DE1756202A1 - Luftschraube - Google Patents
LuftschraubeInfo
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- B60V—AIR-CUSHION VEHICLES
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- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
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- B64C27/32—Rotors
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- Combustion & Propulsion (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Description
u ing. I!. ITOLZEB
mo Ai:;;s .'.-jίο
ριιιι,ιι'ριιγκ - wr.j,., ·ο u - stbassb it
υ. 455
Augsburg, den 16. April 1968
Der Minister für !Technologie in der Regierung Ihrer Llajestät
der Königin der Vereinigten Königreiche von Großbritannien und ,;ordirland,!vlillbank Tower, Hill bank, London 3.7/.1, England
Luftschraube
Die Erfindung betrifft Luftschrauben für den Antrieb
von Ip-jhrzeugen.
Luftkissenfahrzeuge werden im allgemeinen von Luftscxirauben
mit verstellbarem Blattwinkel angetrieben, wie sie von Flugzeugen her bekannt sind. In vielen Fällen sind
- 1 -BAD ORIOINAL
00981
solche Luftschrauben an einem Ständer angeordnet, welcher
um eine senkrechte Achse gedreht werden kann, so daß durch Veränderung der jeweiligen '.,'irkungslinie des Schubes eine
Lenkung des Fahrzeuges in verschiedene Richtungen ermöglicht wird.
Im allgemeinen weisen Luftschrauben dieser Art einen
schlechten .»irkungsgrad auf, was seine Ursache in den
zwecks Vermeidung von LtLra niedrig gewählten Geschwindigkeiten
der Βΐε/ttspitzen hat» Es bereitet große Schwierigkeiten,
Luftscnraubenblätter zu konstruieren, welche in dem erforderlichen Lrehz=>hlbereich mit rutem '.,irkun^sgrad
arbeiten. Außerdem sind die Luft se Lr subenbl Litter
aufgrund der sich in Vor'./Urtsrichtung ergebenden Schub- und
Geschwindigkeitsanforderungen stark angestellt (beispielsweise 20° bis 25°), weshalb die ochroubenblr.tter fur die
Erzeugung eines Rückwärts se hub es un«3eeignet sind. Loch ist
es gerade wünschenswert, gleichen Vorwärtssehub und Rückwärtsschub
erzeugen zu können. "<enn niedrige Blattspitzenge
schv/indigke it en zu großen Luftscliraubendurchmessern führen, so verursacht die Biegsamkeit der Luftschraubenblätter
Schwierigkeiten bei der Luftschraubenlagerung, da ein starkes Vorstehen der Luftschraubennabe erforderlich
ist, um ein Anschlagen der Luftsehraubenblätter an dem
Lagerständer zu vermeiden, wenn sich die Blätter unter den Schubkräften durchbiegen.
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,/as die Lenkung von Fahrzeugen in bestimmte Richtungen
betrifft, so wurde bereits vorgeschlagen, den Anstellwinkel
der LuftschraubenbLitter jeweils relativ zwischen
positiven und negativen 3teliungswerten zu ver..nder.i;. 1-Iierfür
sind Jedoch zyklische Jteuerungen erforderlich, velche
niob, während des Betriebes rasch bewegende Teile ^ufv.o
die einen erhöhten Vorschlei;" ::uf ..eisen und erhühten
.7r>.rtungsaufwand verursachen.
Durch die Erfindung soll die Auf.5.?be £3ΐο:τ werüeu
bei Luftschrauben der angegabenen ^rt innrri.ai: des ^t "',iinachten
Drehzahlbereiches einen ,jäten ,7irkun.;/:jred
zu erzielen, chne daD die eben angegebenen ichvieri.^kei
auftreten.
Diese Aufgabe vird bei einc.-r Luftschraube n.it
mindestens zwei luitsehr-ube:ibi;tten:, cie rn ~in:-r, 'am
eine im wesentlichen horizontale Aci.^e drehb-r π uni iun
eine dazu im »vosontliciien senkrechte .-vChse ver.: %'::λ· iu:"c'r-;ii
Nabe bofes^i t oin:i, erfindunrs-j^mA." durch j'ev/eils i:inleste:is
eine, m dea betreff enden Luft sc::r ?. übe ^bI att e:itl?.nrrv-rrlaufende
und in dessen Cbc-rfÜ-che ausa ndende -clJ-itzöffnung
gelöst, über welche ein 3 tr erdungsmittel strom über die
Luftschraubenblatt-Cterfii.che iiinv.-ee: ausblasb-r ist.
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Gemäß einer bevorzugten AuEführungsform der Erfindung
kann der von den einzelnen Luftschraubenblättern erzeugte Schub mit Bezug auf die Achse eines zur Lagerung der
Luftschraubennabe dienenden Ständers zyklisch verändert werden.
