WO1998021091A1 - Flow form - Google Patents

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WO1998021091A1
WO1998021091A1 PCT/EP1997/006193 EP9706193W WO9821091A1 WO 1998021091 A1 WO1998021091 A1 WO 1998021091A1 EP 9706193 W EP9706193 W EP 9706193W WO 9821091 A1 WO9821091 A1 WO 9821091A1
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Philippe Arribi
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Philippe Arribi
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    • Y02E10/72Wind turbines with rotation axis in wind direction

Definitions

  • the present invention relates to a flow body for use in gaseous or liquid flow media with a front leading edge running along a line dividing the flow, and two opposite side surfaces, along which the flow is directed past the flow body, and with a downstream end behind which the medium divided by the flow body meets again.
  • Examples of such flow bodies are the wings of airplanes, boat keels and swords, the fins of surfboards, rigid sails, but also the rotor blades of wind turbines or propellers and turbine blades and the wings of propellers.
  • it is basically a matter of optimally extracting or utilizing energy, either to move the flow body and / or parts connected therewith in the flow medium, which also includes moving a rotor in a circle, or but in order to move the medium in reverse, or both if the recoil of the moving medium also simultaneously drives a concrete object, generally a water, land or aircraft.
  • such a flow body has a widely varying, generally aerodynamic shape, which is characterized by a more or less drop-shaped cross section, although the drop cross section in question often appears very elongated in the longitudinal direction.
  • a wing profile is generally asymmetrical, ie the top and bottom of a wing are not exactly mirror images of one another.
  • leading edge is generally not intended to mean a sharp front edge of the flow body which is in the form of a kink or even a cutting edge (although such a design is of course also intended to be encompassed by the term leading edge), but merely the front region of the flow body, which extends essentially along a line and projects most in the flow direction.
  • the flowing medium must necessarily divide in the region of the front section of the flow body and the connecting line of all points along which the individual parallel flow threads divide is referred to here as the "leading edge”.
  • Such flow bodies are usually relatively rigid structures, even if it cannot be ruled out that, in the case of very long flow bodies, such as the wings of aircraft, the ends of which can be bent up or down. Such a deflection about an axis running parallel to the direction of flow can also occur with heavy loads even with the mentioned fins and swords of surfboards or with rotor blades, but is not absolutely desirable and does not relate to the present invention.
  • corresponding flow bodies are almost completely stiff, i.e. For example, it is not possible to significantly or even visibly bend the rear edge or the leading leading edge vis-à-vis the rest of the wing. This would be undesirable, if only because it changes the flow profile of the flow body, which is generally optimized for the fulfillment of its task, that is, for the generation of a lift and / or propulsion.
  • the present invention is therefore based on the object of creating a flow body whose energy utilization and / or energy conversion is improved compared to the known flow bodies, which therefore also has, in particular, lower flow losses.
  • downstream end of the flow body consists of an end section which extends out of the area spanned essentially by the leading edge and the flow direction and around an axis lying parallel to this area and approximately perpendicular to the flow direction, is preferably elastically bendable, the flexibility of this end section being a multiple of the flexibility of the main part of the flow body lying in front of it in the flow direction.
  • the flow body according to the invention thus consists of an essentially rigid main part, which largely or identically corresponds to a conventional flow body. Only the downstream end of this flow body is designed to be substantially more flexible than a conventional flow body and can therefore adapt to the pressure conditions prevailing due to the flow.
  • the bending takes place about an axis which runs essentially parallel to the rear free edge and thus also approximately parallel to the front leading edge.
  • This imaginary axis only identifies the bending direction and generally has no fixed position and the curvature can change both in time and in space across the width of the end section.
  • the imaginary bending axis can also run more or less curved and the flow body or its surfaces can also be twisted about its longitudinal axis, as is known from rotor blades or propellers.
  • the bending axis lies in a surface which is essentially spanned by the flow direction and the rear edge of the end section or the rear edge of the main part, to which the end section adjoins, and which corresponds to the course of this rear edge along a steep helix is twisted.
  • take-off and landing flaps which are movable from aircraft wings are known, which in principle can be moved with respect to the same plane or about an axis which is approximately parallel to the wing edges, as the flexible end sections according to the present invention Invention, however such take-off and landing flaps are extended to generate additional lift and also to produce a braking effect and they are adjusted relative to the main part of the wing so that the pressure difference on the top and bottom of the wings rather increases or at least additional Areas are provided along which the relevant pressure differences occur in order to increase the lift at the slow take-off and landing speeds compared to the cruising speed. Energy consumption and energy conversion are less efficient, which is why they remain retracted even during normal cruising and at higher cruising speeds.
  • flaps do not adapt to the prevailing flow conditions, but are held actively and firmly in a desired position, which is opposite to the self-adjusting orientation of an elastic, flexible end section due to the pressure conditions.
  • the effect of flow bodies is based on the generation of a pressure difference on the two sides of the flow body due to different speeds of the medium flowing along these sides.
  • the different flow velocities of the medium on the two sides of the flow body can either be achieved by a corresponding profile shape, for example the typical asymmetrical airfoil profile, which forces a longer flow path on the top and thus higher flow velocities, which in turn create a negative pressure relative to that on the bottom Generates pressure, the pressure difference on the underside and top of the wing providing the desired buoyancy.
  • this effect can also be achieved with a symmetrical design of the two sides of a flow body by appropriately adjusting the plane of symmetry of such a flow body against the direction of flow.
  • This effect is used, for example, when controlling surfboards and sailing boats, whereby the rudders of motor boats and larger ships also have a similar effect.
  • the pressure on a sail especially on a half wind or upwind course, not only propels a sailboat or surfboard forward, but also exerts a sideways pressure that pushes the surfboard or hull sideways.
  • the water currents attacking the hull, rudder, fins and keel do not run exactly in the direction from the bow to the stern of the vehicle in question, but come diagonally from the windward side.
  • the pressure on the sail which is lashed in a certain position relative to the hull or by a surfer in a certain position relative to his board is held, tends to turn the boat or surfboard into the wind, ie the torque acting on the sail and thus on the entire hull pushes the rear of the vehicle away from the wind and the bow against the wind direction.
  • the fin attached to the stern of a surfboard or a corresponding rudder on a boat experiences pressure from the windward side and a corresponding suction or oppression due to the water flow which is oblique relative to the entire hull when the fin or rudder is aligned straight from the stern to the bow on the windward side. Since the rudder or fin are attached to the rear of the vehicle, they cause the desired counter-torque, so that the vehicle is kept on course.
  • a sword arranged centrally on the surfboard or boat or a corresponding keel are in principle subject to the same hydrodynamic effects, but because of their central arrangement generally do not exert any appreciable torque on the surfboard or the hull, but reduce due to their transverse resistance in the water and additionally due to the hydrodynamic effects mentioned, the lateral drift of the surfboard or boat.
  • the flexible end section Since, as already mentioned, due to the profile of the flow body or due to its position against the flow direction on one side of the flow body there is an overpressure in comparison to the opposite side and since this is of course also true for the area of the end section of the flow body, it fits flexible end section by appropriate deformation of this pressure difference. Compared to a tension-free rest position without any inflow, the flexible end section is also clearly visibly deflected or bent when there is a flow that generates a sufficiently large pressure difference. Of course, the flexible end section deviates in the direction of the lower pressure, as a result of which the Flow conditions change and the pressure difference is reduced.
  • a restoring force is provided either by additional inner components or else by the elasticity preferably inherent in the end section, which provides a return force corresponding to the pressure difference wherever the end section is deformed due to the acting pressure differences.
  • the end section is preferably designed to be flexible (and elastic) over its entire length, the pressure difference decreases continuously from the attachment of the end section on the main part of the flow body to its free end and ideally to a value close to the free end of the end section . This results in a very trouble-free stall without significant eddy formation.
  • the pressure difference still present along most of the end section results in an additional propulsive force due to the deformation of the end section relative to the main part.
  • the specific configuration of the flexible end section can vary within a very wide range both in terms of its shape and attachment to the main part of the flow body and in terms of the relative dimensions compared to the main part and in the specific elasticity and flexibility properties.
  • the specific shapes, dimensions and flexibility properties to be selected depend on the respective application. For example, a relatively small flow body, which is also designed for low flow speeds, such as the fin on a beginner's surfboard, which is only used at low wind speeds and thus low driving and current speeds, can be comparatively flexible, i.e. more flexible than that End section on the fin of a surfboard, which is designed for high-speed trips.
  • the end section on the keel of a large sports yacht or on the sword or fin of a catamaran must be designed stiffer than on the keel or rudder of a cabin sailboat for the weekend sailor.
  • the end section which is almost flat or even tapering in the rest position and which forms the continuation of the sides of the flow body which converge at a small angle then appears to be visibly curved in profile, the free end being bent toward one side.
  • the flexible end section preferably extends along the entire rear edge or at least along most of this trailing edge of the main part of the flow body. Its width is typically between 10% and 30% of the total width of the flow body, but depending on the application, significant deviations from this are also possible and the width of the flexible end section can, for example, only 3% of the total width in some applications and up to 80 in others % of the total width of the flow body, measured in the flow direction. In the vast majority of applications, however, it will be possible to limit the range to 10-50% of the total width of the flow body.
  • This width ratio can of course change along the length of the flow body, in particular if the width of the flow body decreases towards the ends anyway, as is the case, for example, with the wings of large aircraft.
  • the width of the flexible end portion of the flow body need not decrease in the same way as the width of the main portion of the flow body, but may, for example, either decrease only slightly towards the free ends or remain substantially constant.
  • the elastic flexibility of the end section is at least one hundred times the flexibility of the main part, in each case based on the same bending axis.
  • the main part of a corresponding flow body can essentially be described as rigid, although a minimal and barely visible deformation in the profile of a flow body may nevertheless occur if it is exposed to a flow and thus pressure differences on its top and bottom. Such deformations are fundamentally not wanted and intended and they can only be made visible with correspondingly sensitive measuring instruments.
  • the flexible end section is characterized by a clearly visible flexibility, which can be expressed in numbers by several orders of magnitude above the flexibility and deformability of the main part.
  • the transition from the main part to the flexible part takes place relatively quickly, but is essentially continuous.
  • the flexibility of the flow body should expediently change in this transition area from the main part to the flexible end section by at least a factor of 10 in a transition area which does not make up more than 5% of the total width of the flow body, in the area of the flexible area End section, the flexibility can be substantially constant, but can also increase further in the direction of the free end or the rear edge of the end section.
  • the flexibility of the flow body preferably has an approximately step-shaped course, i.e. in the area of the main part, the flexibility of the main part with respect to bending or deforming in the direction of one of its sides is very low and can be set practically to zero or close to zero.
  • the flexibility of the main part With respect to bending or deforming in the direction of one of its sides is very low and can be set practically to zero or close to zero.
  • At the transition to the flexible end section there is a still continuous but almost sudden increase in flexibility by at least a factor of 10, possibly also by a factor of 100 or more and within the flexible end section the flexibility then remains at this higher level and decreases Compared to the sudden increase in the transition area, there is only comparatively little to do.
  • the end section has the shape of a thin sheet or at least runs out as a thin sheet at its free end and is made of a fiber-reinforced plastic material. Because of the favorable weight and because of favorable elastic properties, plastic materials reinforced with carbon fibers are particularly suitable for the flexible end section.
  • the main part and end section are designed in such a way that their upper and lower surfaces merge into one another essentially flush and without steps, kinks or other superficial irregularities.
  • the main part and the end section can of course be formed in one piece or coated with a common outer layer. If the main part and the end section are produced essentially from the same material, the main part must of course have corresponding stiffening elements and / or be made substantially thicker and more solid than the end section in order to ensure the difference in flexibility between the main part and the end section.
  • the fibers When using fiber-reinforced materials, the fibers should run essentially in the direction of the expected flow, i.e. along the width direction of the flow body already defined above.
  • flexible composite materials that are well suited for the end section can also be produced with the aid of fiber fabrics or with fiber mats with random orientation of the fibers.
  • the end section according to the invention can also be divided into a plurality of segments which independently adapt to the local flow conditions (which may differ at different positions in the longitudinal direction of the flow body). In practice, this is achieved, for example, by a series of more or less parallel ones Incisions at the same or different distances from the free rear edge of the end section more or less deep, possibly into the transition area.
  • the segmentation can also be taken into account during the manufacture of the end section and the individual segments can be given different flexibility properties if this proves to be advantageous for certain applications.
  • the end section can also consist of a plurality of individual segments which are completely separate from one another and are arranged next to one another at the rear end of the main part.
  • Flow bodies of this type can be provided interchangeably on an object, in particular with differently flexible end sections.
  • the flexibility of the end section is expediently dimensioned such that substantially the same pressure acts on both sides of this end section near the free end of the end section.
