalt hat, und seHießlich zum. kurzen Ellipsoid nach Abb. 9 um.

Da man den Ballon nach Abb. 7 durch beliebig klein gewählten Winkel α der Stäbe, also durch Zusammensetzung aus vielen schmalen Vierecken,, so·, gestalten, kann, daß er sich zur Kugel u, dgl. ausdehnen läßt, ohne an Meridianumfang in, Richtung 0-0 wesentlich :u verlieren, so kann man stets seinen Äqua- :orumfang so wählen, daß bei einer Umwand-

lung zur Kugel u. dgl. sein Rauminhalt in einem verlangten und ganz beliebigen Maße vergrößert wird. Man kann also auch ohne jede Gewichtserhöhung nur durch Umformung für alle Höhen Ballone gleichen Auftriebs erhalten. Bisher war dies nur in beschränktem Maße bei lästiger Gewichtserhöhung durch. Ballonette möglich. Wenn man unter ein bestimmtes Minimum an Rauminhalt nicht hinuntergehen will, so kann man mit Vorteil die zwangsläufigen Gebilde der Abb. 6 einlegen, welche den versteifenden Gebilden entsprechen, die in dem Patente 263 230 in den drei kleinen Skizzen unter der dortigen Abb. 7, besonders in der mittleren Skizze, angegeben sind. Die Dreiecke QHJ, HKP, JML, KLO in Abb. 6 stellen demnach unveränderliche Dreiecke dar, die man aus verschiebbaren Gebilden durch Einfügung eines dritten, zur veränderlichen Seite parallelen Liniensystems, z. B. als Gewebe oder Netze durch Ausgestaltung der Tüll- und Gazeweberei, wohl erhalten könnte; auch diagonal verdoppelte Ballonstoffe wurden dem entsprechen. Nähern sich die Punkte H und L des verschiebbaren Vierecks JHKL, so gehen die Punkte L und N des verschiebbaren Vierecks MLON auseinander. Man kann die Diagonalabstände H L und L N ganz nach Belieben festsetzen und auch die Form des Vierecks JHKL und der festen Dreiecke beliebig wählen und kann statt dieser festen Dreiecke auch feste Vierecke u. dgl. nehmen, was dann zur umgekehrten Formänderung in den Anschlußfeldern führt. Legt man einen oder mehrere Ringe solcher Gebilde in der Richtung 0-0 oder quer um den Ballon, so gibt man ihm Festigkeit, und alle übrigen verschiebbaren Vierecke lassen sich an diesen Ringen bequem anschließen mit einem beliebig kleinen Winkel.

Beim Absturz bietet die Form nach Abb. 9 den Vorteil eines Fallschirms, der auch noch vollkommener erhalten werden kann, indem man die untere Ballonhälfte von der äußeren Aufhängung ganz entlastet, wodurch sie sich zunächst flachgepreßt und dann beim Entweichen des Gases konkav in die Höhlung der oberen Ballonhülle einstülpt.

Die Ballonhüllen können ferner an veränderlichen Raumfachwerken, z. B. solchen der Patente 263 230 und 286 542, und deren Gelenkknoten und Stäben befestigt oder nur

als ein Übergang oder innere Ausfüllung angefügt werden. Ist eine Befestigung vorgenommen, so kann entweder die vorher fertige Ballonhülle an dem Raumfachwerk befestigt sein oder aber diese Ballonhülle entsteht erst gleichzeitig mit dem Raumfachwerk, wobei die verschiebbaren Hüllenvierecke wie Aufbauteile der starren Raumfachwerke an diesen montiert werden, indem man sie an deren Stäben fest anklammert und verschraubt und hierbei abdichtet; sie machen dann alle Formenänderung des Raumfachwerks u. dgl. zwangsweise mit, was zwar in den anderen Fällen der Befestigung der ganzen Ballonhülle oder ihrer losen Anfügung auch der Fall ist, aber doch weniger korrekt eintritt.

Eine Verwendung dieser verschiebbaren Vierecke für kleinere Flugzeuge zeigen die Abb. 10 und 11, deren gezeichnete Tragflächen auch gekrümmt und auch mehrfach mit Abständen übereinander gelagert sein können, wie bei den Zwei- und Mehrdeckern.