«
lisch einer weiteren Ausfuhrungsform der Erfindung
lisch einer weiteren Ausfuhrungsform der Erfindung
sind in jedem Luftschraubenblatt zumindest zv/ei
ochlitzöffnungen vorgesenen, welche so angeordnet sind,
dsl: die Abgebe von Strömungsmittel strömen aus diesen
^chlitzoffnungen jeweils zu Vorschubkrärten in verschiedenen
Sichtungen rührt, und außerdem ist eine Steuerung vorgesehen, mittels welcher diesen Schlitzöffnungen jeweils
wahlweise Strömungsmittel zur Abgabe zuleitbar ist.
LIit einer Luftschraube nach der Erfindung können hohe
Auftriebs- oder Schubkoeffizienten erreicht werden, selbst wenn der querschnitt der Luftschraubenblätter kreisfömig
oder nahezu kreisförmig ist, und außerdem können niedrige Biattspitzengeschwindiskeiten zur Anwendung kommen, wobei
sich immer noch ein guter Schub-7/irkungsgrad ergibt. Die
einem in .juerschnitt kreisförmigen Luftschraubenblatt eigene
Biegesteifigkeit ermöglicht eine beträchtliche Vergrößerung
des Luftschraubendurchmessers, ohne daß die Luftschraubennabe in bemerkenswertem Laße vorzustehen brsucht,
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Im folgenden wird die Erfindung anhand einiger Ausführungsbeispiele
unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen stellen
dar:
Figur 1 eine schematische Seitenansicht eines
Luftkissenfahrzeuges mit einer Luftschraube -nach der Erfindung,
Figur 2 eine schematische Aufsicht auf das Fahrzeug nach Figur 1,
Figur 3 einen querschnitt durch ein erfindungsgemäßes
Luftschraubenblatt,
Figur 4 eine schematische, teilweise geschnittene
Stirnansicht eines Genäuses, welches einen % Teil der wabenanordnung der erfindungsgemäJ.'en
Luftschraube bildet, zusammen mit einem zugehörigen Aubengehäuse, wobei der
ochnitt in der in Figur 1 angedeuteten üchnittebene IY-IV verläuft,
Figur 5 einen Schnitt durch das erwähnte Gehäuse
und Auiiengehäuse entlang der in Figur 4 ange-
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deuteten Schnittebene V-V, weicher
auch einen {Teil der Luftschraubenblätter und des zugehörigen wabenkopfes
zeigt,
Figur 6 ein Fiyur 3 entsprechender querschnitt
durch eine andere Ausführungsform des erfindungsgemälten Luftscrjeubenblottes,
Fi^ur 7 eine Fii^ur 4 entsprechende Darstellung,
velche zur Erläuterung einer weiteren Greüäusei'orm dient,
Figur 8 eine Figur 5 entsprechende dchni"ctdar-
steilung längs der in Figur 7 angedeuteten
ochnittebene VIII-VIII und
Figur 9 einen Querschnitt durch einen Teil
eines Lui'tschraubenblattes zusammen mit
zugehörigen Steuereinrichtungen»
Die Figuren 1 und 2 der Zeichnungen zeigen ein Luftkissenfahrzeug
1 mit einem am Fahrzeugkörper befestigten senkrechten Stander 2, welcher am rückwärtigen Fahrzeugteil
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angeordnet ist und nach oben ragt. Das obere i£nde des
3ti>.nders trägt ein stromlinienförmiges Ve r kl ei dungs ge hUuse
3» welches einen Teil einer nicht in ihren Einzelheiten dargestellten 17- benanordnung einer Luftschraube
umschließt, welche ihrerseits zwei Luftscliroubenbliitter
von kreisförmigem querschnitt aui'.veisi;, die an einer
um eine horizontale Achse drehbgren Knbe st?rr befestigt
und von einer iiaberürappe 5 umschlossen sind. Der öt; nder
ist derart am Fahrzeugkörper gelagert, i-:?. er zusammen
mit der Luftschraube um seine in Figur 1 durch die Linie P-P angedeutete Langsachse frei ver-ichwenkb^r ist»
Die Achse der Luftschraube kann auf diese '.eise mit Bezug 8Uf das Fahrzeug und mit 3ezug auf die och'.venkrjchse P.
beispielsweise um den in Fif:ur 2 angedeuteten /inkel θ
verstellt werden, wobei in Ji^ur 2 die entgegengesetzten
3renzstellungen der Luftschraubenachse durch strichpunktierte Linien angedeutet sind.
An den Oberflächen der Luftschraubenblätter sind sich in Längsrichtung erstreckende or «ltöffnungen vorgesehen,
wobei jeweils ein oberflächlicher Teil des Luftschraubenblivfctes
über die betreffende öffnung hinübergezocen
ist, wie Figur 3 der Zeichnunjen zeigt, so d^l- ^ev.eilE
eine federnde Illarpe 15 gebildet v.ird, die, abgesehen von den
nachstehend beschriebenen 3etriebszust ".nden, zum AbsciL
der betreffenden Cffnung dient.