  • the pressure release which is becoming more and more complete due to the flexible yielding of the end section behind, should preferably not take place too early, that is to say at a considerable distance from the free end, or too late, that is to say that it must not be completed before the free end is reached.
  • the pressure curve recorded over the width of the end section should, with appropriate extrapolation, separate the zero line in the vicinity of the free end or the rear edge of the flexible end section. This may have to be determined by practical tests. With such an optimization, the flexible end section bears maximum for buoyancy and / or propulsion or for the optimal use of energy.
  • the free end section should not be bent too much from its rest position.
  • the bend i.e. the direction in which the free end of the end section, viewed in the profile of the flow body, points relative to its rest position, should not be greater than 40-50 °, and preferably not greater than 30 °.
  • the pressure difference generally varies across the width of the end section and generally decreases towards the free end. So if you want a uniform curvature or at least a slow curvature decrease of the flexible end section from the transition area to the free end thereof, this effect of the pressure decrease can be compensated for by an increase in the flexibility of the end section from the transition area to the free end, for example, by making the end section somewhat thicker in the transition area and then allowing it to run out towards the free end as an increasingly thinner sheet.
  • the situation described above can generally be expressed in such a way that the flexibility of the end section should be dimensioned such that at a typical flow speed and in a normal application (e.g. windward course of a sailboat or surfboard at wind force 5 - 7 Beaufort) maximum pressure difference occurring, the minimum radius of curvature occurring at the flexible end section should be at most twenty times the width of the end section in this area.
  • a typical flow speed and in a normal application e.g. windward course of a sailboat or surfboard at wind force 5 - 7 Beaufort
  • the free end is bent by at least about 2.8 ° from its unloaded rest position, provided that the radius of curvature of the flexible end section is in the unloaded state infinitely large, the surfaces of the end section are therefore essentially flat and, if need be, are twisted around the longitudinal direction of the flow body.
  • the above limit for the minimum Radius of curvature can also be set to 30 or 50 times the width of the flexible end section.
  • the attachment of the end section to the main section can be done in many different ways.
  • the end section and main part can be connected to one another via a tongue and groove connection, by means of bolts, dowels, a common outer or inner skin, and above all by gluing or a combination of the aforementioned types of fastening.
  • the flexible end section can also be retracted into the main part and can be extended again.
  • FIG. 1 shows a flow body according to the invention in profile
  • Figure 2 is a plan view of a flow body interrupted in length, which in profile can essentially correspond to the flow body shown in Figure 1
  • Figure 3 shows the flexibility or flexibility of the flow body shown in Figure 1 as
  • FIGS. 4 to 6 different fastening variants of the end section on the main part
  • FIGS. 7 and 8 are different fastening variants of the end section on the main part
  • a flow body 1 can be seen in FIG. 1, consisting of a main part 2 hatched in section and a flexible end section 3 which is not hatched.
  • the main part has an upper side 6 and a lower side 7, the upper side 6 'and the lower side T of the end section 3 Connect flush to surfaces 6 and 7 without any kinks or other transitional irregularities.
  • the front end of the flow body 1 facing the flow which is indicated by arrows S, defines a flow edge 4 which corresponds to a dividing line for the flow S, a part of which extends over the upper side 6, 6 'and another part over the underside 7, 7 'of the flow body 1 flows out.
  • the end section 3 is fastened to the main part 2 by a tongue and groove connection or the like.
  • the end section 3 is shown in an upwardly bent position in FIG. 1, the free end of the end section 3 being deflected by an amount Y with respect to the rest position shown in broken lines.
  • This bent position of the end section 3 arises due to a pressure difference on the two sides 6 ′, T of the end section 3, which is indicated by the reference symbols P + and P. P + stands for a higher pressure and P. stands for a negative pressure relative to P + .
  • P + stands for a higher pressure
  • P. stands for a negative pressure relative to P + .
  • These pressure ratios arise due to the profile of the flow body 1 or the main part 2 of the same and due to the inclination or inclination of the main axis of the flow body 1 relative to the main flow direction.
  • the main axis of the flow body 1 is intended to denote a connecting line in the plane of FIG. 1 from the leading edge 4 to the tension-free, dashed end of the end section 3 in its rest position.
  • the flexible end section 3 Due to the pressure difference, ie a higher pressure P + on the underside 7, 7 'of the flow body in comparison to the pressure P. on the upper side 6, 6', the flexible end section 3 is pushed upwards, the flexibility of this end section 3 naturally being increased the pressure differences P + - P. occurring specifically at realistic flow velocities are set and also bends in the desired manner when such a pressure difference occurs.
  • the degree of deformation or the flexibility can be described, for example, as a change in the curvature of the surfaces 6 ', 7' as a function of an increase or decrease in the differential pressures that occur.
  • the end section 3 continues to decrease. This also applies in particular if the end section 3 consists of an essentially homogeneous sheet of constant thickness, for example of carbon fiber-reinforced synthetic resin, the flexibility properties of which do not change from the transition region 5 to the free end of the end section 3. Since the pressure difference continues to decrease in the direction of the free end, the flexible end section 3 is also less and less curved there and the curvature disappears completely near the free end when the pressure difference P + -
  • this level could also be spanned by the front leading edge 4 and the main axis of the flow body 1, defined as a connecting line between the front leading edge 4 and the rear, free end of the end section 3 in the non-pressurized state becomes.
  • this plane is the paper plane and the rear end section 3, which can be seen on the right of a transition region 5 defined by dashed lines, can be flexibly bent up and down out of the paper plane.
  • the main part 2 to the left of the transition area 5 is stiff and inflexible in comparison.
  • the front leading edge of the flow body 1 shown broken off in length in FIG. 2 does not run along a straight line in this plane, but in particular clearly curved towards the free end (in the longitudinal direction) of the flow body 1, so that the free end of the flow body is significantly narrower than the flow body over most of its length.
  • the free end section 3 is shown with a constant width over the entire length L of the flow body 1.
  • the course of two flow lines or flow threads SL is indicated by dash-dotted lines. In FIG. 1, these lines run along the upper surfaces 6 and the lower surface 7 in the paper plane or parallel to it.
  • FIG. 3 schematically shows the course of the flexibility f of the flow body 1 shown in FIGS. 1 and 2 as a function of the width b of the flow body.
  • the flexibility of the flow cross section is negligibly small and is characterized by a course close to the zero line of the flexibility.
  • the flexibility then increases drastically and then at the end of the transition area and in the area of the end section 3 reaches an essentially constant, possibly slightly increasing value, which is the free one End, ie when the total width B is reached.
  • the flexibility f could be defined, for example, by the expression dk / dp, where k is the curvature d 2 y / db 2 of the surfaces 6 "or T which can be seen in the paper plane according to FIG. 1, and p is the pressure difference P which is dependent on the width position b + - P. is on both sides 6 '7' of the end section 3.
  • FIGS. 4 to 6 show different variants of the connection between the main part 2 and the flexible end section 3.
  • the flexible end section 3 has a Y-shaped cross section, the two Y-legs from both sides on the opposite surfaces 6, 7 of the main part 2 are glued. So that the surfaces 6, 7 flush into the Merging surfaces 6 ', T of the end section 3, the main part 2 has surface depressions in its rear region, the depth of which corresponds precisely to the thickness of the two Y-legs of the flexible end section 3.
  • a tongue and groove connection between the main part 2 and the flexible end portion 3 is shown.
  • the rear end of the main part 2 is provided with a groove running in its longitudinal direction (perpendicular to the plane of the paper) into which a corresponding tongue of the end section 3 fits.
  • the corresponding surfaces 6, 6 'and 7, T are again designed such that they merge into one another smoothly and without a step at the junction between the main part 2 and the end section 3. It goes without saying that this tongue and groove connection can also be additionally fixed by an adhesive.
  • the end section 3 is shown in one piece with the main part 2, specifically the outer skin of the main part 2 continues towards the rear either without the inner core shown with hatching or with another, more flexible core filled to the rear.
  • a vertical, dashed line roughly denotes the transition region from the relatively rigid main part 2 to the flexible end section 3.
  • FIGS. 7 and 8 show two different ship propellers, whereby according to FIG. 7 the ship propeller has a straight, leading edge and a strongly curved trailing edge which has the flexible end section 3, which also extends into the area along the strongly curved trailing edge of the individual propeller blades the top of the wing extends.
  • the width of this flexible end section also varies along the rear edge of the main part 2 and is approximately the maximum where the main part 2 also has a maximum width, but tapers towards the center.
  • the individual propeller blades are contoured in opposite directions with respect to the direction of rotation as in the case of the embodiment according to FIG. 7, i.e. the leading edge of a propeller blade is the strongly curved front edge of the main part 2, the rear edge of which is essentially straight and has the flexible end section 3, in which case the flexible end section 3 extends beyond the tip of the propeller blade and even into the outer, front region of the main part 2.
  • the flow medium Due to the centrifugal forces caused by the rotation of the propeller, the flow medium receives a flow component in the radial direction to the outside, so that the flexible parts in the area of the propeller tips with respect to the Direction of flow are end portions of the propeller tube.

Abstract

The present invention relates to a flow form to be used in gaseous or liquid moving fluids, comprising a leading edge (4) defining a dividing line for the flowing medium, two opposite lying surfaces (6, 7) along which the medium flows over the flow form, and a downstream end behind which the medium divided by the flow form converges once again. In order to provide a flow form with enhanced energy utilization and/or energy conversion when compared with known flow forms, and which exhibits specially lower flow losses, the invention proposes that the downstream end should consist of an end section (3) which can be elastically folded around a theoretical axis running almost perpendicular to the direction of flow and lying parallel to a surface defined by the leading edge (4) and the direction of flow, wherein the flexibility of the end section (3) is a multiple of that of the main part (2) of the flow form (1) lying in front of the end section (3) in the direction of flow.

Description

Strömungskörper Flow body
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Strömungskörper für die Verwendung in gasförmigen oder flüssigen Strömungsmedien mit einer entlang einer die Strömung teilenden Linie verlaufenden, vorderen Anströmkante, und zwei gegenüberliegenden Seitenflächen, an welchen entlang die Strömung an dem Strömungskörper vorbeigeleitet wird, sowie mit einem stromabwärtigen Ende, hinter welchem das durch den Strömungskörper geteilte Medium wieder zusammentrifft.The present invention relates to a flow body for use in gaseous or liquid flow media with a front leading edge running along a line dividing the flow, and two opposite side surfaces, along which the flow is directed past the flow body, and with a downstream end behind which the medium divided by the flow body meets again.
Beispiele für derartige Stömungskörper sind Tragflächen von Flugzeugen, Bootskiele und -Schwerter, die Finnen von Surfbrettern, starre Segel, aber auch die Rotorflügel von Windrädern oder von Propellern sowie Turbinenschaufeln und die Flügel von Schiffsschrauben. Bei der Verwendung derartiger Strömungskörper in flüssigen oder gasförmigen Medien geht es grundsätzlich um eine optimale Gewinnung oder Ausnutzung von Energie, entweder um den Strömungskörper und/oder damit verbundene Teile in dem Strömungsmedium fortzubewegen, wozu auch das Bewegen eines Rotors im Kreis zu rechnen ist, oder aber um umgekehrt das Medium zu bewegen, oder aber beides, wenn durch den Rückstoß des fortbewegten Mediums gleichzeitig auch ein konkreter Gegenstand, im allgemeinen ein Wasser-, Land- oder Luftfahrzeug angetrieben wird. lm allgemeinen hat ein solcher Strömungskörper eine in weiten Bereichen variierende, im Regelfall strömungsgünstige Form, die gekennzeichnet ist durch einen mehr oder weniger tropfenförmigen Querschnitt, wobei der betreffende Tropfenquerschnitt allerdings häufig in Längsrichtung sehr gestreckt erscheint. Als Beispiel sei in diesem Zusammenhang auf das Tragflächenprofil von Flugzeugen und das Profil des Schwertes oder der Finne eines Surfbrettes erinnert. Während letztere bezüglich einer Längsmittelebene symmetrisch ausgebildet ist, da sie einem mal von rechts und mal von links belasteten Surfbrett in gleicher Weise das Kurshalten erleichtern soll, ist ein Tragflächenprofil im allgemeinen asymmetrisch ausgebildet, d.h. Oberseite und Unterseite einer Tragfläche verlaufen nicht exakt spiegelbildlich zueinander.Examples of such flow bodies are the wings of airplanes, boat keels and swords, the fins of surfboards, rigid sails, but also the rotor blades of wind turbines or propellers and turbine blades and the wings of propellers. When using such flow bodies in liquid or gaseous media, it is basically a matter of optimally extracting or utilizing energy, either to move the flow body and / or parts connected therewith in the flow medium, which also includes moving a rotor in a circle, or but in order to move the medium in reverse, or both if the recoil of the moving medium also simultaneously drives a concrete object, generally a water, land or aircraft. In general, such a flow body has a widely varying, generally aerodynamic shape, which is characterized by a more or less drop-shaped cross section, although the drop cross section in question often appears very elongated in the longitudinal direction. As an example, we would like to remind you of the wing profile of airplanes and the profile of the sword or the fin of a surfboard. While the latter is symmetrical with respect to a longitudinal median plane, since it is intended to make it easier for a surfboard loaded from the right and sometimes from the left in the same way, a wing profile is generally asymmetrical, ie the top and bottom of a wing are not exactly mirror images of one another.