In Abb. 10 sollen sich beide Tragflächen während der Fahrt durch Verschieben vor- und rückwärts bewegen lassen, z. B. in die ausgezogene oder punktierte Lage.

In Abb. 11 ist ferner für Flugzeuge eine Verlängerung oder Verkürzung der Tragflächen vorgesehen, welche für beide Seiten verschieden benutzt werden kann. Beim Stoß des Absturzes und anderen Stoßen gewähren sowohl in den Flugkörpern wie in den Tragflächen die verschiebbaren Vierecke aus Gewebe, Netzen u. dgl. einen nachgiebigen Widerstand durch ihre Reibung oder durch den Gegendruck der von ihnen eingeschlossenen Luft o. dgl. beim Aufstoß, der Stoff und Personen gegen Beschädigungen schützt.

Die verschiebbaren Vierecke gestatten fernerhin allen starren und unstarren BaI-Ionen auf Flugmaschinen eine schlängelnde Bewegung auf der Fahrt, die der Bewegung eines Fisches entspricht, und welche man erzielt, indem man abwechselnd die eine oder andere Seite, den Rücken oder Bauch des Fachwerks oder der Ballonhülle anzieht, z. B. durch Zugbänder. Man kann diese Seitenbewegung zur Fortbewegung, besonders aber auch zum Steuern nach Seite und Höhe benutzen. Man kann sie auch verwenden, um Fessel- oder Drachenballonen zweckmäßige Formen zu geben.

An Stelle der bisher erörterten Ausgestaltung der Dreiecks- oder Vierecksflächen durch zwei in sich parallele Liniensysteme, die den unveränderlichen Dreiecks- oder Vierecksseiten parallel sind, kann man auch diese Liniensysteme gleichartig schräg zu ihnen ansetzen, d. h. so, daß beide nach innen schräg, z. B. parallel den Linien A und B der Abb. 2 bis 6, oder beide nach außen schräg, z. B. parallel den Linien C und D der Abb. 2 bis 6, ansetzen, dann ist nur noch eine einseitige Formenänderung der Fläche, z. B. Verlängerung oder Verkürzung der Diago nalen in Abb. 2 bis 6, möglich, denn bei dem Versuche, sie entgegengesetzt zu verändern,

spannen sich die Liniensysteme und können dadurch einen Ersatz für fehlende Diagonalverbindung der Vierecke gewähren; solche Ballonhüllen bedürfen also eines Ballonnetzes zur Begrenzung der Formenänderung nicht. Wenn eines der Liniensysteme einer unver änderlichen Seite parallel bleibt und nur das andere schräg ansetzt, so ändert das an der nur einseitigen Formänderung nichts. Unstarre Ballone dieser Art haben zwar nicht alle Vorzüge der allseitig veränderlichen, man kann aber ihre einseitige Veränderlichkeit beim Abstieg und auch zur schnellen Gasentleerung und Gasfüllung ausnutzen, da sie sich vollkommener zusammenlegen lassen bei Entleerung und Füllung als die üblichen unveränderlichen Ballone. Für die Raumfachwerke der Patente 263 230 und 286 542 geben sie brauchbare Ballonhüllen usw., wenn man auf ao eine Formänderung auf der Fahrt verzichtet. Der landende und gefesselte Ballon kann auch bei ihnen im labilen Zustande sich ebenso wie das Raumfachwerk selbst zusammenziehen, zusammendrücken oder abas wickeln, auch bei überall befestigter Ballonhülle. Auf der Fahrt und auch sonst machen sie die Diagonalketten der Vierecke dadurch überflüssig, daß sie durch den Luftdruck auf der Fahrt selbsttätig oder nach Belieben durch Zugbänder des Fachwerks angespannt werden.

Für die zwangsläufigen Gebilde starrer Ballone ist der Wert verschiebbarer Gebilde beider Arten besonders groß, hier ermögliehen diese überhaupt erst eine Bewegung dieser zwangsläufigen Gebilde auf der Fahrt; die zweiseitigen sind hierbei besonders wertvoll, da die Hülle zweiseitig gespannt bleibt. Aber auch vor und nach der Fahrt, wo sie ein Auffüllen, Aufblähen und Zusammenlegen bei solchen zwangsläufigen Gebilden gestatten, sind sie von großem Wert.

