Die
Erfindung bezieht sich auf die Konzeption und den Bau eines Flugzeugflügels mit
einer erfolgreicheren Nutzung des Coandaeffekts. Das verfolgte Ziel
ist die Vergrößerung der
Auftriebkraft. Wie man schon weiß, bezieht sich der Coandaeffekt
auf das Verhalten eines Gasstrahls in der Nähe einer gekrümmten Wand.
Der Gasstrahl (es kann eine beliebige Flüssigkeit sein), reißt die Luftmoleküle von der nahen
Oberfläche
mit und es entsteht eine heftige Depression, die die Auftriebkraft
verdoppeln oder sogar verdreifachen kann. Der Coandaeffekt wird
zur Zeit beim Bau fast aller Flugzeugtypen benutzt. Weil man die
Vorteile dieses Effekts festgestellt hat, entwickelte sich die Konzeption
STOL (SHORT TAKE OFF AND LANDING = KURZSTRECKENSTART UND LANDUNG).
Es wurden Flugzeuge für
die Bedürfnisse
STOL gebaut, wie zum Beispiel: Boeing (Y-14), Antonov (AN-72-74) und Asuka (Japan). Bei den oben erwähnten Flugzeugen
wachst die Auftriebkraft (die ihnen kürzere Start- und Landezeiten
gestattet) durch das Befestigen der Motoren auf den Rücken der
Flügel
in eine Position, so dass das Blasen der Gase und ihr Ablenken nach
unten durch einige Klappen gewährleistet
wird. Dieses führt zur
Vergrößerung der
Antriebkraft durch den Coandaeffekt auf diesen Flächen. Was
nicht zufriedenstellend ist bei dieser technischen Lösung, ist
die Tatsache, dass die Strahlverteilung nicht gleichmäßig und
auf einer relativ kleinen Fläche
eines Tragflügels begrenzt
ist. Eine bessere technische Lösung
für das Erzeugen
einer Hyperauftriebkraft wäre
die, durch die der Luftstrahl gleichmäßig, beginnend aus der Nähe der Vorderkante, über die
obere Fläche
der Tragflügel,
geblasen wird. Dieser Luftstrahl kann die Profilkrümmung bis
zur Luftkante verfolgen. Wenn die Luftstrahlgeschwindigkeit groß genug
ist, (am besten Überschallgeschwindigkeit),
dann kann auch der Coandaeffekt vergrößert werden. Theoretisch schätzt man,
dass die Auftriebkraft durch den Coandaeffekt auf 9000 kg/qm erreichbar
wäre. Praktisch
waren auch 2000–3000
kg/qm genügend,
weil so eine Saugkraft mit einem Propeller schwer erreichbar ist.
Wie es scheint, ist der Coandaeffekt nicht nach seinem Potential,
den die passende Technik anbietet, ausgebeutet. Für die Verteilung
eines Luftstrahls oder Gasstrahls auf einer größeren Flügelfläche, auf der Hälfte oder
Dreiviertel eines Flügels,
muss diese mit besseren technischen Möglichkeiten gebaut werden.
Auf der Länge
der Vorderkante müssen
einige Spalten sein, durch die die komprimierte Luft mit großer Geschwindigkeit über die
Fläche
geblasen wird. Dadurch löst
sich die Luftgrezschicht frei, wird weggekehrt und so entsteht ein
kräftiger
Unterdruck. Diese Spalten sind eigentlich Endungen eines Luftdrucknetzes,
die man normalerweise nicht woanders findet, außer im Flügel. Von hier ergibt sich die
Notwendigkeit eines Kanals, durch dessen Fenster der Luftdruck auf
der ganzen Länge der
Spalten gleichmäßig verteilt
wird. Und ein letztes Problem, ohne welches der Flügel nicht
funktionsfähig
wäre, ist
die Verbindung zu einer Luftdruckquelle. Diese Quelle für ein so
großes
Volumen kann nur ein Turbokompressor sein. In 1 ist
so ein Schema eines Bauentwurfs des Coandaeffektflügels mit
den wichtigsten Hauptbauteilen, für die Orientierung in der praktischen
Umsetzung, dargestellt. Wie jeder bisher gebaute Flügel, besteht
dieser ungefähr
aus denselben Bestandteilen. Dieser neue Flügel unterscheidet sich aber
von den anderen, weil er eine Kanalisation besitzt, durch die Pressluft
geblasen wird, um den Coandaeffekt zu erzeugen. Zu der Frage der Verwirklichung
gibt das einfache Schema von nebenan in 1 eine Antwort.