Mit dem Begriff "Anströmkante" ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung im allgemeinen nicht eine scharfe, in Form eines Knickes oder gar als Schneide ausgebildeten vorderen Kante des Strömungskörpers gemeint (obwohl auch eine solche Ausbildung selbstverständlich von dem Begriff Anströmkante umfaßt sein soll), sondern lediglich der sich im wesentlichen entlang einer Linie erstreckende, in Strömungsrichtung am weitesten vorspringende vordere Bereich des Strömungskörpers. Notwendigerweise muß das strömende Medium sich im Bereich des vorderen Abschnittes des Strömungskörpers teilen und die Verbindungslinie aller Punkte, entlang welcher die einzelnen parallelen Strömfäden sich teilen, wird hier als "Anströmkante" bezeichnet.In the context of the present invention, the term “leading edge” is generally not intended to mean a sharp front edge of the flow body which is in the form of a kink or even a cutting edge (although such a design is of course also intended to be encompassed by the term leading edge), but merely the front region of the flow body, which extends essentially along a line and projects most in the flow direction. The flowing medium must necessarily divide in the region of the front section of the flow body and the connecting line of all points along which the individual parallel flow threads divide is referred to here as the "leading edge".
Üblicherweise sind derartige Strömungskörper relativ starre Gebilde, auch wenn nicht ausgeschlossen ist, daß bei sehr langen Strömungskörpern, wie zum Beispiel den Tragflächen von Flugzeugen, deren Enden nach oben oder unten gebogen werden können. Eine solche Verbiegung um eine parallel zur Stömungsrichtung verlaufende Achse kann im übrigen bei starker Belastung auch bei den erwähnten Finnen und Schwertern von Surfbrettern oder auch bei Rotorflügeln auftreten, ist jedoch nicht unbedingt erwünscht und betrifft nicht die vorliegende Erfindung. In Breitenrichtung gesehen sind entsprechende Strömungskörper jedoch fast völlig steif, d.h. es ist zum Beispiel nicht möglich, die hintere Kante oder auch die vordere Anströmkante gegenüber dem übrigen Teil der Tragfläche nennenswert oder gar sichtbar nach oben oder unten zu biegen. Dies wäre schon deshalb unerwünscht, weil sich dadurch das Strömungsprofil des Strömungskörpers ändert, welches im allgemeinen für die Erfüllung seiner Aufgabe, also zur Erzeugung eines Auf- und/oder Vortriebs, optimiert ist.Such flow bodies are usually relatively rigid structures, even if it cannot be ruled out that, in the case of very long flow bodies, such as the wings of aircraft, the ends of which can be bent up or down. Such a deflection about an axis running parallel to the direction of flow can also occur with heavy loads even with the mentioned fins and swords of surfboards or with rotor blades, but is not absolutely desirable and does not relate to the present invention. Viewed in the width direction, corresponding flow bodies are almost completely stiff, i.e. For example, it is not possible to significantly or even visibly bend the rear edge or the leading leading edge vis-à-vis the rest of the wing. This would be undesirable, if only because it changes the flow profile of the flow body, which is generally optimized for the fulfillment of its task, that is, for the generation of a lift and / or propulsion.
Dennoch läßt sich in konkreten, praktischen Situationen immer wieder feststellen, daß abhängig von dem jeweiligen Strömungsmedium und den auftretenden Strömungsgeschwindigkeiten erhebliche Strömungswiderstände auftreten, die in erster Linie mit vorzeitigem Strömungsabriß und Wirbelbildung zu erklären sind. Wenn der Strömungskörper als Antriebs- und/oder Auftriebs- oder Steuerungselement verwendet wird, so führen die auftretenden Strömungsverluste zu entsprechenden Verlusten in der Antriebsleistung, also entweder zu einem höheren Energieverbrauch oder zu einer Verringerung der maximal möglichen Antriebsgeschwindigkeiten.Nevertheless, it can always be found in concrete, practical situations that, depending on the respective flow medium and the flow velocities that occur, considerable flow resistances occur, which can primarily be explained by premature stall and vortex formation. If the flow body is used as a drive and / or buoyancy or control element, the flow losses which occur lead to corresponding losses in the drive power, that is to say either to higher energy consumption or to a reduction in the maximum possible drive speeds.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Strömungskörper zu schaffen, dessen Energieausnutzung und/oder Energieumsetzung gegenüber den bekannten Strömungskörpern verbessert ist, der also insbesondere auch geringere Strömungsverluste aufweist.The present invention is therefore based on the object of creating a flow body whose energy utilization and / or energy conversion is improved compared to the known flow bodies, which therefore also has, in particular, lower flow losses.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das stromabwärtige Ende des Strömungskörpers aus einem Endabschnitt besteht, der aus der, im wesentlichen von der Anströmkante und der Strömungsrichtung aufgespannten, Fläche heraus und um eine parallel zu dieser Fläche liegende und in etwa senkrecht zur Strömungsrichtung verlaufenden Achse, vorzugsweise elastisch biegbar ist, wobei die Flexibilität dieses Endabschnittes ein Vielfaches der Flexibilität des in Strömungsrichtung davor liegenden Hauptteiles des Strömungskörpers beträgt.This object is achieved in that the downstream end of the flow body consists of an end section which extends out of the area spanned essentially by the leading edge and the flow direction and around an axis lying parallel to this area and approximately perpendicular to the flow direction, is preferably elastically bendable, the flexibility of this end section being a multiple of the flexibility of the main part of the flow body lying in front of it in the flow direction.
Der erfindungsgemäße Strömungskörper besteht also aus einem im wesentlichen starren Hauptteil, welches weitgehend oder identisch einem herkömmlichen Strömungskörper entspricht. Lediglich das stromabwärtige Ende dieses Strömungskörpers ist gegenüber einem herkömmlichen Strömungskörper wesentlich flexibler ausgebildet und kann sich damit den aufgrund der Strömung herrschenden Druckverhältnissen anpassen. Die Biegung erfolgt dabei um eine Achse, die im wesentlichen parallel zu der hinteren freien Kante und damit in etwa auch parallel zur vorderen Anströmkante verläuft. Diese gedachte Achse kennzeichnet dabei nur die Biegerichtung und hat im allgemeinen keine feste Position und die Krümmung kann sich sowohl zeitlich als auch örtlich über die Breite des Endabschnittes hinweg ändern. Dabei kann die gedachte Biegeachse auch mehr oder weniger gebogen verlaufen und der Strömungskörper bzw. dessen Flächen können auch, wie es von Rotorflügeln bzw. Propellern bekannt ist, um ihre Längsachse verdrillt sein. In diesem Fall liegt die Biegeachse in einer Fläche, die im wesentlichen von der Strömungsrichtung und der hinteren Kante des Endabschnittes bzw. dem hinteren Rand des Hauptteiles aufgespannt wird, an welchen der Endabschnitt anschließt, und die entsprechend dem Verlauf dieser hinteren Kante entlang einer steilen Schraubenlinie verdrillt ist.The flow body according to the invention thus consists of an essentially rigid main part, which largely or identically corresponds to a conventional flow body. Only the downstream end of this flow body is designed to be substantially more flexible than a conventional flow body and can therefore adapt to the pressure conditions prevailing due to the flow. The bending takes place about an axis which runs essentially parallel to the rear free edge and thus also approximately parallel to the front leading edge. This imaginary axis only identifies the bending direction and generally has no fixed position and the curvature can change both in time and in space across the width of the end section. The imaginary bending axis can also run more or less curved and the flow body or its surfaces can also be twisted about its longitudinal axis, as is known from rotor blades or propellers. In this case, the bending axis lies in a surface which is essentially spanned by the flow direction and the rear edge of the end section or the rear edge of the main part, to which the end section adjoins, and which corresponds to the course of this rear edge along a steep helix is twisted.
Zwar sind zum Beispiel von Flugzeugtragflächen bewegliche Start- und Landeklappen bekannt, die im Prinzip bezüglich der gleichen Ebene bzw. um eine Achse, die in etwa parallel zu den Tragflächenkanten liegt, bewegbar sind, wie die flexiblen Endabschnitte gemäß der vorliegenden Erfindung, jedoch werden derartige Start- und Landeklappen zur Erzeugung eines zusätzlichen Auftriebs und auch zur Erzeugung einer Bremswirkung ausgefahren und sie werden dabei relativ zu dem Hauptteil der Tragfläche so eingestellt, daß die Druckdifferenz auf Ober- und Unterseite der Tragflächen eher noch zunimmt oder zumindest zusätzliche Flächen bereitgestellt werden, entlang welchen die betreffenden Druckdifferenzen auftreten, um bei den im Vergleich zur Reisegeschwindigkeit langsamen Start- und Landegeschwindigkeiten den Auftrieb zu erhöhen. Dabei ist der Energieverbrauch und die Energieumsetzung weniger effizient, weshalb sie auch während des normalen Reiseflugs und bei der höheren Reisegeschwindigkeit eingefahren bleiben.For example, take-off and landing flaps which are movable from aircraft wings are known, which in principle can be moved with respect to the same plane or about an axis which is approximately parallel to the wing edges, as the flexible end sections according to the present invention Invention, however such take-off and landing flaps are extended to generate additional lift and also to produce a braking effect and they are adjusted relative to the main part of the wing so that the pressure difference on the top and bottom of the wings rather increases or at least additional Areas are provided along which the relevant pressure differences occur in order to increase the lift at the slow take-off and landing speeds compared to the cruising speed. Energy consumption and energy conversion are less efficient, which is why they remain retracted even during normal cruising and at higher cruising speeds.
Diese Start- und Landeklappen passen sich auch nicht den herrschenden Strömungsverhältnissen an, sondern werden aktiv und fest in einer gewünschten Position gehalten, die der sich aufgrund der Druckverhältnisse von selbst einstellenden Ausrichtung eines elastischen, flexiblen Endabschnittes gerade entgegengesetzt ist.These flaps do not adapt to the prevailing flow conditions, but are held actively and firmly in a desired position, which is opposite to the self-adjusting orientation of an elastic, flexible end section due to the pressure conditions.
Im allgemeinen beruht die Wirkung von Strömungskörpern auf der Erzeugung einer Druckdifferenz auf den beiden Seiten des Strömungskörpers aufgrund unterschiedlicher Geschwindigkeiten des an diesen Seiten entlangströmenden Mediums. Die unterschiedlichen Strömungsgeschwindigkeiten des Mediums auf den beiden Seiten des Strömungskörpers erreicht man entweder durch eine entsprechende Profilform, zum Beispiel das typische asymmetrische Tragflächenprofil, welches auf der Oberseite einen längeren Strömungsweg und damit höhere Strömungsgeschwindigkeiten erzwingt, die wiederum einen Unterdruck relativ zu dem auf der Unterseite herrschenden Druck erzeugt, wobei die Druckdifferenz auf Unterseite und Oberseite der Tragfläche die gewünscht Auftriebskraft liefert. Dieser Effekt kann allerdings auch bei symmetrischer Ausbildung der beiden Seiten eines Strömungskörpers durch entsprechendes Anstellen der Symmetrieebene eines solchen Strömungskörpers gegen die Strömungsrichtung erreicht werden. Dieser Effekt wird zum Beispiel bei der Steuerung von Surfbrettern und Segelbooten ausgenutzt, wobei auch die Ruder von Motorbooten und größeren Schiffen einen ähnlichen Effekt hervorrufen. Der Druck auf ein Segel, insbesondere bei einem Halbwind- oder Am-Wind-Kurs, treibt nicht nur ein Segelboot oder ein Surfbrett in Vorwärtsrichtung an, sondern übt auch einen seitlich gerichteten Druck aus, durch den das Surfbrett oder der Bootskörper seitlich weggedrückt werden. Die an dem Bootskörper, bzw. an Ruder, Finnen und Kiel angreifenden Wasserströmungen verlaufen also nicht exakt in Richtung vom Bug zum Heck des betreffenden Fahrzeuges, sondern kommen schräg von vorn von der windabgewandten Seite her. Der Druck auf das Segel, welches relativ zum Bootskörper in einer bestimmten Position festgezurrt ist oder durch einen Surfer relativ zu seinem Brett in einer bestimmten Position gehalten wird, hat die Tendenz, das Boot oder Surfbrett in den Wind zu drehen, d.h. das auf das Segel und damit auf den gesamte Bootskörper wirkende Drehmoment drückt das Heck des Fahrzeuges vom Wind weg und den Bug gegen die Windrichtung.In general, the effect of flow bodies is based on the generation of a pressure difference on the two sides of the flow body due to different speeds of the medium flowing along these sides. The different flow velocities of the medium on the two sides of the flow body can either be achieved by a corresponding profile shape, for example the typical asymmetrical airfoil profile, which forces a longer flow path on the top and thus higher flow velocities, which in turn create a negative pressure relative to that on the bottom Generates pressure, the pressure difference on the underside and top of the wing providing the desired buoyancy. However, this effect can also be achieved with a symmetrical design of the two sides of a flow body by appropriately adjusting the plane of symmetry of such a flow body against the direction of flow. This effect is used, for example, when controlling surfboards and sailing boats, whereby the rudders of motor boats and larger ships also have a similar effect. The pressure on a sail, especially on a half wind or upwind course, not only propels a sailboat or surfboard forward, but also exerts a sideways pressure that pushes the surfboard or hull sideways. The water currents attacking the hull, rudder, fins and keel do not run exactly in the direction from the bow to the stern of the vehicle in question, but come diagonally from the windward side. The pressure on the sail, which is lashed in a certain position relative to the hull or by a surfer in a certain position relative to his board is held, tends to turn the boat or surfboard into the wind, ie the torque acting on the sail and thus on the entire hull pushes the rear of the vehicle away from the wind and the bow against the wind direction.
