DE2725221A1 - Gelenkfluegelsystem mit veraenderlicher v-stellung - Google Patents

Description

• Gelenkfliigelsystem mit veränderlicher
• V-Stellung Die Erfindung betrifft ein Flügelsystem, mit dessen Hilfe die Auftriebsresultierende durch Änderung der V-Stellungen variiert werden kann, ohne daß der Schuh und die damit verbundene Strömungsgeschwindigkeit oder der Anstell- oder Klappenwinkel geändert werden müßten.
• Mehrfachflügel, hintereinander als Tandem angeordnet oder iilwereinander als Doppeldecker oder Dreidecker, sind schon frsih in der Luftfahrtgeschichte entwickelt worden. Die Mehrfachdecker haben den Vorteil, bei gleicher Spannweite und gleicher Fliiqeltiefe wie der Einzelflügel reisen der vervielfachten Flügelfläche mehr Auftrieb zu liefern.
• Die Vergrößerung der Flügelfläche wird im Fluge durch Ausfahren von Klappen (in Strömungsrichtunq) oder Teleskopflügelteilen (quer zur Strömungsrichtuncr) vorgenommen. Dadurch wird einerseits die Flügeltiefe, andererseits die Flügelspannweite verlängert.
• Ohne die Flügelfläche zu erweitern, läßt sich der Auftrieb durch Änderung der Flügelwölbung, des Anstellwinkels oder der Vorwärts- oder Rotationsgeschwindigkeit mit Hilfe des Triebwerks variieren. Das Prinzip der Änderung des Anstellwinkels wird auch beim Voith-Propeller anqewendet, dessen Rotorblätter senkrecht zur Fahrtrichtuna stehen.
• Der Flügelvergrößerung und Auf triebserhöhung durch Verlängerung der Spannweite sind bei Huhschraubern, Flugzeugen und Schiffen wie auch Pumpen sowohl aus konstruktiven als auch aus hetriebstechnischen Gründen Grenzen gesetzt. Ein wesentlicher Nachteil der herkömmlichen Doppel- und Mehrfachflügel ist der verstärkte Druckabbau durch die zahlreicheren Fliiaelenden. Außerdem erzeugen die üblichen Stah- und Seilsysteme zur gegenseitigen Stützung der Flügel einen zusätzlichen Luftwiderstand.
• Des weiteren ist die Vergrößerung des Anstellwinkels zur Auftriebserhöhung durch die Möglichkeit des Strömungsabrisses qefährlich und hat schon häufig zu Fluqzeugunfällen geführt.
• Der Erfindung liegt die Aufgahe zugrunde, ein Auftriebssystem für Flügel, Propeller oder Rotoren zu schaffen, dessen Gesamtauftrieb mit einem anderen Parameter als dem Anstellwinkel, der Wölbung, der Klappenstellung, der Spannweite oder dem Schub verändert werden kann, wobei der angeströmte Querschnitt dabei erhalten bleibt. Die Möglichkeit, die strömungsmechanischen Eigenschaften herkömmlicher Flügel konstruktiv zu übernehmen, ist weiterhin gegeben.
• Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Flügelsystem aus mindestens zwei gelenkig gelagerten Einzelflügeln besteht, deren V-Stellung und Lage zueinander verändert werden kann.
• Die Vorteile des Flügelsystems sind: die gegenseitige gelenkige Stützung der Flügel (sofern ein Flügelparallelogramm verwendet wird) ohne Übertragung von Biegemomenten votinem Flügel zum anderen, die Anwendbarkeit des Prinzips für verschiedene Strömungsmedien und Transportmittel (Flugzeuge, Flugkörper, Hubschrauber, Pumpen, Schiffe), die Möglichkeit der Richtungsänderung der Auftriebs/Schub-Komponente sowohl durch Schwenken der Rotorachse als auch durch periodisches Drehen der Flügel um die Längsachse, die Auftriebsänderung allein durch Änderung der V-Stellungen und damit Wegfall eines Klappensystems sowie keine Möglichkeit des Strömungsabrisses. Mit dem Auftrieb ändert sich hierbei auch die Spannweite bzw. der Rotordurchmesser.
• Durch eine getrennte, unterschiedliche Variation der V-Stellungen läßt sich ein Rollmoment erzeugen.
• Drei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren 1 und 2 dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben: Fig. 1 zeigt ein Gelenkflügelsystem wie es im Prinzip für ein Flugzeug (Fig. 1a) oder einen Hubschrauber (Fig. 1b) ausgelegt sein kann. Dabei ist im Falle des Flugzeugs auch an eine einseitiq verstellbare Version gedacht.
• 9 3 und 9 4 sind die V-Stellungswinkel für 2' 3 4 die oberen bzw. unteren Flügel (2 und 5 bzw. 3 und 4).
• Durch Verkürzung oder Verlängerung des Achsenteils 1 wechseln die V-Stellungen und damitEer aus den Auftriebskomponenten der Flügel 2...5 resultierende Gesamtauftrieb.
• Die Gelenke 6 wandern dabei transversal aus. Mit 7 ist der Rumpf gekennzeichnet.
• Fig. 2 zeigt das Prinzip eines Gelenkflügelsystems für einen Flüssigkeitspropeller: erden entweder die gegenüberliegenden Flächen (3 und 5 oder 4 und 6) oder zwei verbundene Flächen (z.B. 3 und 4) beim Durchfahren einer Seite (gestrichelte Linie) stärker angestellt als das komplementäre Flügelpaar, so ergibt sich ein Quertrieh.
• Dafür müssen die Flächen um ihre Längsachsen drehbar aufgehängt sein. Durch Ein- oder Ausfahren der Welle 1 in die andere Welle ändert sich die Vortriebskraft.
• Die Lage der Flügelprofile ist in Fig. 2 angedeutet. Aus der Abbildung geht weiter hervor, daß sich mehr als vier Flügel nebeneinander oder hintereinander (gestrichelte Linien) schalten lassen.
• L e e r s e i t e

Claims (3)

1. Patentanspriche 1. Gelenkflügelsystem mit veränderbarer V-Stellunq, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei einzelne Flügel beliebiger Form gelenkig miteinander verbunden sind.
2. 2. Gelenkflügelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. die Winkel zwischen den Flügeln durch axiale Gelenkverschiebung verändert werden kann.
3. 3. Gelenkflügelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel miteinander oder mit den Lagern an beliebigen Stellen der Flügel gelenkig verbunden sind und sich somit auch scherenartig kreuzen können.