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Die Öffnungen sind mit Bezug auf die durch den Pfeil L1I angedeutete Drehrichtung des Luftschraubenblattes
nach rückwärts gerichtet und in einem Bereich angeordnet, welcher als vorderer ablaufender quadrant
des Luftschraubenblattes bezeichnet werden kann, d.h. als derjenige quadrant, der mit Bezug auf die Drehrichtung
der Luftschraube in deren ablaufender Hälfte und mit Bezug auf die Bewegungsrichtung der gesamten
Luftschraube längs ihrer Achse an der Vorderseite des Luftschraubenblattes gelegen ist.
Längs der Achse des Ständers 2 erstreckt sich eine Welle 6, die an ihren Enden Jeweils Kegelräder 7 und 8
trägt. Das obere Kegelrad 7 steht mit einem Kegelrad 9 in Eingriff, welches mit der drehbaren Hs.be der Luftschraube
verbunden ist, während das untere Kegelrad 8 mit einem Kegelrad 10 in Eingriff steht, das an der Ausgangsy/elle
eines in dem Fsiirzeu^körper montierten Gasturbinentriebwerkes
11 befestigt ist. Vom Verdichter des Triebwerks abgeleitete Luft -»/ird zu einem nachstehend erläuterten
Zv.eck über eine koaxial zu der Welle6 angeordnete
Leitung 12 in das Gehäuse 3 eingeleitet.
I\unmehr wird auf die Figuren 4- und 5 der Zeichnungen
Bezug genommen. Des Verkleidungsgehäuse 3 umschließt ein ringförmiges GeLäuse 14, in vrelchem eine .Velle .15 gelagert ist,
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über die das Kegelrad 9 mit dem drehbaren Nabenteil verbunden
ist. Das Innere des Gehäuses 14 bildet eine Verteilerkammer 60, die eine nicht dargestellte Verbindung,
zur Leitung 12 aufweist, ijber eine sich in radialer Richtung erstreckende Wandung 1? ist eine
ßingwandung 15 koaxial an dem Gehäuse 14 befestigt, so
daß ein Hingkanal 18 gebildet wird, der in Umfangsrichtung durch Radialstege 19» die sich längs einer durch die
Anordnung gehenden axialen Vertikalebene jeweils an der Oberseite und an der Unterseite von dem Gehäuse 14
zu der Ringwandung 16 hin erstrecken, in zwei gleiche Abschnitte unterteilt ist. In dem Gehäuse 14 vorgesehene
Öffnungen 20 und 21 verbinden die Verteilerkammer 60 mit den beiden Abschnitten des Ringkanales 18, Sich in
Umfangsrichtung erstrockende Steuerschieber 22 und 23 können mittels hydraulischer Stelltriebe 24 bzw, 25 in
axi.ler Richtung über die genannten' Öffnungen 20 und 21
geschoben werden, so daß diese öffnungen mit Bezug auf die Verteilerkammer geöffnet oder geschlossen werden können.
Die hydraulischen Stelltriebe 24 und 25 sind durch
Ij'edermittel derart vorgespannt, dnii die Schieber 22 und
mit 3ezu3 auf die öffnungen 20 und 21 in Schließstellung
gedrängt werden. Eine Beaufschlagung der Steiltriebe mit
hydraulischem Druckmittel über Rohrleitungen 26 und 27
den Federkräften im Sinne einer Freigabe der genannten
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öffnungen entgegen. Die otelltriebe werden mittels eines
Dreiwegeventiles 28 gesteuert, bei dessen öffnung Druckmittel von einer Zuführungsleitung 29 entweder
zu beiden Stelitrieben gleichzeitig oder nur zu einem
der Stelltriebe gelangen kann, während die dem jeweils anderen 3telltrieb zugeordnete Rohrleitung init einer
Rücklaufleitung 30 verbunden wird. Hierdurch kenn erreicht
•./erden, daß eine der Öffnungen geschlossen bleibt^ vie
dies in Figur 5 bei der öffnung 20 der FsIl ist, während
die andere Öffnung (z.B. die üffnung 21) freigegeben ist,
wobei der jeweilige Offnungsquerschnitt des ochiebers
durch entsprechende Bewegung desselben veränderbar ist.
Das Innere der Luftschraubenblätter ist hohl und dient als Kanal, welcher die Schlitzöffnungen in den
Oberflächen der Luftschraubenblätter mit Yerbindungskanälen 31 und 32 verbindet (in Figur 5 durch gestrichelte
Linien angedeutet), wobei jedes Luftschraubenblatt .je einen Verbindungskanal aufweist, welcher jeweils innerhalb
der umlaufenden .Nabe verläuft und jev/eils an einer Austritt
soffnung mündet, welche über den Ringkensl 13 hinwegläuft.
Befinden sich daher die Schieber 22 und 23 in Öffnungsstellung, so wird die in die Verteilerkammer GO
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eingeleitete Luft dem Ringkanul 16 zugeführt und gelangt
von hier aus über die Verbindungskenlle zu den Luftschraubenblättern.