Die am Heck eines Surfbretts angebrachte Finne oder ein entsprechendes Ruder an einem Boot erfahren jedoch wegen der relativ zum gesamten Bootskörper schräg verlaufenden Wasserströmung bei einer geraden Ausrichtung von Finne oder Ruder vom Heck zum Bug einen Druck von der windabgewandten Seite her und einen entsprechenden Sog oder Unterdrück auf der windzugewandten Seite. Da Ruder bzw. Finne am Heck des Fahrzeuges angebracht sind, rufen diese das gewünschte Gegenmoment hervor, so daß das Fahrzeug dadurch auf seinem Kurs gehalten wird.However, the fin attached to the stern of a surfboard or a corresponding rudder on a boat experiences pressure from the windward side and a corresponding suction or oppression due to the water flow which is oblique relative to the entire hull when the fin or rudder is aligned straight from the stern to the bow on the windward side. Since the rudder or fin are attached to the rear of the vehicle, they cause the desired counter-torque, so that the vehicle is kept on course.
Ein zentral an dem Surfbrett oder Boot angeordnetes Schwert oder aber ein entsprechender Kiel unterliegen im Prinzip denselben hydrodynamischen Effekten, üben jedoch wegen ihrer zentralen Anordnung im allgemeinen kein nennenswertes Drehmoment auf das Surfbrett bzw. den Bootskörper aus, sondern vermindern aufgrund ihres Querwiderstandes im Wasser und zusätzlich aufgrund der erwähnten hydrodynamischen Wirkungen die seitliche Abdrift des Surfbrettes oder Bootes.A sword arranged centrally on the surfboard or boat or a corresponding keel are in principle subject to the same hydrodynamic effects, but because of their central arrangement generally do not exert any appreciable torque on the surfboard or the hull, but reduce due to their transverse resistance in the water and additionally due to the hydrodynamic effects mentioned, the lateral drift of the surfboard or boat.
Ungeachtet der vorstehend erläuterten aerodynamischen und hydrodynamischen Wirkungen bekannter Strömungskörper treten dennoch, vor allem bei hohen Relativgeschwindigkeiten bzw. Strömungsgeschwindigkeiten, erhebliche Reibungsverluste aufgrund von Strömungsabriß und Wirbelbildung auf. Genau an diesem Punkt setzt die vorliegende Erfindung an, da sich in praktischen Versuchen herausgestellt hat, daß aufgrund des flexiblen Endabschnittes Strömungsabriß und Wirbelbildung günstig beeinflußt werden, so daß die Reibung vermindert und ein zusätzlicher Vortriebseffekt erzeugt wird, der später noch anhand der Figuren erläutert wird.Irrespective of the aerodynamic and hydrodynamic effects of known flow bodies explained above, considerable frictional losses occur due to stall and vortex formation, especially at high relative speeds or flow speeds. This is precisely where the present invention comes in, since it has been found in practical tests that flow separation and vortex formation are favorably influenced due to the flexible end section, so that the friction is reduced and an additional propulsion effect is produced, which will be explained later with reference to the figures .
Da, wie bereits erwähnt, aufgrund des Profils des Strömungskörpers oder aufgrund seiner Anstellung gegen die Strömungsrichtung auf der einen Seite des Strömungskörpers im Vergleich zur gegenüberliegenden Seite ein Überdruck herrscht und da dies selbstverständlich auch für den Bereich des Endabschnittes des Strömungskörpers noch zutrifft, paßt sich der flexible Endabschnitt durch entsprechende Verformung dieser Druckdifferenz an. Gegenüber einer spannungsfreien Ruhelage ohne jede Anströmung wird also der flexible Endabschnitt bei Anliegen einer Strömung, die eine hinreichend große Druckdifferenz erzeugt, auch deutlich sichtbar ausgelenkt bzw. abgebogen. Selbstverständlich weicht dabei der flexible Endabschnitt in Richtung des geringeren Druckes aus, wodurch sich in diesem Bereich die Anströmungsverhältnisse verändern und die Druckdifferenz vermindert wird.Since, as already mentioned, due to the profile of the flow body or due to its position against the flow direction on one side of the flow body there is an overpressure in comparison to the opposite side and since this is of course also true for the area of the end section of the flow body, it fits flexible end section by appropriate deformation of this pressure difference. Compared to a tension-free rest position without any inflow, the flexible end section is also clearly visibly deflected or bent when there is a flow that generates a sufficiently large pressure difference. Of course, the flexible end section deviates in the direction of the lower pressure, as a result of which the Flow conditions change and the pressure difference is reduced.
Dabei wird entweder durch zusätzliche innere Bauteile oder aber durch die dem Endabschnitt vorzugsweise innewohnende Elastizität eine Rückstellkraft bereitgestellt, die überall dort, wo der Endabschnitt aufgrund der wirkenden Druckdifferenzen verformt ist, eine der Druckdifferenz entsprechende Rücksteilkraft bereitstellt. Da der Endabschnitt vorzugsweise über seine ganze Länge hinweg flexibel (und elastisch) ausgestaltet ist, nimmt die Druckdifferenz vom Ansatz des Endabschnittes am Hauptteil des Strömungskörpers bis zu seinem freien Ende hin kontinuierlich und im Idealfall bis auf den Wert Null nahe am freien Ende des Endabschnittes ab. Daraus ergibt sich ein sehr störungsfreier Strömungsabriß ohne nennenswerte Wirbelbildung. Die gleichwohl noch entlang des größten Teiles des Endabschnittes vorhandene Druckdifferenz resultiert aufgrund der Verformung des Endabschnittes relativ zum Hauptteil in einer zusätzlichen Vortriebskraft.A restoring force is provided either by additional inner components or else by the elasticity preferably inherent in the end section, which provides a return force corresponding to the pressure difference wherever the end section is deformed due to the acting pressure differences. Since the end section is preferably designed to be flexible (and elastic) over its entire length, the pressure difference decreases continuously from the attachment of the end section on the main part of the flow body to its free end and ideally to a value close to the free end of the end section . This results in a very trouble-free stall without significant eddy formation. The pressure difference still present along most of the end section results in an additional propulsive force due to the deformation of the end section relative to the main part.
Die konkrete Ausgestaltung des flexiblen Endabschnittes kann sowohl hinsichtlich ihrer Form und Anbringung an dem Hauptteil des Strömungskörpers als auch hinsichtlich der relativen Maße im Vergleich zu dem Hauptteil und in den konkreten Elastizitäts- und Flexibilitätseigenschaften in sehr weiten Bereichen variieren. Die konkret auszuwählenden Formen, Maße und Flexibilitätseigenschaften richten sich nach dem jeweiligen Anwendungsfall. So kann ein relativ kleiner Strömungskörper, der auch noch für geringe Strömungsgeschwindigkeiten augelegt ist, wie zum Beispiel die Finne an einem Anfängersurfbrett, welches nur bei geringen Windgeschwindigkeiten und damit geringen Fahr- und Strömumngsgeschwindigkeiten benutzt wird, vergleichsweise nachgiebig, also von höherer Flexibilität sein als der Endabschnitt an der Finne eines Surfbrettes, welches für Hochgeschwindigkeitsfahrten ausgelegt ist. Ebenso muß der Endabschnitt am Kiel einer großen Sportjacht oder an Schwert oder Finne eines Katamarans steifer ausgelegt werden als am Kiel oder Ruder eine Kajütsegelbootes für den Wochenendsegler. In allen Fällen gilt jedoch, daß bei denjenigen Strömungsgeschwindigkeiten, denen die betreffenden Strömungskörper im Normalfall ausgesetzt bzw. für die sie speziell ausgelegt sind, eine merkliche und deutlich sichtbare Auslenkung des Endabschnittes auftritt, so daß das freie Ende des Endabschnittes aus seiner Ruhelage um mindestens einige Grad, eventuell auch um 20 oder 30° oder noch mehr abweicht. Der in der Ruhelage nahezu ebene oder eben auslaufende Endabschnitt, der die Fortsetzung der unter einem kleinen Winkel aufeinander zulaufenden Seiten des Strömungskörpers bildet, erscheint dann im Profil sichtbar gekrümmt, wobei das freie Ende zu einer Seite hin abgebogen ist.The specific configuration of the flexible end section can vary within a very wide range both in terms of its shape and attachment to the main part of the flow body and in terms of the relative dimensions compared to the main part and in the specific elasticity and flexibility properties. The specific shapes, dimensions and flexibility properties to be selected depend on the respective application. For example, a relatively small flow body, which is also designed for low flow speeds, such as the fin on a beginner's surfboard, which is only used at low wind speeds and thus low driving and current speeds, can be comparatively flexible, i.e. more flexible than that End section on the fin of a surfboard, which is designed for high-speed trips. Likewise, the end section on the keel of a large sports yacht or on the sword or fin of a catamaran must be designed stiffer than on the keel or rudder of a cabin sailboat for the weekend sailor. In all cases, however, there is a noticeable and clearly visible deflection of the end section at those flow velocities to which the flow bodies in question are normally exposed or for which they are specifically designed, so that the free end of the end section is at least a few out of its rest position Degrees, possibly deviates by 20 or 30 ° or even more. The end section which is almost flat or even tapering in the rest position and which forms the continuation of the sides of the flow body which converge at a small angle then appears to be visibly curved in profile, the free end being bent toward one side.
Der flexible Endabschnitt erstreckt sich vorzugsweise entlang der gesamten Hinterkante oder zumindest entlang des größten Teils dieser Hinterkante des Hauptteiles des Strömungskörpers. Seine Breite beträgt dabei typischerweise zwischen 10% und 30% der Gesamtbreite des Strömungskörpers, jedoch sind je nach Anwendungsfall auch deutliche Abweichungen hiervon möglich und die Breite des flexiblen Endabchnittes kann bei manchen Anwendungen zum Beispiel nur 3% der Gesamtbreite und bei anderen wiederum bis zu 80% der Gesamtbreite des Strömungskörpers, jeweils gemessen in Strömungsrichtung, betragen. In den weitaus meisten Anwendungsfälien wird man sich jedoch auf einen Bereich von 10 - 50% der Gesamtbreite des Strömungskörpers beschränken können.The flexible end section preferably extends along the entire rear edge or at least along most of this trailing edge of the main part of the flow body. Its width is typically between 10% and 30% of the total width of the flow body, but depending on the application, significant deviations from this are also possible and the width of the flexible end section can, for example, only 3% of the total width in some applications and up to 80 in others % of the total width of the flow body, measured in the flow direction. In the vast majority of applications, however, it will be possible to limit the range to 10-50% of the total width of the flow body.