Für Fallschirme sind die verschiebbaren Vierecke beider Arten brauchbar. Als ein solcher Fallschirm ist die obere Hälfte der Ballonhülle und des Fachwerkes in Abb. 7 bis 9 zweckmäßig, indem man die unveränderlichen Seiten als Zug- und Druckstäbe ausgestaltet, entsprechend den Raumfachwerken des Patentes 263 230, und diese auch nach Erfordernis durch die dort vorgesehenen Sprenge- und Hängewerke verstärkt; man kann dann in der Richtung 0-0 einen festen Stab anordnen, an dem die kreisförmig um den Punkt O liegenden Knotenpunkte verschiebbar durch Stäbe angeschlossen werden können, und zwar zu mehreren oder auch zu einem Ringe, wenn die Winkel α, wie möglich, so bemessen sind, daß die Streckung der Vierecke beim Aufspannen den verschiedenen Stablängen von den Knotenpunkten bis zum Ring· entspricht. Ein solcher Fallschirm hat den Vorzug, daß man auf ein Zusammenfalten ganz oder teilweise verzichten kann. Auch für unstarre Motorballone sind verschiebbare Vierecke gemäß der Erfindung wertvoll, denn man kann ihnen durch Diagonalverbindungen der zweiseitig verschiebbaren Vierecke (die der einseitigen bedürfen derselben unter Umständen nicht) große Festigkeit gegen den Luftdruck auf der Fahrt geben. Man kann solche Diagonalen entweder als lose Bänder nur an den Knotenpunkten befestigen oder ganz befestigen. Man kann diese Bänder z. B. als feste Bänder aus Gewebe, Leder u. dgl. oder auch als dürchlochte bzw. siebartige Blechbänder herstellen und kann diese auch für die unveränderlichen Seiten analog machen. Man kann beide Diagonalen oder nur eine so herstellen, letzteres ist hinreichend und erhält die einseitige Veränderlichkeit der Ballonhülle.

Bei Bedarf kann man auch für starre Ballone aus den beschriebenen veränderlichen Ballonhüllen durch doppelte oder einfache Diagonalbänder usw. unveränderliche schaffen, die man dann entsprechend den Formänderungen des Raumfachwerks durch Rollenverschnürung o. dgl. aus zwei Teilen bestehen lassen, über das Fachwerk ziehen oder im go Inneren befestigen kann und die bei Formänderung des Fachwerks sich in Teile zertrennen. Die große Festigkeit der Diagonalbänder erlaubt hier einfache Ballonstoffe statt der schräg oder diagonal verdoppelten. wo diese sonst üblich sind.

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   i. Luftfahrzeughülle von veränder-' " licher Form, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einzelnen dreieck- oder viereckförmigen Teilen von Geweben, Netzen o. dgl. mit sich kreuzenden Fäden so zusammengesetzt'ist, daß durch die bei Beanspruchungen entstehenden Winkeländerungen der Gewebefäden gegeneinander Formänderungen der Teile in einzelnen Richtungen und damit eine Formände-, rung" der ganzen Hülle ermöglicht wird.
2. 2. Luftfahrzeughülle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dreieckoder Viereckseiten und etwa auch einzelne Diagonalen je nach Bedarf durch aufgenähte Bänder o. dgl. haltbarer gemacht Λν er den.
3. 3. Luftfahrzeughülle nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle in

   - einzelnen Teilen in das Raumfachwerk nach den Patenten 263 230 und 286 542 eingepaßt ist, die so die Veränderungen desselben mitmachen.
4. 4. Luftfahrzeughülle nach Anspruch 1,

   dadurch gekennzeichnet, daß bei Bedarf in die Hülle Teile aus unveränderlichen Dreiecken und Vierecken eingelegt werden.
5. 5. Luftfahrzeughülle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie bei ihrer Verwendung zu Flugzeugen die an sich bekannte Veränderung der Form und Ausdehnung von= Flugzeugfiächen ermöglicht.
6. 6. Luftfahrzeughülle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie bei ihrer Verwendung als Fallschirmfläche die nach unten konkave Wölbung ermöglicht.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.