Der auf die, die jchlitzöffnun^en
der Luft schraubenmutter verschließenden federnden .Klappen wirkende Luftdruck hebt diese an, so daß
jeweils über den rückwärtigen Oberflachenteil jedes Luftschraubenblattes ein Luftstrom als dünne Stromungsschicht
tangential hinwegstr^icht, wie in Figur 3 der Zeichnungen
durch den ff eil 3 angedeutet ist. Die== hat die Wirkung,
d-ii? die während der Drehung rund um die Luftschrauben·^
blätter zustande Kommende Zirkul-rtionsstr^iaung geändert
wird, wodurch ein aerodynamischer Auftrieb erzeugt wird-,
welcher in Richtung des Pfeiles I in Ji^ur 5 3er
Zeichnungen wirksam ist und sich :\la Vortriebskraft über die Luftschraube und den ot_ndar den i?1? to? zeugkör ρ er mitteilt.
Eine gleichzeitige Bewe-gunj der Schieber gegenüber
den ihnen zugeordneten öffnungen führt zu ein*:r Veränderung
des Luftzustromes zu den Luftsclinubenblüttern und d-ü.er
zu einer Veränderung des Vorschubes. Der von jedem
Luftscliraubenblatt erzeugte 3chuo I (öxehe ?i~ur 2 der
Zeichnungen) istf während Sixmtlichen Dr ^hr ha sen jeweils
gleich groß oder im wesentlichen gleich grofi.
Ist jedoch eine der genannten Iffnun^en geschlosser,
während die andere geöffnet bleibt, so v/ird von der
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Verteilerkammer 60 aus demjenigen Abschnitt des Ringkanales
keine Luft zugeführt, welcher von der erstgenannten öffnung aus gespeist wird und demgemäß wird,
während die Verbindungskanäle diesen Abschnitt des Ringkanales überlaufen, keine Luft aus den Schlitzöffnungen
der Luftschrnubenblätter ausgeblasen. Aus diesem Grunde v.ird auch während dieser !-hase der Drehung jeweils kein
Schub erzeugt. Die durch den jeweils anderen Abschnitt des RingKanales hindurchi:;elangende Luft erzeugt jedoch
während des verbleibenden Teiles der Drehung des betreffenden
ijuitschraubenblettes wie vorher einen Schub.
Hierdurch wird erreicht, daß mit Bezug auf die Achse des Ständers auf einer Seite eine ungleichmäßige Schubkraft
wirh.t, so deE sich der -Ständer um seine Achse verschwenkt.
Durch .leder öffnen der erstgenannten üffnung wird dann
v.leder während der gesamten Drehung der Luftachraube Luft durch die .icnlitzöffnungen der Luftschraubenblätter geleitet
und der Auftrieb bzw, 3chub wirjct wieder symmetrisch zur
Achse des Ständers, weicher deher aufhört, sich zu verscav/enken.
Die ochubrichtung vurde jedoch mit Bezug auf das Fahrzeug geändert, so da£ suf dieses ein I.oment wirkt,
v;o durch eine .Richtungsänderung der Fahrzeugbewegung erreicht
v.ird.
Der Ständer der Luftschraube kann un 180° verschwenJct
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BAD
werden, bevor sich, wiederum ein symmetrischer Luftscnraubenvortrieb
einstellt, so daß in diesem Falle dos Fahrzeug in entgegengesetzter Richtung angetrieben wird und wie
vorher der maximal verfügbare öcnub zur Verfügung steht.
In manchen Fällen ist es wünschenswert, den entgegengesetzt
gerichteten Schub rascher erzeugen zu können als dies möglich ist, wenn der Luftsciiraubenständer verschv/enkt ^|
werden muß. Gemäß einer Abwandlung der beschriebenen Ausführungsform
der Erfindung sind die Luftschraubenblätter durch in Längsrichtung verlaufende Teilwsndungen 33 im
Inneren in zwei Kanäle C und D unterteilt, wie Figur 6 der Zeichnungen zeigt, Genauso wie bei dem vorstehend
beschriebenen Ausführungsbeispiel besitzt jedes Luftschraube nblatt eine nach rückwärts gerichtete Schlitzöffnung,
welche eine federnde Klappe 33 aufweist und Verbindung mit dem Kanal C hat. Sine weitere Schlitzöffnung ähnlicher λ
Konstruktion bzw, gleicher Konstruktion, welcher eine federnde Klappe 34 zugeordnet ist, ist außerdem auf der mit Bezug
-?uf dessen Drehung ablaufenden Hälfte des Luftschraubenblattes
angeordnet und bezüglich der Ausblasrichtung nach rückwärts gerichtet, doch ist diese Öffnung mit Bezug auf die
Bewegungsrichtung der gesamten Luftschraube im Bereich des hinteren juadranten angeordnet· Die genannte zweite Schlitzoffnung
hat jeweils Verbindung mit dem Ksnal D des betroff
enden Luftschraubenblattes.
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Die lisbenanordnung für dieses abgewandelte Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in den Figuren 7 und θ der Zeichnungen gezeigt, v/obei jeweils entsprechende
Teile wie in Fiyur 4- und 5 der Zeichnungen such mit
gleichen Bezugszahlen bezeichnet sind. Ein ringförmiges,
von dem Verkleidung jehäuse 3 umschlossenes Gehäuse 35
dient unter anderem zur Lagerung einer .VeIIe 15» welche
das Antriebsmoment von einem Kegelrad 9 in der vorstehend
beschriebenen ;.Yeise zu dem schwenkbaren iiabenteil übertragt.