Dieses Breitenverhältnis kann sich selbstverständlich entlang der Länge des Strömungskörpers verändern, insbesondere dann, wenn die Breite des Strömungskörpers ohnehin zu den Enden hin abnimmt, wie zum Beispiel bei den Tragflächen großer Flugzeuge. Im allgemeinen muß jedoch die Breite des flexiblen Endabschnittes des Strömungskörpers nicht in gleicher Weise abnehmen wie die Breite des Hauptteiies des Strömungskörpers, sondern kann zum Beispiel entweder nur geringfügig in Richtung der freien Enden abnehmen oder im wesentlichen konstant bleiben. Alternativ könnte man allerdings auch die Flexibilitätseigenscharten des flexiblen Endabschnittes über die - quer zur Strömungsrichtung zu messende - Länge des Strömungskörpers hinweg verändern, also den Endabschnitt in Richtung der freien Enden des Strömungskörpers zum Beispiel flexibler und gleichzeitig schmaler machen.This width ratio can of course change along the length of the flow body, in particular if the width of the flow body decreases towards the ends anyway, as is the case, for example, with the wings of large aircraft. In general, however, the width of the flexible end portion of the flow body need not decrease in the same way as the width of the main portion of the flow body, but may, for example, either decrease only slightly towards the free ends or remain substantially constant. Alternatively, however, one could also change the flexibility characteristics of the flexible end section over the length of the flow body to be measured transversely to the flow direction, that is to say to make the end section more flexible and at the same time narrower in the direction of the free ends of the flow body.
Im allgemeinen beträgt die elastische Flexibilität des Endabschnittes mindestens das Hundertfache der Flexibilität des Hauptteiies, jeweils bezogen auf dieselbe Biegeachse. Der Hauptteil eines entsprechenden Strömungskörpers kann im wesentlichen als starr bezeichnet werden, wobei dennoch eine minimale und kaum sichtbare Deformation im Profil eines Strömungskörpers auftreten mag, wenn er einer Strömung und damit Druckdifferenzen auf seiner Ober- und Unterseite ausgesetzt ist. Derartige Verformungen sind aber grundsätzlich nicht gewollt und beabsichtigt und sie sind auch nur mit entsprechend empfindlichen Meßinstrumenten sichtbar zu machen. Dagegen ist der flexible Endabschnitt durch eine deutlich sichtbare Flexibilität gekennzeichnet, die in Zahlen ausgedrückt um mehrere Größenordnungen über der Flexibilität und Verformbarkeit des Hauptteiles liegen kann.In general, the elastic flexibility of the end section is at least one hundred times the flexibility of the main part, in each case based on the same bending axis. The main part of a corresponding flow body can essentially be described as rigid, although a minimal and barely visible deformation in the profile of a flow body may nevertheless occur if it is exposed to a flow and thus pressure differences on its top and bottom. Such deformations are fundamentally not wanted and intended and they can only be made visible with correspondingly sensitive measuring instruments. In contrast, the flexible end section is characterized by a clearly visible flexibility, which can be expressed in numbers by several orders of magnitude above the flexibility and deformability of the main part.
Dabei ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Übergang von dem Hauptteil in den flexiblen Teil zwar relativ schnell, aber doch im wesentlichen kontinuierlich erfolgt. Zweckmäßigerweise sollte sich in einem Übergangsbereich, der nicht mehr als 5% der Gesamtbreite des Strömungskörpers ausmacht, die Flexibilität des Strömungskörpers bei diesem Übergang vom Hauptteil zum flexiblen Endabschnitt um mindestens einen Faktor 10 ändern, im Bereich des flexiblen Endabschnittes kann die Flexibilität im wesentlichen konstant sein, kann aber auch in Richtung des freien Endes bzw. der hinteren Kante des Endabschnittes noch weiter zunehmen.It is provided according to the invention that the transition from the main part to the flexible part takes place relatively quickly, but is essentially continuous. The flexibility of the flow body should expediently change in this transition area from the main part to the flexible end section by at least a factor of 10 in a transition area which does not make up more than 5% of the total width of the flow body, in the area of the flexible area End section, the flexibility can be substantially constant, but can also increase further in the direction of the free end or the rear edge of the end section.
Vorzugsweise hat die Flexibilität des Strömungskörpers einen in etwa stufenförmigen Verlauf, d.h. im Bereich des Hauptteiles ist die Flexibilität des Hauptteiles bezüglich eines Verbiegens oder Verformens in Richtung einer seiner Seiten sehr niedrig und kann praktisch gleich Null oder nahe Null gesetzt werden. Beim Übergang zu dem flexiblen Endabschnitt gibt es dann einen zwar noch kontinuierlichen aber dennoch fast sprunghaften Anstieg der Flexibilität um mindestens einen Faktor 10, möglicherweise auch um einen Faktor 100 oder mehr und innerhalb des flexiblen Endabschnittes bleibt die Flexibilität dann auf diesem höheren Niveau und nimmt im Vergleich zu dem sprunghaften Anstieg am Übergangsbereich nur noch vergleichsweise wenig zu.The flexibility of the flow body preferably has an approximately step-shaped course, i.e. in the area of the main part, the flexibility of the main part with respect to bending or deforming in the direction of one of its sides is very low and can be set practically to zero or close to zero. At the transition to the flexible end section there is a still continuous but almost sudden increase in flexibility by at least a factor of 10, possibly also by a factor of 100 or more and within the flexible end section the flexibility then remains at this higher level and decreases Compared to the sudden increase in the transition area, there is only comparatively little to do.
Zwθckmäßigerweise hat der Endabschnitt die Form eines dünnen Blattes oder läuft zumindest an seinem freien Ende als dünnes Blatt aus und ist aus einem faserverstärkten Kunststoffmaterial hergestellt. Wegen des günstigen Gewichtes und wegen günstiger Elastizitätseigenschaften sind vor allem mit Kohiefasern verstärkte Kunststoffmaterialien gut für den flexiblen Endabschnitt geeignet. Dabei sind Hauptteil und Endabschnitt so ausgestaltet, daß ihre oberen und unteren Flächen im Übergangsbereich im wesentlichen bündig und ohne Stufen, Knicke oder sonstige oberflächliche Unregelmäßigkeiten ineinander übergehen. Insbesondere können selbstverständlich der Hauptteil und der Endabschnitt einstückig ausgebildet bzw. mit einer gemeinsamen äußeren Schicht überzogen sein. Wenn Hauptteil und Endabschnitt im wesentlichen aus demselben Material hergestellt werden, muß selbstverständlich der Hauptteil entsprechende Versteifungselemente aufweisen und/oder gegenüber dem Endabschnitt wesentlich dicker und massiver ausgebildet sein, um den Flexibilitätsunterschied zwischen Hauptteil und Endabschnitt zu gewährleisten.Conveniently, the end section has the shape of a thin sheet or at least runs out as a thin sheet at its free end and is made of a fiber-reinforced plastic material. Because of the favorable weight and because of favorable elastic properties, plastic materials reinforced with carbon fibers are particularly suitable for the flexible end section. The main part and end section are designed in such a way that their upper and lower surfaces merge into one another essentially flush and without steps, kinks or other superficial irregularities. In particular, the main part and the end section can of course be formed in one piece or coated with a common outer layer. If the main part and the end section are produced essentially from the same material, the main part must of course have corresponding stiffening elements and / or be made substantially thicker and more solid than the end section in order to ensure the difference in flexibility between the main part and the end section.
Bei der Verwendung von faserverstärkten Materialien sollten die Fasern im wesentlichen in Richtung der zu erwartenden Strömung verlaufen, d.h. entlang der oben bereits definierten Breitenrichtung des Strömungskörpers. Allerdings können für den Endabschnitt gut geeignete, flexible Verbundmaterialien auch mit Hilfe von Fasergeweben oder mit Fasermatten mit Zufallsorientierung der Fasern hergestellt werden.When using fiber-reinforced materials, the fibers should run essentially in the direction of the expected flow, i.e. along the width direction of the flow body already defined above. However, flexible composite materials that are well suited for the end section can also be produced with the aid of fiber fabrics or with fiber mats with random orientation of the fibers.
Der erfindungsgemäße Endabschnitt kann auch in mehrere, sich den lokalen (an unterschiedlichen Positionen in Längsrichtung des Strömungskörpers gegebenenfalls unterschiedlichen) Strömungsbedingungen unabhängig anpassende Segmente aufgeteilt sein. Praktisch verwirklicht man dies zum Beispiel durch eine Reihe mehr oder weniger paralleler Einschnitte in gleichen oder auch unterschiedlichen Abständen von der freien hinteren Kante des Endabschnittes mehr oder weniger tief, gegebenenfalls bis in den Übergangsbereich hinein. Die Segmentaufteilung kann auch schon bei der Herstellung des Endabschnittes berücksichtigt werden und man kann dabei den einzelnen Segmenten unterschiedliche Flexibilitätseigenschaften mitgeben, falls sich dies für bestimmte Anwendungsfälle als günstig erweist. Der Endabschnitt kann auch aus mehreren, vollständig voneinander getrennten und nebeneinander an dem hinteren Ende des Hauptteiies angebrachten Einzelsegmenten bestehen.The end section according to the invention can also be divided into a plurality of segments which independently adapt to the local flow conditions (which may differ at different positions in the longitudinal direction of the flow body). In practice, this is achieved, for example, by a series of more or less parallel ones Incisions at the same or different distances from the free rear edge of the end section more or less deep, possibly into the transition area. The segmentation can also be taken into account during the manufacture of the end section and the individual segments can be given different flexibility properties if this proves to be advantageous for certain applications. The end section can also consist of a plurality of individual segments which are completely separate from one another and are arranged next to one another at the rear end of the main part.
Für die Anwendung der vorliegenden Erfindung kommen insbesondere die folgenden Typen und Arten von Strömungskörpern, jeweils allein oder auch in Kombination miteinander, in Frage, wobei jedoch die folgende Aufzählung nur beispielhaft und nicht abschließend ist:The following types and types of flow bodies, in each case individually or in combination with one another, are particularly suitable for the application of the present invention, but the following list is only exemplary and not exhaustive:
Finne und/oder Schwert von Surfbrettern, Schwert, Ruder oder Kiel von Motor- und Segelbooten und anderen Wasserfahrzeugen, Tragflächen und/oder Leitwerk bzw. Leitwerkflügel von Flugzeugen, Flugzeugpropeller, Schiffsschrauben oder Schiffspropeller, Turbinenschaufeln, Rotorflügel von Windrädern oder auch von Gebläse, Flügeln von Tragflächenbooten, Stabilisatoren für U-Boote, Torpedos, Raketen und andere Wasser- oder Luftfahrzeuge etc.Fin and / or sword of surfboards, sword, rudder or keel of motor and sailing boats and other watercraft, wings and / or tail unit or empennage wing of aircraft, aircraft propellers, propellers or propellers, turbine blades, rotor blades of wind turbines or also of blowers, blades of hydrofoils, stabilizers for submarines, torpedoes, rockets and other water or air vehicles etc.
Für die Bemessung der Flexibilität und Elastizität des Endabschnittes eines gegebenen Strömungswiderstandes berücksichtigt man am besten eine fest vorzugebende Auslegungsgeschwindigkeit, die in der Praxis am häufigsten auftritt bzw. bei welcher der betreffende Strömungskörper verwendet werden soll. Dabei können derartige Strömungskörper insbesondere mit unterschiedlich flexiblen Endabschnitten austauschbar an einem Gegenstand vorgesehen sein.For dimensioning the flexibility and elasticity of the end section of a given flow resistance, it is best to take into account a design speed which is to be predetermined and which occurs most frequently in practice or at which the flow body in question is to be used. Flow bodies of this type can be provided interchangeably on an object, in particular with differently flexible end sections.
Nach der Festlegung der Auslegungsgeschwindigkeit wird die Flexibilität des Endabschnittes zweckmäßigerweise so bemessen, daß nahe des freien Endes des Endabschnittes auf beiden Seiten dieses Endabschnittes im wesentlichen der gleiche Druck wirkt. Das heißt, der aufgrund des flexiblen Nachgebens des Endabschnittes nach hinter immer volständiger werdende Druckabbau soll vorzugsweise weder zu früh, das heißt schon in erheblichem Abstand vor dem freien Ende, noch zu spät erfolgen, daß heißt vor erreichen des freien Endes noch nicht vollendet sein. Vielmehr soll der über der Breite des Endabschnittes aufgezeichnete Druckverlauf (genauer: Druckdifferenzverlauf) bei entsprechender Extrapolation die Nullinie in der Nähe des freien Endes bzw der hinteren Kante des flexiblen Endabschnittes scheiden. Dieses muß man gegebenenfalls durch praktische Versuche ermitteln. Bei einer solchen Optimierung trägt der flexible Endabschnitt maximal zum Auftrieb und/oder Vortrieb bzw. zur ooptimalen Energieausnutzung bei.After determining the design speed, the flexibility of the end section is expediently dimensioned such that substantially the same pressure acts on both sides of this end section near the free end of the end section. This means that the pressure release, which is becoming more and more complete due to the flexible yielding of the end section behind, should preferably not take place too early, that is to say at a considerable distance from the free end, or too late, that is to say that it must not be completed before the free end is reached. Rather, the pressure curve recorded over the width of the end section (more precisely: pressure difference curve) should, with appropriate extrapolation, separate the zero line in the vicinity of the free end or the rear edge of the flexible end section. This may have to be determined by practical tests. With such an optimization, the flexible end section bears maximum for buoyancy and / or propulsion or for the optimal use of energy.
