DE1805171C3

DE1805171C3 - Flugflächenboot

Info

Publication number: DE1805171C3
Application number: DE1805171A
Authority: DE
Inventors: Alexander M. Dr. 7993 Kressbronn Lippisch
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1968-10-25
Filing date: 1968-10-25
Publication date: 1974-05-22
Also published as: US3661111A; FR2021593A1; GB1284093A; DE1805171A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Flugflächenboot, welches unter Ausnutzung eines sich infolge des Bodeneilektes aufbauenden Luftkissens über einer Wasserfläche schwebt, mit einem Rumpf mit einem nach den Seiten und nach hinten geschlossenen, nach vorn offenen, mit der Wasserfläche ein Luftpolster bildenden Stauraum und seitlich im hinteren Bereich des Rumpfes "anschließend!..: τ™ ο flächen.

Bei einem Flugflächenboot der vorstehend genannten Art ist die Tragflügelausbildung in der Weise bekannt, daß die Hinterkanten des Flügels in einer Ebene verlaufen und sich in einem Punkt nahe dem Rumpfende des Fahrzeuges vereinigen. Hierbei begrenzt diese Ebene das Fahrzeug zur überschwebten Fläche hin, und in der Ebene verlaufen lediglich die Hinterkanten des Flügels u.nd die Unterseite von Schwimmern, die an den äußeren Tragflächenrändern angeordnet sind. An den Schwimmern sind Hilfsflügel angeordnet, die sich nach oben und außen erstrecken. Bei einer solchen Anordnung ist das Fahrzeug zwei ίο verschiedenen einander ergänzenden Auflriebsarten ausgesetzt, nämlich der Kraft des sich unterhalb des Fahrzeuges ausbildenden Luftkissens und weiterhin der an den entsprechend geformten Tragflächen sich entwickelnden gefchwindigkeitsabhängigen Auftriubskraft. Hierbei überwiegt bei größeren Geschwindigkeiten die Auftriebskraft der Tragflächen, so daß das Boot abhebt und dadurch der Bodeneffekt verringert wird.

Es ist ferner ein Flugboot bekannt, das aus einem Rumpf und seitlich daran angesetzten Flügeln besteht, wobei die Flügel in Höhe des Rumpfes liegen. Rumpf und Flügel sind an der Vorderseite abgerundet, so daß unter ihnen Stauräume entstehen, die nach den Seiten hin abgeschlossen sind. An den Flügelkanten erstrecken sich hierzu nach unten verlaufende Flächen, die dazu dienen, die Wirkung des Bodeneffekts zu verbessern. Bei einem solchen Flugflächenboot wirken die Flügel in gleicher Weise wie der Rumpf. Es handelt sich um ein Luftkissenboot, dessen Höhenlage nur durch die Luftkissenwirkung stabilisiert wird. Die Flügel vermögen keinen aerodynamischen Auftrieb für den Freiflug zu erzeugen.

Es ist weiterhin ein von Stauluft getragenes Fahrzeug vorgeschlagen, das in Wasser- oder Bodennähe schweben kann, indem es durch Stauluft getragen wird. Hierbei sind zwei hintereinanderliegende Tragflächen im Abstand voneinander und etwa in gleicher Höhe angeordnet, von denen die vordere irag fläche als Parallelflügel oder diesem angenähert mit '■' Endschuben gestaltet ist. Die hintere Tragfläche verläuft hinsichtlich ihrer Vorderkante etwa parallel zur vorderen Tragfläche und endet hinsichtlich ihrer Hinterkante pfeilförmig, wobei die Vorderkante höher zu liegen kommt als die Hinterkante der vorderen Tragfläche. Bei dieser Ausbildung des Stauluft-Fahrzeuges wirkt beim Erreichen einer größeren Höhe der Umstand entgegen, daß die hintere Tragfläche, deren Vorderkante höher liegt als die Hinterkanten der vorderen Tragfläche, beim Anwachsen der Fahrgeschwindigkeit stärker zur Wirkung kommt und die Tendenz hat, das Flugzeug um die Querachse zu schwenken, um die ursprünglichen Gleichgewichtsverhältnisse wiederherzustellen.