Durch die ,/»ndungen 16 und 17 vdrd wiederum ein
ringförmiger Kanal 18 gebildet. Auch hier ist der Ringkanal durch Trennwsndungen 19 umfengsnCiiig unterteilt
und hat über Öffnungen 20 und 21 in der ^ehausewendung
Verbindung mit einer Verteilerkammer 36, viobei die
Öffnungen 20 und 21 durch Verstellung der vcn hydraulischen Stelltrieben 24 und 25 betätigten Schieber 22 und 23
geöffnet oder geschlossen werden können· Außerdem sind hier wiederum Verbindungskanäle 31 und 32 vorgesehen,
welche zur Verbindung des Ringkanals 19 mit dem Inneren der Luftschraubenblätter dienen, doch ist im vorliegenden
Falle nur eine Verbindung zu dem Kanal C jedes Luftschraubenblattes
hergestellt. Die Kanäle D sind über weitere Verbindungskanäle 37 und 38 an einen zweiten Hingksnal 39
anschließbar, welcher radial innerhalb des Ringkanales 18 und konzentrisch zu diesem in dem Gehäuse 35 gebildet ist.
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Hs
Auch der Ringkanal 39 ist umfangsm:L':ig durch radiale Teilwpndun^en
40 unterteilt, weiche mit den Teilsendungen 19
fluchten. Die beiden hierdurch gebildeten Abschnitte des Ringkanales 39 stehen über üffnungen 41 und 42
der "Jandung des gehäuses 35 mit der Verteilerkammer 36
in Verbindung. Diese Öffnungen können v/iederum durch
Schieber 43 und 4^ geöffnet oder geschlossen werden, die
ihrerseits Lhnlich wie die Schieber 22 und 13 durch ^
hydraulische Stelltriebe 45 und 46 bet.tigt werden.
In der Zeichnung nicht abgebildete Druckmittel-mschlüsse
der hydraulischen Stelltriebe 24 und 45
sind so ausgebildet, daß icmer nur einer der zugehörigen
Schieber im Sinne einer Freigabe der je'.veils zugehörigen
Cffnung betätigt werden kann, während die jeweils -mdere
öffnung gesci:lossen bleibt. Dasselbe gilt fur die Anordnung der Stelltriebe 25 und 45. oind d:;her die öffnungen
zum inneren Ringkanal 39 geöffnet, so a^s3en die öffnungen %
zu dem äußeren Hingkanal 18 geschlossen sein. Au.erdein
ist die Steuerung für die Druckmittelstelitriebe so r>usgebildet,
daß die Jev/eils innen liegenden Cffnungen der einen
Seite und die jeweils auilen liegenden Öffnungen der
gegenüberliegenden Seite der Anordnung o'e7<eils dann freigegeben
werden, wahrend die übrigen cfxnun_en gesciiLossen sind,
so daß sich die in Figur 8 gezeigte Steuerstellung ergibt.
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Um nun einen Vortrieb an den Luftschraubenblättern zur Erzeugung eines euf des Fahrzeug wirkenden Vorwärtsschubes
zu ermöglichen, v/erden die Öffnungen 41 und 42 verschlossen, während die Öffnungen 20 und 21 freigegeben
v/erden. Die Luft strömt dann von der Verteilerkammer zu den beiden Abschnitten des äußeren Ringkanales 18 und
von hier eus über die Verbindungskanäle 31 und 32 zu den
Kanülen C der Luftschraubenblätter, von wo aus die Luft
über die 3chlitzöffnungen der Vorderseite der Luftschraubenblätter
ausgeblasen wird, wie durch den Pfeil B von Figur angedeutet ist. Eine schubumkehr wird erreicht, indem
die Öffnungen 20 und 21 geschlossen und die Öffnungen 41
und 42 freigegeben werden, so daß Luft zu dem inneren
Hingkanal 39 strömt und über die Verbindungskenäle 37 und
zu dem Kanal D der Luftschrsubenblätter gelangt, um von
hier aus über die Scnlitzöffnunjen der Rückseite der
Luftscrjraucer.cliitter in der durch den ffeil RB nach
Figur 6 der Zeichnungen angedeuteten „eise ausgeblasen zu werden. Der resultierende dchub wirkt in Richtung des
Pfeiles RL. Auf diese .'/eise kann d;;her eine nahezu augenblickliche
Schubumkehr erfolgen.