Außerdem sollte der freie Endabschnitt nicht allzu stark aus seiner Ruheposition abgebogen sein. Im Regelfall sollte die Abwinkelung, d.h. die Richtung, in welche das freie Ende des Endabschnittes im Profil des Strömungskörpers gesehen relativ zu seiner Ruhelage weist, nicht größer als 40 - 50°, und vorzugsweise nicht größer als 30° sein.In addition, the free end section should not be bent too much from its rest position. As a rule, the bend, i.e. the direction in which the free end of the end section, viewed in the profile of the flow body, points relative to its rest position, should not be greater than 40-50 °, and preferably not greater than 30 °.
In entsprechenden Versuchen und theoretischen Abschätzungen hat sich herausgestellt, daß der Bereich der Flexibilität in verschiedenen Anwendungen sich über mehrere Größenordnungen erstreckt. Zum Beispiel muß ein etwa 5 - 10 cm breiter Endabschnitt der Finne für ein Leichtwind- Surfbrett bei einer Druckdifferenz von nur etwa 5000 Pa (ca. 0,05 kp/cm2) einen kleinsten Krümmungsradius zwischen 10 und 50 cm annehmen. Der Endabschnitt am Kiel einer Hochseejacht dagegen, der zum Beispiel 50 cm bis 1 m breit ist, wird erst bei einseitiger Druckbelastung von bis zu 10β Pa (etwa 1 kp/cm2) einen kleinsten Krümmungsradius von 2 bis 10 m erreichen. Dabei ist allerdings darauf hinzuweisen, daß die Druckdifferenz im allgemeinen über die Breite des Endabschnittes hinweg variiert und im Regelfall zum freien Ende hin abnimmt. Wenn man also eine gleichmäßige Krümmung oder zumindest eine nur langsame Krümmungs- abnahme des flexiblen Endabschnittes vom Übergangsbereich zum freien Ende desselben hin wünscht, kann dieser Effekt der Druckabnahme durch eine Zunahme der Fexibilität des Endabschnittes vom Übergangsbereich zum freien Ende hin kompensiert werden, zum Beispiel, indem man den Endabschnitt im Übergangsbereich etwas dicker macht und dann als zunehmend dünneres Blatt zum freien Ende hin auslaufen läßt.Appropriate experiments and theoretical estimates have shown that the range of flexibility in various applications extends over several orders of magnitude. For example, an approximately 5-10 cm wide end section of the fin for a light wind surfboard with a pressure difference of only approximately 5000 Pa (approximately 0.05 kg / cm 2 ) must assume a smallest radius of curvature between 10 and 50 cm. The end section on the keel of an ocean-going yacht, on the other hand, which is, for example, 50 cm to 1 m wide, will only reach a smallest radius of curvature of 2 to 10 m with a one-sided pressure load of up to 10 β Pa (approx. 1 kp / cm 2 ). However, it should be pointed out that the pressure difference generally varies across the width of the end section and generally decreases towards the free end. So if you want a uniform curvature or at least a slow curvature decrease of the flexible end section from the transition area to the free end thereof, this effect of the pressure decrease can be compensated for by an increase in the flexibility of the end section from the transition area to the free end, for example, by making the end section somewhat thicker in the transition area and then allowing it to run out towards the free end as an increasingly thinner sheet.
Für eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung läßt sich der vorstehend geschilderte Sachverhalt allgemein dahingehend ausdrücken, daß die Flexibilität des Endabschnittes derart bemessen sein sollte, daß bei einer typischen Strömungsgeschwindigkeit und der bei einem normalen Anwendungsfall (z. B. Am-Wind Kurs eines Segelbootes oder Surfbrettes bei Windstärke 5 - 7 Beaufort) maximal auftretenden Druckdifferenz der an dem flexiblen Endabschnitt auftretende, minimale Krümmungsradius höchstens das Zwanzigfache der Breite des Endabschnittes in diesem Bereich betragen sollte. Wenn dann der flexible Endabschnitt bei diesen Verhältnissen entlang seiner gesamten Breite diesen minimalen Krümmungsradius einnimmt, so ist das freie Ende um mindestens etwa 2,8° aus seiner unbelasteten Ruheposition abgebogen, wobei vorausgesetzt wird, daß der Krümmungsradius des flexiblen Endabschnittes im unbe-lasteten Zustand unendlich groß, die Oberflächen des Endabschnittes also im wesentlichen eben und allenfalls noch um die Längsrichtung des Strömungskörpers verdrillt sind. Je nach Anwendungsfall kann allerdings der oben genannte Grenzwert für den minimalen Krümmungsradius auch auf das 30- oder 50-fache der Breite des flexiblen Endabschnittes festgesetzt werden.For a preferred embodiment of the invention, the situation described above can generally be expressed in such a way that the flexibility of the end section should be dimensioned such that at a typical flow speed and in a normal application (e.g. windward course of a sailboat or surfboard at wind force 5 - 7 Beaufort) maximum pressure difference occurring, the minimum radius of curvature occurring at the flexible end section should be at most twenty times the width of the end section in this area. If the flexible end section then assumes this minimum radius of curvature along its entire width under these conditions, the free end is bent by at least about 2.8 ° from its unloaded rest position, provided that the radius of curvature of the flexible end section is in the unloaded state infinitely large, the surfaces of the end section are therefore essentially flat and, if need be, are twisted around the longitudinal direction of the flow body. Depending on the application, however, the above limit for the minimum Radius of curvature can also be set to 30 or 50 times the width of the flexible end section.
Die Anbringung des Endabschnittes an dem Hauptabschnitt kann auf viele verschiedene Weisen erfolgen. Zum Beispiel können Endabschnitt und Hauptteil über eine Nut-Federverbindung, durch Bolzen, Dübel, eine gemeinsame äußere oder innere Haut und vor allem durch Verkleben oder eine Kombination der vorgenannten Befestigungsarten miteinander verbunden werden. Bei aufwendigeren technischen Gegenständen, wie zum Beispiel den Tragflächen von Flugzeugen, kann der flexible Endabschnitt auch in den Hauptteil einziehbar und wieder ausfahrbar befestigt sein. Bei Tragflächen wäre es auch denkbar, den flexiblen Endabschnitt an den hinteren Kanten der Start- bzw. Landeklappen zu befestigen, die auch beim Reisefiug die hintere Kante einer Tragfläche definieren.The attachment of the end section to the main section can be done in many different ways. For example, the end section and main part can be connected to one another via a tongue and groove connection, by means of bolts, dowels, a common outer or inner skin, and above all by gluing or a combination of the aforementioned types of fastening. In the case of more complex technical objects, such as, for example, the wings of aircraft, the flexible end section can also be retracted into the main part and can be extended again. In the case of wings, it would also be conceivable to attach the flexible end section to the rear edges of the take-off and landing flaps, which also define the rear edge of a wing when cruising.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen und der dazugehörigen Figuren. Es zeigen:Further advantages, features and possible uses of the present invention will become clear from the following description of preferred embodiments and the associated figures. Show it:
Figur 1 einen erfindungsgemäßen Strömungskörper im Profil,FIG. 1 shows a flow body according to the invention in profile,
Figur 2 eine Draufsicht auf einen in der Länge unterbrochenen Strömungskörper, der im Profil im wesentlichen dem in Figur 1 dargestellten Strömungskörper entsprechend sein kann, Figur 3 die Flexibilität bzw. Biegsamkeit des in Figur 1 dargestellten Strömungskörpers alsFigure 2 is a plan view of a flow body interrupted in length, which in profile can essentially correspond to the flow body shown in Figure 1, Figure 3 shows the flexibility or flexibility of the flow body shown in Figure 1 as
Funktion der Breitenrichtung b, Figuren 4 bis 6 verschiedene Befestigungsvarianten des Endabschnittes am Hauptteil, und Figuren 7 und 8Function of the width direction b, FIGS. 4 to 6 different fastening variants of the end section on the main part, and FIGS. 7 and 8
Zwei Varianten von Schiffspropellern, welche die vorliegende Erfinndug verwirklichen.Two variants of ship propellers which implement the present invention.
Man erkennt in Figur 1 einen Strömungskörper 1 , bestehend aus einem im Schnitt schraffierten Hauptteil 2 und einem nicht schraffiert dargestellten, flexiblen Endabschnitt 3. Der Hauptteil hat eine Oberseite 6 und eine Unterseite 7, wobei sich die Oberseite 6' und die Unterseite T des Endabschnittes 3 bündig und ohne Knick oder sonstige Übergangsunregelmäßigkeit an die Flächen 6 bzw. 7 anschließen. Das der Strömung, die durch Pfeile S angedeutet wird, zugewandte, vordere Ende des Strömungskörpers 1 definiert eine Strömungskante 4, welche einer Teilungslinie für die Strömung S entspricht, von der ein Teil über die Oberseite 6, 6' und ein andere Teil über die Unterseite 7, 7' des Strömungskörpers 1 abfließt. Im Übergangsbereich 5 ist der Endabschnitt 3 durch eine Nut-Federverbindung oder dergleichen am Hauptteil 2 befestigt. Wie man erkennt, ist in Figur 1 der Endabschnitt 3 in einer nach oben abgebogenen Position dargestellt, wobei das freie Ende des Endabschnittes 3 um einen Betrag Y gegenüber der gestrichtelt eingezeichneten Ruhelage ausgelenkt ist. Diese abgebogene Position des Endabschnittes 3 stellt sich ein aufgrund einer Druckdifferenz auf den beiden Seiten 6', T des Endabschnittes 3, die durch die Bezugszeichen P+ und P. angedeutet wird. Dabei steht P+ für einen höheren Druck und P. steht für einen Unterdruck relativ zu P+. Diese Druckverhältnisse stellen sich ein aufgrund des Profils des Strömungskörpers 1 bzw. des Hauptteiies 2 desselben und aufgrund der Anstellung bzw. Neigung der Hauptachse des Strömungskörpers 1 relativ zu der Hauptströmungsrichtung. Mit Hauptachse des Strömungskörpers 1 soll dabei eine in der Ebene der Figur 1 gedachte Verbindungslinie von der Anströmkante 4 zu dem spannungsfreien, gestrichelt gezeichneten Ende des Endabschnittes 3 in seiner Ruhelage bezeichnet werden.A flow body 1 can be seen in FIG. 1, consisting of a main part 2 hatched in section and a flexible end section 3 which is not hatched. The main part has an upper side 6 and a lower side 7, the upper side 6 'and the lower side T of the end section 3 Connect flush to surfaces 6 and 7 without any kinks or other transitional irregularities. The front end of the flow body 1 facing the flow, which is indicated by arrows S, defines a flow edge 4 which corresponds to a dividing line for the flow S, a part of which extends over the upper side 6, 6 'and another part over the underside 7, 7 'of the flow body 1 flows out. In the transition area 5, the end section 3 is fastened to the main part 2 by a tongue and groove connection or the like. As can be seen, the end section 3 is shown in an upwardly bent position in FIG. 1, the free end of the end section 3 being deflected by an amount Y with respect to the rest position shown in broken lines. This bent position of the end section 3 arises due to a pressure difference on the two sides 6 ′, T of the end section 3, which is indicated by the reference symbols P + and P. P + stands for a higher pressure and P. stands for a negative pressure relative to P + . These pressure ratios arise due to the profile of the flow body 1 or the main part 2 of the same and due to the inclination or inclination of the main axis of the flow body 1 relative to the main flow direction. The main axis of the flow body 1 is intended to denote a connecting line in the plane of FIG. 1 from the leading edge 4 to the tension-free, dashed end of the end section 3 in its rest position.
Aufgrund der Druckdifferenz, d.h. eines im Vergleich zum Druck P. auf der Oberseite 6, 6' höheren Druckes P+ auf der Unterseite 7, 7' des Strömungskörpers, wird der flexible Endabschnitt 3 nach oben gedrückt, wobei die Flexibilität dieses Endabschnittes 3 selbstverständlich auf die bei realistischen Strömungsgeschwindigkeiten konkret auftretenden Druckdifferenzen P+ - P. eingestellt ist und sich beim Auftreten einer solchen Druckdifferenz auch in der gewünschten Weise verbiegt. Das Maß der Verformung bzw. die Flexibilität läßt sich zum Beispiel beschreiben als Änderung der Krümmung der Flächen 6', 7' in Abhängigkeit von einer Zu- oder Abnahme der auftretenden Differenzdrücke.Due to the pressure difference, ie a higher pressure P + on the underside 7, 7 'of the flow body in comparison to the pressure P. on the upper side 6, 6', the flexible end section 3 is pushed upwards, the flexibility of this end section 3 naturally being increased the pressure differences P + - P. occurring specifically at realistic flow velocities are set and also bends in the desired manner when such a pressure difference occurs. The degree of deformation or the flexibility can be described, for example, as a change in the curvature of the surfaces 6 ', 7' as a function of an increase or decrease in the differential pressures that occur.