Bei einem weiteren bekannten Flugflächenboot der anfangs beschriebenen Art sind zwar seitlich im hinteren Bereich des Rumpfes Tragflächen vorhanden. Diese klappbaren Tragflächen befinden sich jedoch nicht — in Längsachse des Flugflächenbootes gesehen — hinter dem Schwerpunkt desselben, sondern teils davor und teils in der Schwerpunktlinie. Dabei sind die seitlichen Tragflächen mit ihrem Auftrieb in der Schwerpunktachse angeordnet. Mit dieser Anordnung wird bezweckt, daß diese seitlichen und zusätzlichen Tragflächen lediglich den Auftrieb im Vorwärtsflug erhöhen. Mit dem Propeller, der seine Blasluft zwischen einem unteren und einem oberen Flügel bläst, soll sowohl ein statischer als auch ein aerodynamischer Auftrieb erzeugt werden. Infolge der

Anordnung der seitlich vorgesehenen Tragflächen im Bereich des Schwerpunkts können diese nur zur Vergrößerung des aerodynamischen Auftriebs beitragen.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem Flugflächenboot der anfangs genannten Art eine selbständige Regulierung der Schwebehohe so zu erreichen, daß das Boot stets eine genau definierte Höhe zu dem Wasserspiegel einnimmt, wobei das Flugflächenboot mit höherem Wirkungsgrad als die bekannten Fahrzeuge auf dem Wasser verwendet werden kann. Hier- *° zu zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, daß der Rumpf selbst den Stauraum bildet und dabei so ausgebildet ist, daß er einen nur unbedeutenden aerodynamischen Auftrieb erzeugt, und daß der Auflriebsmittelpunkt der seitlich angeordneten Flächen hinter ¹S dem Schwerpunkt des Flugfiächenbootes liegt. Unter aerodynamischem Auftrieb ist lediglich der Auftriebsanteil zu verstehen, der durch die sich relativ zur Tragfläche bewegende Luft entsteht.

Bei einem solchen Aufbau des Flugflächenbootes wird die Längsstabilität dadurch erreicht, daß die am Rumpf wirksame Luftkissenkraft zu der an den im hinteren Bereich wirksamen Tragflächen erzeugten Auftriebskraft im Gleichgewicht steht. Bei Störung des Gleichgewichts nimmt das Flugflächenboot einen falschen Anstellwinkel ein und beginnt entweder zu steigen oder zu sinken. Wenn es sinkt, so vvird es von dem Luftkissen aufgefangen, so daß es wieder eine stabile Lage erreicht. Entfernt sich das Boot bei hohen Geschwindigkeiten von der Oberfläche, so nimmt der reine Druckauftrieb auf den Bootsboden schnell ab, während der von den äußeren Flügelteilen oder dem Höhenleitwerk erzeugte Auftrieb nur geringfüt'ig vermindert wird. Der Gesamtauftrieb wird demnach nach hinten verlagert und der Bootskörper nähert sich automatisch wieder der Oberfläche. Die Ausbildung des Bootskörpers bewirkt so eine selbsttätige Kurskorrektur, indem der Anstellwinkel des Bootes verände^rt wird. Der Druckmittelpunkt des Gesamtauttriebs verschiebt sich während der Fahrt ständig geringfügig, da d'irch einen ständigen Stabilisierungseffekt dafür gesorgt wird, daß der auf den Rumpfboden einwirkende Stauauftrieb ebenso groß ist wie der hinter dem Schwerpunkt wirksame Tragflächenauftrieb.

Vorteilhaft ist der Rumpf so gestaltet, daß er in freier Strömung außerhalb des Bodeneffekts einen negativen Auftrieb liefert. Dadurch wird der Stabilisierungseffekt bei dem Flugflächenboot noch wesentlich steifer gemacht.

Der Rumpf kann durch nach hinten vorstehende Leitwerksträger verlängert sein, wobei die Tragflächen sowohl im Bereich des Rumpfes als auch im Bereich der Leitwerksflächen angebracht sein können. Zweckmäßig ist das Triebwerk in einem mittleren Ausschnitt des Bootes in der Nähe des Schwerpunkts am Rumpf angeordnet.

Die Erfindung wird an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels nachstehend erläutert.

F i g. 1 zeigt ein Flugflächenboot gemäß der Erfindung in schaubildlicher Ansicht;

F i g. 2 stellt das Flugflächenboot der F i g. 1 im Längsschnitt dar;

F i g. 3 veranschaulicht ein Diagramm, aus dem der Auftrieb der einzelnen Bootsteile in Abhängigkeit von der Höhe über Wasser dargestellt ist.

Der Rumpf 10 des in den Fig. 1 und 2 dargestellten Flugflächenbootes ist so gestaltet, daß die positiv geneigte Unterseite einen nach vorn offenen Stauraum 11 bilder. An dzn Rumpf 10 schließen sich seitlich nach hinten überstehende Leitwerksträger 12 an, an deren Enden nach oben hin die Seitenflossen 13 überstehen. Die Spitzen der Seitenflossen sind durch die querverlaufende Höhenflosse 15 miteinander verbunden. Zwischen den Leitwerksträgern 12 und dem Rumpf 10 ist ein nach hinten offener freier Raum gebildet, der die Ausbildung des von einer Schraube 19 erzeugten hochschäumenden Schwalles ermöglicht. Der Rumpf 10 ragt mit seiner nach hinten gerichteten Spitze, an der das Triebwerk 16 angebracht ist, teilweise in den Ausschnitt hinein. An dem Triebwerk 16 sind das Seitenruder 18 und die Antriebsschraube 19 befestigt, die bis unter die Wasseroberfläche reichen. An Stelle der Schraube kann auch jede andere Antriebsart, z. B. ein Wasserstrahl-Antrieb, verwendet werden