Eine Richtungssteuerung knnn in der vorstehend beschriebenen
.,eise erfolgen, indem jev.eils die Luftzufuhr zu dem
- 16 -
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jeweils einen Abschnitt des entsprechenden Ringkenales unterbunden wird, so dg.';· mit 3ezug auf den Luftscürsubenständer
eine unsymmetrische Jchubkraft entsteht, welche eine Verschwenkung des Stünders um die Lagerungsachse
bewirkt. Ein in dieser Hinsicht rascheres Ansprechen kann erreicht werden, indem man Luft zu dem jeweils einen
Abschnitt des äußeren Ringkanales 18 und zu dem diametral gegenüberliegenden Abschnitt des inneren Ringkanales 39
zuführt, so daß ein Vorwärtsschub im Bereich einer Hälfte der von der Luftschraube überstrichenen Kreisscheibe und
ein Rückwärtsschub im Bereich der anderen Hälfte dieser Kreisscheibe erreicht wird, wobei diese beiden Bereiche
selbstverständlich mit Bezug auf die Lagerungs2ch.se
des Luftschraubenständers auf jeweils gegenüberliegenden
leiten liegen·
Bei beiden Ausführunrjsformen der Erfindung erfolgt
der zyklische übergang z,vischen jeweils unterschiedlichen
Bedingungen der Luftzufuhr zu den Luftschraubenblattern
(deli, eine entsprechende ic hub erzeugung oder keine Schuberze
U-,rung bzv. ein Vorwort ss chub oder Rückwärts schub) außerordentlich
rasch. Ein allmählicherer Übergang kann erreicht werden, indem die Ringk-müle weiter unterteilt werden, wie
•lies in den Figuren 4· und 7 der Zeichnungen durch gestrichelte
it
Linien angedeutet ist, v.obei such entsprechende Unterteilungen
an den, den Luftzustrom zu diesen Kanälen ermöglichenden öffnungen vorgenommen sind und diese
Teilöffnungen in diesem Falle entweder unterschiedliche
.Querschnittsfläche haben oder aber einem jeweils ge-
^ sonderten Teil der gesondert betätigbaren -ic hieb er anordnung
zugeordnet sind.
Auf diese '.Veise kann im mittleren Bereich einer Hälfte
des Ringkanales der größte Strömungsdurchsstz auftreten,
welcher dann in beiden Hichtungen fortschreitend abnimmt.
Sine Schubumkehr kann auch mit einer llebenanordnung
gemäß den Figuren 4 und 5 der Zeichnungen erreicht werden,
wenn abgewandelte Luftsclire.uberiblätter verwendet werden,
W wie sie in Figur -y der Zeichnungen gezeigt sind. In diesem
Falle ist das jeweilige Luftsehrsubenblatt im Inneren
nicht unterteilt, hat aber zwei sich in entgegengesetzten Richtungen öffnende ichlitzöffnungen, die in ähnlicher
v/eise wie bei der Ausführungsform nach Figur 6 der Zeichnungen
von federnden Klappen 13 und 34 überdeckt sind. Gegen die Unterseite jeder dieser federnden Klappen stützt sich ein
Druckluftbalß 47 bzw. 48 ab, welcher jeweils wahlweise über
ein Steuerventil 49 mit einer geeigneten Öruckluftquelle ver-
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BAD
1756P02
bunden werden knnn· Durch 3et:jtigung des Ventiles 49
wird Jeweils entweder der eine oder der andere cieser
Druckluftbälge an die Druckleitung ^C -^geschlossen.
Die Druckluftbeaufschlagung eines "Selbes bewirbt, daß
dieser 3ich ausdehnt und dadurch die zugehörige federnde
KLawpe aus dem Oberflächenprofil der Luftschraube heraus
nach außen bewegt, so daß die zugehörige ochlitzöftnung
freigegeben wird. Beim Ablassen der Druckluft verschlieft die federnde Klappe die zugehörige ichlitzöffnun^ wieder··
Auf diese Weise kann jeweils durch diejenige Jchlitzöffnung
Luft ausgeblasen werden, welche gerade geöffnet ist, so daß entweder in der einen oder in der anderen Richtung ochub
erzeugt wird. .Selbstverständlich kann diese Ausführungsform
der Erfindung aucü dazu verwendet werden, jeweils gleichz
entgegengesetzt gerichtete iSchubkräite auf jeweils verscniedenen
Abschnitten der von der Luftschraube überstrichenen
Kreissc:.eibe zu erzeu-je*:, veiir. hierfür auch
ein gewisser zusätzlicher Aufwand erfcrierlich ist.
Bei Luftschraubenblättern nach ien Ze ic linungs figuren 3
und 6 kann die Schwierigkeit auftreten, daß der dem Inneren der Luftschraubenblätter zugeführte Druck nicht dazu
ausreicht, die federnden Platten zu offnen, um den Ausstoß exner genügenden Luftmenge zu ermöglichen. Da es aus
ic
aerodynmaisclien Gründen wünschenswert ist, daß die 3chlitzöffnungen
normalerweise geschlossen bleiben, außer wenn sie tatsächlich gebraucht werden, können zur Freigabe der
,jchlitzöffnungen auch andere Einrichtungen vorgesehen sein und für diesen Zweck können Bruckluftbulge verwendet werden.