Aufgrund des Hochbiegens des Endabschnittes 3 verändert sich selbstverständlich dessen Anströmung, so daß die bei einer geraden Ausrichtung, wie in der gestrichelten Position gezeigt, auftretende Druckdifferenz vermindert wird und in Richtung des freien Endes des EndabschnittesDue to the bending of the end section 3, of course, the flow against it changes, so that the pressure difference occurring in a straight alignment, as shown in the dashed position, is reduced and in the direction of the free end of the end section
3 immer weiter abnimmt. Dies gilt insbesondere auch, wenn der Endabschnitt 3 aus einem im wesentlichen homogenem Blatt konstanter Dicke, zum Beispiel aus kohlefaserverstärktem Kunstharz, besteht, dessen Flexibilitätseigenschaften sich vom Übergangsbereich 5 bis zum freien Ende des Endabschnittes 3 nicht verändern. Da die Druckdifferenz in Richtung des freien Endes immer weiter abnimmt, ist der flexible Endabschnitt 3 dort auch immer weniger gekrümmt und die Krümmung verschwindet völlig nahe des freien Endes, wenn dort die Druckdifferenz P+ -3 continues to decrease. This also applies in particular if the end section 3 consists of an essentially homogeneous sheet of constant thickness, for example of carbon fiber-reinforced synthetic resin, the flexibility properties of which do not change from the transition region 5 to the free end of the end section 3. Since the pressure difference continues to decrease in the direction of the free end, the flexible end section 3 is also less and less curved there and the curvature disappears completely near the free end when the pressure difference P + -
P. verschwindet. Aus den Figuren wird deutlich, daß in Figur 1 die Ebene, bezüglich welcher es auf die Flexibilität des hinteren Endabschnittes 3 ankommt, eine von der vorderen AnströmkanteP. disappears. It is clear from the figures that in FIG. 1 the plane with respect to which the flexibility of the rear end section 3 is important is one from the front leading edge
4 und der hier als horizontal angenommenen Strömungsrichtung aufgespannten Ebene ist. Alternativ könnte man diese Ebene auch durch die vordere Anströmkante 4 und die Hauptachse des Strömungskörpers 1 , definiert als Verbindungslinie zwischen vorderer Anströmkante 4 und hinterem, freien Ende des Endabschnittes 3 im nicht druckbeaufschlagten Zustand aufgespannt wird.4 and the plane spanned here as the horizontal direction of flow. Alternatively, this level could also be spanned by the front leading edge 4 and the main axis of the flow body 1, defined as a connecting line between the front leading edge 4 and the rear, free end of the end section 3 in the non-pressurized state becomes.
In Figur 2 ist diese Ebene die Papierebene und der hintere Endabschnitt 3, den man rechts eines durch gestrichelt eingezeichnete Begrenzungslinien definierten Übergangsbereiches 5 erkennt, aus der Papierebene heraus nach oben und unten flexibel biegbar. Der links von dem Übergangsbereich 5 liegende Hauptteil 2 ist im Vergleich dazu steif und unbiegsam. Wie man erkennt, verläuft die vordere Anströmkante des in der Länge abgebrochen dargestellten Strömungskörpers 1 in Figur 2 in dieser Ebene nicht entlang einer Geraden, sondern insbesondere zum freien Ende (in Längsrichtung) des Strömungsköφers 1 hin deutlich gekrümmt, so daß das freie Ende des Strömungsköφers deutlich schmaler ist als der Strömungskörper über den größten Teil seiner Länge. Der freie Endabschnitt 3 ist jedoch über die gesamte Länge L des Strömungskörpers 1 hinweg mit konstanter Breite dargestellt. Der Verlauf zweier Strömungslinien oder Stromfäden SL ist durch strichpunktierte Linien angedeutet. In Figur 1 verlaufen diese Linien entlang der oberen Flächen 6 und der unteren Fläche 7 in der Papierebene bzw. parallel hierzu.In FIG. 2, this plane is the paper plane and the rear end section 3, which can be seen on the right of a transition region 5 defined by dashed lines, can be flexibly bent up and down out of the paper plane. The main part 2 to the left of the transition area 5 is stiff and inflexible in comparison. As can be seen, the front leading edge of the flow body 1 shown broken off in length in FIG. 2 does not run along a straight line in this plane, but in particular clearly curved towards the free end (in the longitudinal direction) of the flow body 1, so that the free end of the flow body is significantly narrower than the flow body over most of its length. However, the free end section 3 is shown with a constant width over the entire length L of the flow body 1. The course of two flow lines or flow threads SL is indicated by dash-dotted lines. In FIG. 1, these lines run along the upper surfaces 6 and the lower surface 7 in the paper plane or parallel to it.
Figur 3 zeigt schematisch den Verlauf der Flexibilität f des in den Figuren 1 und 2 dargestellten Strömungskörpers 1 als Funktion der Breite b des Strömungskörpers. Im Bereich des Hauptteiles 2 ist die Flexibilität des Strömungsquerschnittes verschwindend klein und wird durch einen Verlauf nahe der Nullinie der Flexibilität gekennzeichnet. Im Übergangsbereich 5, wo der flexible Endabschnitt 3 mit dem Hauptteil 2 verbunden ist, steigt dann die Flexibilität drastisch an und erreicht dann am Ende des Übergangsbereiches und im Bereich des Endabschnittes 3 einen im wesentlichen konstanten, eventuell noch weiter leicht ansteigenden Wert, der am freien Ende, d.h. bei Erreichen der Gesamtbreite B, maximal ist.FIG. 3 schematically shows the course of the flexibility f of the flow body 1 shown in FIGS. 1 and 2 as a function of the width b of the flow body. In the area of the main part 2, the flexibility of the flow cross section is negligibly small and is characterized by a course close to the zero line of the flexibility. In the transition area 5, where the flexible end section 3 is connected to the main part 2, the flexibility then increases drastically and then at the end of the transition area and in the area of the end section 3 reaches an essentially constant, possibly slightly increasing value, which is the free one End, ie when the total width B is reached.
Dabei könnte die Flexibilität f zum Beispiel definiert werden durch den Ausdruck dk/dp, wobei k die in der Papierebene gemäß Figur 1 erkennbare Krümmung d2y/db2 der Flächen 6" oder T ist und p die von der Breitenposition b abhängige Druckdifferenz P+ - P. auf den beiden Seiten 6' 7' des Endabschnittes 3 ist.The flexibility f could be defined, for example, by the expression dk / dp, where k is the curvature d 2 y / db 2 of the surfaces 6 "or T which can be seen in the paper plane according to FIG. 1, and p is the pressure difference P which is dependent on the width position b + - P. is on both sides 6 '7' of the end section 3.
Es versteht sich, daß auch andere Definitionen für die Flexibilität des Endabschnittes 3 gewählt werden können, ohne daß dies Auswirkungen auf die in den Ansprüchen definierte Erfindung hat.It goes without saying that other definitions for the flexibility of the end section 3 can be chosen without this having any effect on the invention as defined in the claims.
Die Figuren 4 bis 6 zeigen verschiedene Varianten der Verbindung zwischen dem Hauptteil 2 und dem flexiblen Endabschnitt 3. Gemäß Figur 4 hat der flexible Endabschnitt 3 einen Y-förmigen Querschnitt, wobei die beiden Y-Schenkel von beiden Seiten her auf die gegenüberliegenden Oberflächen 6, 7 des Hauptteiles 2 aufgeklebt sind. Damit die Oberflächen 6, 7 bündig in die Oberflächen 6', T des Endabschnittes 3 übergehen, weist das Hauptteil 2 in seinem hinteren Bereich oberflächliche Einsenkungen auf, deren Tiefe gerade der Dicke der beiden Y-Schenkel des flexiblen Endabschnittes 3 entspricht.FIGS. 4 to 6 show different variants of the connection between the main part 2 and the flexible end section 3. According to FIG. 4, the flexible end section 3 has a Y-shaped cross section, the two Y-legs from both sides on the opposite surfaces 6, 7 of the main part 2 are glued. So that the surfaces 6, 7 flush into the Merging surfaces 6 ', T of the end section 3, the main part 2 has surface depressions in its rear region, the depth of which corresponds precisely to the thickness of the two Y-legs of the flexible end section 3.
In Figur 5 ist eine Nut-Federverbindung zwischen dem Hauptteil 2 und dem flexiblen Endabschnitt 3 dargestellt. Das hintere Ende des Hauptteiles 2 ist mit einer in seiner Längsrichtung (senkrecht zur Papierebene) verlaufenden Nut ausgestattet, in die eine entsprechende Feder des Endabschnittes 3 hineinpaßt. Auch hier sind die entsprechenden Oberflächen 6, 6' und 7, T wiederum so ausgebildet, daß sie an der Verbindungsstelle zwischen Hauptteil 2 und Endabschnitt 3 glatt und ohne Stufe ineinander übergehen. Es versteht sich, daß auch diese Nut- Federverbindung zusätzlich durch einen Klebstoff fixiert werden kann.In Figure 5, a tongue and groove connection between the main part 2 and the flexible end portion 3 is shown. The rear end of the main part 2 is provided with a groove running in its longitudinal direction (perpendicular to the plane of the paper) into which a corresponding tongue of the end section 3 fits. Here, too, the corresponding surfaces 6, 6 'and 7, T are again designed such that they merge into one another smoothly and without a step at the junction between the main part 2 and the end section 3. It goes without saying that this tongue and groove connection can also be additionally fixed by an adhesive.
In Figur 6 ist der Endabschnitt 3 einstückig mit dem Hauptteil 2 dargestellt, konkret setzt sich die Außenhaut des Hauptteiies 2 nach hinten hin entweder ohne den schraffiert dargestellten inneren Kern oder aber mit einem anderen, flexibleren Kern gefüllt nach hinten fort.In Figure 6, the end section 3 is shown in one piece with the main part 2, specifically the outer skin of the main part 2 continues towards the rear either without the inner core shown with hatching or with another, more flexible core filled to the rear.
In allen drei Figuren 4 bis 6 kennzeichnet eine vertikale, gestrichelte Linie in etwa den Übergangsbereich von dem relativ starren Hauptteil 2 zu dem flexiblen Endabschnitt 3.In all three FIGS. 4 to 6, a vertical, dashed line roughly denotes the transition region from the relatively rigid main part 2 to the flexible end section 3.
Die Figuren 7 und 8 zeigen zwei verschiedene Schiffspropeller, wobei gemäß Figur 7 der Schiffspropeller eine gerade, führende Kante und eine stark geschwungene Hinterkante hat, die den flexiblen Endabschnitt 3 aufweist, der sich entlang der stark gekrümmten Hinterkante der einzelnen Propellerflügel auch bis in den Bereich der Spitze des Flügels erstreckt. Dabei variiert auch die Breite dieses flexiblen Endabschnittes entlang der hinteren Kante des Hauptteiles 2 und ist in etwa dort maximal, wo auch das Hauptteil 2 eine maximale Breite hat, läuft jedoch zum Zentrum hin stark verjüngt aus.FIGS. 7 and 8 show two different ship propellers, whereby according to FIG. 7 the ship propeller has a straight, leading edge and a strongly curved trailing edge which has the flexible end section 3, which also extends into the area along the strongly curved trailing edge of the individual propeller blades the top of the wing extends. The width of this flexible end section also varies along the rear edge of the main part 2 and is approximately the maximum where the main part 2 also has a maximum width, but tapers towards the center.