Seitlich an den Leitwerksträgern 12 sind sich bis in den hinteren Bereich des Flugflächenbootes erstreckende Tragflächen 14 angebracht, die im Querschniu etwa der Tragflächenform eines Flugzeuges angepaßt sind und von hinten nach vorne leicht ansteigend verlaufen. Die hintere spitzauslaufende Kante schließt etwa mit der Wasseroberfläche ab, so daß die Tragflächen 14, an deren nach außen gerichteten Enden Schwimmkörper 21 angebracht sein können, während der normalen Fahrt in Verbindung mit der Wasseroberfläche ebenso wie der Bug Stauräume bilden. Bei normaler Reisegeschwindigkeit entsteht infolge der Anströmung an der gewölbten Oberseite ein Sog und in dem Stauraum zwischen Unterseite und Wasseroberfläche ein zusätzlicher Druck. Damit wird das Flugflächenboot in seiner Normallage gehalten. Hebt das Flugflächenboot von der Wasseroberfläche ab, so wirkt im wesentlichen nur noch der an den Tragflächen 14 erzeugte Auftrieb, so daß sich der Bug absenkt und damit wieder eine niedrigtrc Gleithöhe eingenommen wird.

Dieser Effekt kann mit verschiedenartig geformten Außenflügeln erzeugt werden. Es kommt ledigiicn darauf an, daß die Tragflächen einen Auftrieb auch außerhalb der Zone des Bodeneffektes erzeugen, also in ähnlicher Weise wie Flugzeugflügel ausgebildet sind. In der Mitte des Rumpfes 10 befindet sich der Raum 17 für die Insassen, deren Sitze bei 20 angedeutet sind.

Versuche haben gezeigt, daß man eine ausgezeichnete Stabilisierung des Flugflächenbootes im Bodeneffekt erreicht, wenn der zentrale Rumpf so gestaltet ist, daß er in freier Strömung außerhalb des Bodeneffektes sogar negativen Auftrieb liefert. Die an einem derartigen Boot auftretenden Auftriebsverhältnisse sind in F ί g. 3 dargestellt. Man sieht, daß der Auftrieb von Flügen und Leitwerk mit zunehmender Höhe über der Wasseroberfläche abnimmt, was auf die verringerte Wirkung des Bodeneffektes zurückzuführen ist. Der Auftrieb des zentralen Rumpfes nimmt in noch stärkerem Maße mit größer werdender Höhe ab und ist außerhalb der Zone des Bodeneffektes sogar negativ.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Flugflächenboot, welches unter Ausnutzung eines sich infolge des Bodeneffektes aufbauenden Luftkissens über einer Wasserfläche schwebt, mit einem Rumpf mit einem nach den Seiten und nach hinten geschlossenen, nach vorn offenen, mit der Wasserfläche ein Luftpolster bildenden Stauraum und seitlich im hinteren Bereich des Rumpfes anschließenden Tragflächen, dadurch gekennzeichnet, daß der Rumpf (10) selbst den Stauraum (11) bildet und dabei so ausgebildet ist, daß er einen nur unbedeutenden aerodynamischen Auftrieb erzeugt, und daß der Auftricbsmittelpunkt der seitlich angeordneten Flächen (14) hinter dem Schwerpunkt des Flugflächenbootes liegt.

2. Flugflächenboot nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rumpf (10) so gestaltet ist, daß er in freier Strömung außerhalb des Bodeneffekts einen negativen Auftrieb liefert.

3. Flugflächenboot nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rumpf (10) durch nach hinten vorstehende Leitwerksträger (12) verlängert ist und daß die Tragflächen (14) sowohl im Bereich des Rumpfes als auch im Bereich der Leitwerksflächen (13, 15) angebracht sind.

4. Flugllächenboot nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es für Fahrten mit hoher Geschwindigkeit mit einer an den mit den Leitwerksträgern (12) verbundenen Seitenleitwerksflächen (13) angeordneten, einen Auftrieb erzeugenden Höhenflosse (IS) versehen ist.

5. Flugflächenboot nach einem der Ansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet, dnß die Tragflächen (14) jeweils mit ihren seitlichen und hinteren Begrenzungskanten mit dem unteren Rand des Stauraumes (11) etwa auf gleicher Höhe liegen.

6. Flugflächenboot nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (16) durch mindestens eine in Schwerpunktnähe in an sich bekannter Weise am Bootskörper angebrachte, ins Wasser eintauchende Schraube (19) erfolgt.

7. Flugflächenboot nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (16) in einem mittleren Ausschnitt des Bootes in der Nähe des Schwerpunkts am Rumpf (10) angeordnet ist.