Die Erfindung wurde verstehend unter Bezugnahme auf ^ Luftschrauben beschrieben, v/elche in gasförmigen otrömungsaittf;ln,
d.h. in Luft arbeiten, doch kann die Erfindung ohne weiteres auch auf in Vaster arbeitende Propeller angewendet
werden, und in diesem F-:?He ist d^s über die Schlitzöffnungen
der rropellerblätter ausgestoHene Strömungsmittel zweck-HLi.Tigerweise
ebenfalls "Vasser· Es ist anzunehmen, daß die
Verwendung vc-n Luft eis auszustoßendes Strömungsmittel in
diesem Falle zu Kavitationen führen könnte, doch ist diese Ausfuhrungsform der Erfindung angesichts ihrer groiien Vorteile
iurcLeus denkbar. Auch die Verwendung von Dampf, beispielsweise
ψ .Vis-erdcr.rnf, der durch dss umgebende Yasser kondensiert
v.'ird, liegt im HsLaien der Erfindung.
Ein einziger Iropeller der beschriebenen erfindungsgemäiien
.'j?t dijrfte far den Vortrieb von Fahrzeugen mittlerer
Grcne ausreichend sein und sämtliche für die Ausführung von
ÜEncvern erforderlichen Lenkkr'.'fte liefern. Begrenzter Raum,
Begrenzungen der zur Verfugung stehenden leistung und andere
Überlegungen kennen jedoch dazu fahren, mehr als eine
rroreilereinheit vorzusehen.
009815/033A
In Fällen, bei denen die RichtungsStabilität ein gewis^3ea
jrrobelm darstellt, was insbesondere f'lr Luftkissenfahrzeuge
gilt, bietet sich d:-?s erfindungsgenäHe Antriebssystem
als besonders geeignet für eine ^u-com--tische
Lenkung; an, wobei Richtungsänderungen ---ufgenommen
werden und dann Korrekturen leicht aus^ef.ihrt werden
könneno
Vom otsndpunkt des mechanischen Mrkungsgrydes ~us
^eseiien, wird die er findungs gemälde Lul'tsein :-iübe b;;-7. der
erfindungsgemäße Propeller vorzugsweise mechanisch angetrieben« :"ils Alternative zu den beschriebenen indirekten
Antrieb über Getriebe k-mn ein G-asturbinentriebv/erk in
einer -TrieDwerksgondel angeordnet sein, die auf einem
it^nder befestigt ist, so d?j. die Propellerwelle unmittelbar
mit der Triebwerkswelle gekuppelt werden kann» Es bestehen jedoch keinerlei grundsätzliche .Schwierigkeiten, auch
Propellerspitzen-Busenreaktionsantriebe vorzusehen, welche
leicht den gestellten Bedingungen angepaßt werden können und bei der in Betracht zu ziehenden Größe der Luftschraubenblätter
können innere Kanäle von beträchtlichem -.jueracnnitt vorgesenen sein, so ά--3. ein großer Lengendurcha^tz
zugelassen werden kann und keine wesentlichen Ger"u3ciie auftreten.
- 21 BAD ORIGINAL
009815/0334
Claims (14)
- PatentansprücheM. Luftsciaraube mit mindestens zwei Luf tschraubenbläbtern, die an einer, um eine in wesentlichen horizontale Achse drehbarer. ui:u um eine dazu in» v/esentlichen senkrechte Achse verschv/enkbaren liabe befestigt sind, gekennzeichnet durch jeweils mindestens eine, an dem betreffenden Luftschrsubenblatb (4) entl&ngverlaufende und in dessen Oberflacne ausmündende Schlitzeffnung, über welche ein Strömungsmittelstrcm (3, RB) über die Luftschraubenblatt-Oberfläche hinweg ausolesbar ist.
- 2. Luftschraube nach Anspruch 1, aadurch gekennzeichnet, da υ. die otromungsmittclabgabe über die Schlitzöffnungen der Luftschraubenblätter (4) jev/eiis in Abhängigkeit von der Drehung der i^abe (5) i^it Bezug auf die Schwenkachse (6) der Labe zyklisch veränderbar ist.
- 3. Luftschraube nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, das die ITabe (5) drehbar an einem Ständer (2) gelagert ist, der seinerseits mittels einer Schwenklagerung (6) an einem Fahrzeug (1) befestigt- 22 - Q09815/0334BAD ORIGINAL17ΰ6202ist, auf welch letzteres aer von den Luftschraubenblättern (4) erzeugte Schub über diese .Schwenklagerung des genannten Ständers übertragen wird.
- 4. Luftschraube nach einem der Ansprüche 1 bis 5» gekennzeichnet durch ein lisbengehäuse (14 bzv/. 55), welches mindestens einen Rin^kanal (1o bzw. 1j, 35) aufweist, der in Unif angsrichtunj in bindestens zwei in bezug auf die Schwenkachse (6) aer Labe symmetrisch gelegene Abschnitte unterteilt iöt, ferner aurch Kanäle (12, 60, 20, 21 bzw. 56, ZC, ii, 41, ^2) aur Vorführung von otroinungsr^ittel zu diesem bzw. diesen Ringkanälen sowie durch Verbindungskanäle ($1, 52 bzw. 51» 52j 57» 5ö) zur Zuführung von otrümungsr.ittel von diesen riingkanälen zu den Luf tsciiraubenblettern und endlich durch ii/iijrichtungen (2^, 25, 24, ^p bzw. 45, 44, 45, 45) zur zeiOweisen V::terbreciiur.c äes S'oroinuiigs^ifGelzustroines zu jeweils einem Abschnitt dieses bzw. dieser Hingkanüle.