Bei der Ausführungsform gemäß Figur 8 sind die einzelnen Propellerflügel, bezogen auf die Drehrichtung, gerade entgegengesetzt konturiert wie im Falle der Ausführungsform gemäß Figur 7, d.h. die führende Kante eines Propellerflügels ist die stark geschwungen verlaufende Vorderkante des Hauptteiles 2, dessen Hinterkante im wesentlichen gerade verläuft und den flexiblen Endabschnitt 3 aufweist, wobei sich in diesem Fall der flexible Endabschnitt 3 bis über die Spitze des Propellerflügels hinweg und sogar in den äußeren, vorderen Bereich des Hauptteiies 2 hineinerstreckt. Aufgrund der durch die Rotation des Propellers auftretenden Zentrifugalkräfte erhält das Strömungsmedium eine Strömungskomponente in radialer Richtung nach außen, so daß auch die flexiblen Teile im Bereich der Propellerspitzen bezüglich der Strömungsrichtung Endabschnitte des Propellertlügeis sind. In the embodiment according to FIG. 8, the individual propeller blades are contoured in opposite directions with respect to the direction of rotation as in the case of the embodiment according to FIG. 7, i.e. the leading edge of a propeller blade is the strongly curved front edge of the main part 2, the rear edge of which is essentially straight and has the flexible end section 3, in which case the flexible end section 3 extends beyond the tip of the propeller blade and even into the outer, front region of the main part 2. Due to the centrifugal forces caused by the rotation of the propeller, the flow medium receives a flow component in the radial direction to the outside, so that the flexible parts in the area of the propeller tips with respect to the Direction of flow are end portions of the propeller tube.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Patent claims
1. Strömungskörper für die Verwendung in gasförmigen oder flüssigen Strömungsmedien, mit einer vorderen, eine Trennungslinie für das anströmende Medium definierenden Anströmkante (4), zwei gegenüberliegenden Flächen (6, 7), entlang welcher das Medium den Strömungskörper umströmt und mit einem stromabwärtigen Ende, hinter welchem das durch den Strömungskörper geteilte Medium wieder zusammentrifft, dadurch gekennzeichnet, daß das stromabwärtige Ende aus einem Endabschnitt (3) besteht, der um eine gedachte, in etwa senkrecht zur Strömungsrichtung verlaufende und parallel zu einer von der Anströmkante (4) und der Strömungsrichtung aufgespannten Fläche liegenden Achse elastisch biegbar ist, wobei die Flexibilität des Endabschnittes (3) ein Vielfaches derjenigen des in Strömungsrichtung vor dem Endabschnitt (3) liegenden Hauptteiles (2) des Strömungsköφers (1) beträgt.1. flow body for use in gaseous or liquid flow media, with a front leading edge (4) defining a dividing line for the inflowing medium, two opposite surfaces (6, 7) along which the medium flows around the flow body and with a downstream end, behind which the medium divided by the flow body meets again, characterized in that the downstream end consists of an end section (3) which is about an imaginary, approximately perpendicular to the flow direction and parallel to one of the leading edge (4) and the flow direction Axis lying on the spanned surface is elastically bendable, the flexibility of the end section (3) being a multiple of that of the main part (2) of the flow body (1) lying upstream of the end section (3).
2. Strömungskörper nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die in Strömungsrichtung gemessene Breite des Endabschnittes mindestens über den größten Teil der im wesentlichen in Richtung der Anströmkante (4) gemessenen Länge des Strömungskörpers (1) zwischen 3 und 80%, vorzugsweise zwischen 5 und 70%, der Gesamtbreite des Strömungskörpers beträgt.2. Flow body according to claim 1, characterized in that the width of the end section measured in the direction of flow at least over most of the length of the flow body (1) measured essentially in the direction of the leading edge (4) is between 3 and 80%, preferably between 5 and 70%, the total width of the flow body.
3. Strömungskörper nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Breite des flexiblen Endabschnittes mit der Position in Längsrichtung des Strömungskörpers kontinuierlich variiert.3. Flow body according to claim 2, characterized in that the ratio of the width of the flexible end portion with the position in the longitudinal direction of the flow body varies continuously.
4. Strömungskörper nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Endabschnittes (3) über den größten Teil der Länge (L) des Strömungsköφers im wesentlichen konstant ist.4. Flow body according to claim 2 or 3, characterized in that the width of the end portion (3) is substantially constant over most of the length (L) of the flow body.
5. Strömungskörper nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Flexibilität des Endabschnittes (3) mindestens das Hundertfache der Flexibilität des Hauptteiles (2) beträgt.5. Flow body according to one of claims 1 to 4, characterized in that the flexibility of the end section (3) is at least one hundred times the flexibility of the main part (2).
6. Strömungskörper nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Flexibilität des Strömungsköφers (1) in einem höchstens 10% der Breite des Strömungskörpers betragenden Übergangsbereich (5) um mindestens einen Faktor 10 ändert.6. Flow body according to one of claims 1 to 5, characterized in that the flexibility of the flow body (1) in a maximum of 10% of the width of the Transition area (5) of the flow body changes by at least a factor of 10.
7. Strömungskörper nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Flexibilität als Funktion der Breite des Strömungskörpers einen näherungsweise stufenförmigen Verlauf hat.7. Flow body according to one of claims 1 to 6, characterized in that the flexibility as a function of the width of the flow body has an approximately step-shaped course.
8. Strömungskörper nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Flexibilität als Funktion der Breite des Strömungskörpers im Bereich des Hauptteiles (2) sehr gering und im wesentlichen konstant ist, im Übergangsbereich steil ansteigt und im anschließenden Bereich des elastischen Endabschnittes sehr groß und im wesentlichen konstant oder in Richtung des freien Endes des Endabschnittes (3) kontinuierlich steigend ist.8. Flow body according to claim 7, characterized in that the flexibility as a function of the width of the flow body in the region of the main part (2) is very small and substantially constant, increases steeply in the transition region and very large and essentially in the subsequent region of the elastic end section constant or continuously increasing in the direction of the free end of the end section (3).
9. Strömungskörper nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß Hauptteil (2) und Endabschnitt (3) im wesentlichen einstückig bzw. in Form zzweier fest miteinander verbundener Teile ausgebildet sind.9. Flow body according to one of claims 1 to 8, characterized in that the main part (2) and end section (3) are formed in one piece or in the form of two parts firmly connected to each other.
10. Strömungskörper nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen (6, 7) des Hauptteiies (2) glatt in die Oberflächen (6', 7') des Endabschnittes (3) übergehen.10. Flow body according to one of claims 1 to 9, characterized in that the surfaces (6, 7) of the main part (2) pass smoothly into the surfaces (6 ', 7') of the end section (3).
11. Strömungskörper nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Endabschnitt aus einem faserverstärkten Kunststoffmaterial besteht.11. Flow body according to one of claims 1 to 10, characterized in that the end section consists of a fiber-reinforced plastic material.
12. Strömungskörper nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsfasern im wesentlichen in Richtung der Breite des Strömungskörpers bzw. in Strömungsrichtung oder als Gewebe in mehreren Vorzugsrichtungen verlaufen.12. Flow body according to claim 11, characterized in that the reinforcing fibers run essentially in the direction of the width of the flow body or in the flow direction or as a fabric in several preferred directions.
13. Strömungskörper nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß Form und Elastizitätsmodul des Endabschnittes so eingestellt sind, daß die Verformung des Endabschnittes (3) im gesamten Auslegungsbereich von Strömungsgeschwindigkeiten im elastischen Bereich bleibt.13. Flow body according to one of claims 1 to 12, characterized in that the shape and modulus of elasticity of the end section are set so that the deformation of the end section (3) remains in the entire design range of flow velocities in the elastic range.
14. Strömungskörper nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Endabschnitt (3) aus mehreren in Längsrichtung des Strömungskörpers nebeneinander angeordneten Segmenten besteht.14. Flow body according to one of claims 1 to 13, characterized in that the end section (3) of several in the longitudinal direction of the flow body side by side arranged segments.
15. Strömungskörper nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente durch von dem freien Ende des Endabschnittes (3) in etwa parallel zu den Strömungslinien in Richtung des Übergangsbereiches verlaufende Einschnitte gebildet sind.15. Flow body according to claim 14, characterized in that the segments are formed by incisions extending from the free end of the end section (3) approximately parallel to the flow lines in the direction of the transition region.
16. Strömungskörper nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente vollständig voneinander abgetrennte Teile sind.16. Flow body according to claim 15, characterized in that the segments are completely separate parts.
17. Strömungskörper nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der Segmente eine von den übrigen Segmenten abweichende Flexibilität hat.17. Flow body according to one of claims 14 to 16, characterized in that at least some of the segments have a flexibility which differs from the other segments.
18. Strömungskörper nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Flexibilität des Endabschnittes in Längsrichtung des Strömungskörpers kontinuierlich oder stufenweise von Segment zu Segment variiert.18. Flow body according to one of claims 1 to 17, characterized in that the flexibility of the end section in the longitudinal direction of the flow body varies continuously or stepwise from segment to segment.
19. Strömungskörper nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Flexibilität des Endabschnittes derart ausgebildet ist, daß bei einer für den Gebrauch des Strömungsköφers typischen Strömungsgeschwindigkeit und der bei einem solchen Gebrauch auftretenden maximalen Druckdifferenz auf beiden gegenüberliegenden Flächen (6', 7) des Endabschnittes (3) der sich an dem Endabschnitt einstellende, minimale Krümmungsradius höchstens das Zwanzig- bis Fünfzigfache, vorzugsweise höchstens das Zehnfache der Gesamtbreite des flexiblen Endabschnittes (3) beträgt.19. Flow body according to one of claims 1 to 18, characterized in that the flexibility of the end section is designed such that at a flow velocity typical for the use of the flow body and the maximum pressure difference occurring in such use on both opposite surfaces (6 ', 7) of the end section (3), the minimum radius of curvature occurring at the end section is at most twenty to fifty times, preferably at most ten times the total width of the flexible end section (3).
20. Strömungskörper nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß er als Finne oder Schwert eines Surfbrettes oder Segelbootes ausgebildet ist.20. Flow body according to one of claims 1 to 19, characterized in that it is designed as a fin or sword of a surfboard or sailboat.
21. Strömungskörper nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß er als Kiel oder Ruder eines Bootes bzw. Schiffes ausgebildet ist.21. Flow body according to one of claims 1 to 20, characterized in that it is designed as a keel or rudder of a boat or ship.
22. Strömungskörper nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß er als Tragfläche und/oder Leitwerkteil eines Flugzeuges ausgebildet ist.22. Flow body according to one of claims 1 to 20, characterized in that it is designed as a wing and / or tail unit of an aircraft.
23. Strömungskörper nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß er als Propeller eines Flugzeuges ausgebildet ist. 23. Flow body according to one of claims 1 to 20, characterized in that it is designed as a propeller of an aircraft.
24. Strömungskörper nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß er als Schraube oder Propeller eines Schiffsantriebes ausgebildet ist.24. Flow body according to one of claims 1 to 20, characterized in that it is designed as a screw or propeller of a ship's drive.
25. Strömungskörper nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß er als Rotorflügel eines Windrades ausgebildet ist.25. Flow body according to one of claims 1 to 20, characterized in that it is designed as a rotor blade of a wind turbine.
26. Strömungskörper nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß er als Turbinenschaufel, insbesondere eines Düsentriebwerkes, ausgebildet ist.26. Flow body according to one of claims 1 to 20, characterized in that it is designed as a turbine blade, in particular a jet engine.
27. Strömungskörper nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß er als Schaufel eines Gebläses oder eines Kompressors ausgebildet ist.27. Flow body according to one of claims 1 to 20, characterized in that it is designed as a blade of a blower or a compressor.
28. Strömungskörper nach einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen zur aktiven Verstellung der Verformbarkeit des Endabschnittes (3) vorgesehen sind.28. Flow body according to one of claims 1 to 27, characterized in that means for actively adjusting the deformability of the end section (3) are provided.
29. Strömungskörper nach einem der Ansprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß Sensoren für die Erfassung der Druckverhältnisse am Hauptteil (2) und/oder ab Endabschnitt (3) des Strömungskörpers (1) vorgesehen sind.29. Flow body according to one of claims 1 to 28, characterized in that sensors for detecting the pressure conditions on the main part (2) and / or from the end section (3) of the flow body (1) are provided.
30. Strömungskörper nach einem der Ansprüche 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß der Endabschnitt durch mindestens teilweises Ein- und Ausfahren in den bzw. aus dem Hauptteil (2) schmaler oder breiter gemacht werden kann.30. Flow body according to one of claims 1 to 29, characterized in that the end section can be made narrower or wider by at least partially moving in and out of the main part (2).
31. Strömungskörper nach einem der Ansprüche 1 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Flexibilität und/oder Verformung des Endabschnittes derart eingestellt wird, daß bei einer vorgegebenen Relativgeschwindigkeit gegenüber dem vorbeiströmenden Medium eine Verbiegung des Endabschnittes (3) in der Weise stattfindet, daß sich auf beiden Seiten des Endabschnittes ergebende Druckdifferenz (P+ - P.) zum freien Ende des Endabschnittes (3) hin kontinuierlich verringert und vorzugsweise in der Nähe des freien Endes gegen Null strebt. 31. Flow body according to one of claims 1 to 30, characterized in that the flexibility and / or deformation of the end section is set such that, at a predetermined relative speed with respect to the flowing medium, the end section (3) bends in such a way that pressure difference (P + - P.) on both sides of the end section is continuously reduced towards the free end of the end section (3) and preferably approaches zero in the vicinity of the free end.
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