Der Flügel
(1) ist mit Rippen (2) gebaut, deren Profile mit
einem Raum für
die Kanalisation (3) vorgesehen sind, durch den die Pressluft
(4) eintritt. Diese Kanalisation hat von Stelle zu Stelle
Fenster (5). Durch diese Fenster verteilt sich die Luft
auf die ganze Länge
der Vorderkante. Diese Luft wird durch die Spalten (6) über die
Flügelfläche geblasen.
In 2 ist der Coandaeffektflügel dreidimensional dargestellt.
Dieser Flügel
wird für
die Forderungen der STOL-Flugzeuge empfohlen.The invention relates to the design and construction of an aircraft wing with a more successful use of the Coanda effect. The goal pursued is to increase the buoyancy. As you already know, the Coanda effect refers to the behavior of a gas jet near a curved wall. The jet of gas (it can be any liquid), entrains the air molecules from the near surface and creates a violent depression that can double or even triple the buoyancy. The Coanda effect is currently used in the construction of almost all types of aircraft. Because of the benefits of this effect, the concept STOL (SHORT TAKE OFF AND LANDING) developed. Aircraft were built for the needs of STOL, such as: Boeing (Y-14), Antonov (AN-72-74) and Asuka (Japan). In the above-mentioned aircraft, the buoyancy force (which allows them shorter take-off and landing times) increases by attaching the engines to the backs of the wings in a position to ensure that the gases are blown and deflected downwardly by some flaps. This leads to an increase in the driving force due to the Coanda effect on these surfaces. What is unsatisfactory with this technical solution is the fact that the beam distribution is not uniform and limited to a relatively small area of an airfoil. A better technical solution for creating a hyper buoyancy force would be to blow the jet of air uniformly, starting near the leading edge, over the upper surface of the wings. This air jet can track the profile curvature up to the edge of the air. If the air jet velocity is high enough (supersonic speed best), then the Coanda effect can be increased. Theoretically, it is estimated that the buoyancy could be achieved by the Coanda effect to 9000 kg / sqm. Practically were also 2000-3000 kg / sqm enough, because such a suction force with a propeller is difficult to achieve. It seems the Coanda effect is not exploited for its potential offered by the right technology. For the distribution of an air jet or gas jet on a larger wing area, on half or three quarters of a wing, this must be built with better technical possibilities. Along the length of the front edge there must be some gaps through which the compressed air is blown across the surface at high speed. As a result, the Luftgrezschicht dissolves freely, is turned away and so creates a strong negative pressure. These columns are actually endings of an air pressure net that you would not normally find anywhere except in the wing. From here arises the necessity of a channel through whose windows the air pressure is evenly distributed over the whole length of the columns. And one last problem, without which the wing would not work, is the connection to an air pressure source. This source for such a large volume can only be a turbo compressor. In 1 is such a scheme of a design of the Coanda effect wing with the main main components, for orientation in the practical implementation, presented. Like any wing built so far, it consists of approximately the same components. However, this new wing differs from the others because it has a sewer system through which compressed air is blown to create the Coanda effect. To the question of realization there is a simple scheme from next door 1 an answer. The wing ( 1 ) is with ribs ( 2 ) whose profiles have a sewerage space ( 3 ) are provided, through which the compressed air ( 4 ) entry. This sewer system has window (s) 5 ). Through these windows, the air is distributed over the entire length of the leading edge. This air is passed through the columns ( 6 ) blown over the wing surface. In 2 the Coanda effect wing is shown in three dimensions. This wing is recommended for the requirements of the STOL aircraft.