- 5· Luftschraube nach Ans. ruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einer Strümungsmittelquelle und dem bzw. den Rin^kanälen (13 bzv;. 5°) Öffnungen(20, 21 bzw. 41, 42) an^ecrdr.et sind und da.i die Einrich009815/0334 BAD ORIGINALzur zeitweisen Unterbrechung des Strömungsmittelzustromes zu einem Ringkanalabschnitt die Form von Ventilen (22, 23, 24, 25 bzw. 43, 44, 45, 46) haben, mittels welchen die genannten Öffnungen Jeweils wahlweise einzeln abschließbar sind.
- 6. Luftschraube nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile (22, 23, 24, 25 bzw. 43, 44, 45, 46) im Sinne einer Veränderung des Durchtrittsquerschnittes der Offnungen (20, 21 bzw. 41, 42) jeweils gemeinsam betutigbsr sind.
- 7· Luftschraube nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch mindesterjs je zwei an jedem Luftschraubenblatt (5) entlangverlaufende und an dessen Oberfläche ausmündende Schlitzöffnungen, welche derart angeordnet sind, dau über diese Schlitzöffnungen abgegebene Strcmungsnitte!ströme jeweils in verschiedenen Richtungen v/irkende Schubkräfte hervorrufen, sowie durch Steuereinrichtungen (28 bzw. 49), mittels welchen eine v/ahlweise Zuleitung von Strömungsmittel zu jeweils einer dieser 'Schlitzöffnungen im Sinne eines StrömungsmittelausstCiies aus dieser Schi it ζ öffnung einstellbar · ' ist.- 24 -009815/0334BADis-
- 8. Luftschraube nach Anspruch 7 und einem der Ansprüche 4- bis 6, gekennzeichnet durch zwei zueinander konzentrische Ringkanäle (18, 39),mit welchen die in jedem Luftschraubenblatt (5) vorgesehenen Schlitzöffnungen jeweils über gesonderte· Verbindungskanäle (31, 32; 37, 38) Verbindung haben, welche von je einem dieser Ringkanäle aus mit Stromungsmittel beaufschlagbar sind, wobei die Strömungsmittelzufuhr jeweils zu einem dieser Ringkanäle wahlweise absperrbar ist (Figuren 7 und 8).
- 9« Luftschraube nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, da3 beide Ringkanäle (18, 39) in zwei symmetrisch zur Habenschwenkachse (6) gelegene üiafangsabsclmitte unterteilt sind und daß Einrichtungen (22, 23, 24-, 25; 4-3, 4-4-, 4-5, 4-6) zur zeitweisen Absperrung der otrömungsmittelzufuhr zu jev/eils einem Umfangsabschnitt dieser Ringkanäle vorgesehen sind (figuren 7 und 8).
- 1Oo Luftschraube nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine übsperreinrichtung, welche eine gleichzeitige otrüxflungsmittelbeaufschlagung einander entsprechender Umfangsabschnitte der Ringkanäle (18, 39) verhindert.
- 11. Luftschraube nach Anspruch 9 oder 10, dadurch-25- 009815/0334gekennzeichnet, daß zwischen einer Strömungsmittelquelle und den beiden fiirgkanölen (18, 39) Jeweils Durchtrittsoffnungen (20, 21; 41, 42) angeordnet sind und daß die Einrichtung zur Absperrung der Strömungsmittelbeaufsclilagung die Form von Ventilen 22, 23, 24, 25} 4$, 44, 45, 46) hat, nibtels welchen die genannten öffnungen einzeln absperrbar sind.
- 12. Luftschraube nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dai die Ventile (22, 2$, 24, 25; 43, 44, 45, 46) gemeinsam im binne einer Veränderung des Durchtrittsquerschnittes der Durchtrittsüffnungen (20, 21; 41, 42) betätigbar sind.
- 1$. Luftschraube nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, da3 die Schlitzöffnungen der Luftschraubenblätter (5) von federnden Klappen verschlossen sind, welche sich bei Beaufschlagung mit Strömungsmitteldruck öffnen.
- 14. Luftschraube nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dafi% die Luftschraubenblätter (5) im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt aufweisen.- 26 -BAD ORIGINAL15· Propeller mit den iierkmalen der Luftschraube nach einem der Ansprüche 1 bis 14.16, Propeller nach Anspruch 15» dadurch gekennzeichnet, daß das über die Schiitζöffnungen abgegebene Strömungsmittel Wasser ist.17· Verwendung einer Luftschraube bzw. eines Propellers nach einem der Ansprüche 1 bis 16 für den Antrieb von Fahrzeugen.009815/0334BAD ORIGINAL
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