DE1190342B - Einrichtung an Flugzeugen, Strassenfahrzeugen od. dgl. zur Verhinderung des Anhaftens von Insekten - Google Patents

Description

• Einrichtung an Flugzeugen, Straßenfahrzeugen od. dgl. zur Verhinderung des Anhaftens von Insekten Die Erfindung betrifft eine Einrichtung an Flugzeugen, Straßenfahrzeugen od. dgl. zur Verhinderung der sogenannten Insektenrauhigkeit, d. h. einer Rauhigkeit, die durch Anhaften von Insekten auf den angeströmten Flächen entsteht.
• Auftrieb und Widerstand von Tragflügeln und Rümpfen werden in hohem Maße von der Oberflächengüte beeinflußt. Bei rauhen Oberflächen erhält man wesentlich kleinere Auftriebswerte und größere Widerstände als mit glatten Oberflächen. Aerodynamisch glatte Oberflächen lassen sich zwar mit modernen Herstellungsmethoden immer erreichen, schwieriger ist es jedoch, die Oberfläche auch im Flugbetrieb glatt zu halten. Auftreffende Insekten vor allem erzeugen im Bereich der Flügel und Rumpfnasen eine starke Rauhigkeit, die unmittelbar zur Turbulenz führt. Die Verschlechterung der aerodynamischen Leistungsfähigkeit durch diese Art Rauhigkeit ist beträchtlich. Die starke Widerstandsverminderung von rund 5004, die man z. B. bei Laminarprofilen mit glatten Oberflächen erzielen kann, geht dadurch verloren. Erst recht muß man eine Lösung des Insektenproblems finden, wenn man sich nicht damit begnügt, die Reibungsschicht an der Oberfläche des Fahrzeuges durch besondere Formen, z. B. Laminarprofile, teilweise laminar zu halten, sondern wenn man durch Absaugen längs der gesamten Oberfläche die Reibungsschicht laminarisieren will. In diesem Falle läßt sich der Widerstand auf ein Drittel bis ein Fünftel des üblichen Wertes vermindern. Auch diese Möglichkeit ist nicht ausnutzbar, wenn die Reibungsschicht an der Rumpf- oder Flügelnase des Flugzeuges turbulent geworden ist, weil eine einmal auftretende Turbulenz praktisch nicht mehr zu beseitigen ist.
• Die Methoden, die bisher für eine Beseitigung der Insektenrauhigkeit bekanntgeworden sind, erfordern einen verhältnismäßig großen technischen Aufwand. So wurde schon angeregt, besondere mechanische Vorrichtungen zum Säubern der Flügelnase vorzusehen; zum anderen hat man versucht, die Flügelnasen vor dem Start mit Schutzüberzügen zu versehen, die in größerer Höhe, d. h. über der Insektenzone, abgestoßen oder abgewaschen werden. Die hierfür erforderlichen aufwendigen Startvorbereitungen können allenfalls bei Langstreckenflugzeugen, die mit einer Vorrichtung zum Absaugen der Luft innerhalb der Reibungsschicht versehen sind, in Kauf genommen werden. Für Kurzstreckenflugzeuge, die die Insektenzone gar nicht verlassen, oder für Flugzeuge, bei denen nur eine teilweise Laminarhaltung, z. B. durch Laminarprofile, gegeben ist, erfordern die bekannten Einrichtungen eine zu teure und umständliche Wartung, weshalb diese keine befriedigende Lösung des Problems der Insektenrauhigkeit darstellen.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache und sicher wirksame Einrichtung insbesondere für Flugzeuge u. dgl. zu schaffen, durch welche die geschilderten Nachteile der Insektenrauhigkeit vermieden werden.
• Die Erfindung besteht darin, daß die angeströniten Flächen eine gummielastische und glatte Oberfläche aufweisen, welche die beim Aufprallen von Insekten auftretenden Impulse elastisch abfängt und die aufprallenden Insekten reflektiert. Insbesondere kann hierbei vorgesehen werden, daß die angeströmten Flächen mit einer hochgummielastischen Schicht überzogen sind.
• Durch diese Maßnahmen wird in besonders vorm teilhafter Weise erreicht, daß an den angeströmten Flächen eine Insektenrauhigkeit erst gar nicht entsteht, da die einzelnen Insektenkörper sofort nach ihrem Auftreffen reflektiert werden und die Flächen damit glatt bleiben.
• Die Wirkungsweise hochelastischer Oberflächen läßt sich folgendermaßen beschreiben-Bei hohen Auftreffgeschwindigkeiten besitzen auch kleine Insekten eine beträchtliche kinetische Energie, die beim Auftreffen auf feste Oberflächen zum Zerbrechen der Insektenschale und zur Verteilung der zähen Körperflüssigkeit führt. Kann man den zweiten Vorgang verhindern, so ist der erste als unwesentlich anzusehen. Man kann deshalb das auftreffende Insekt als einen zähen Flüssigkeitstropfen ansehen, dessen Aufprallenergie kurzzeitig in einer elastischen »Feder« gespeichert und dann zum Abschleudern des Flüssigkeitstropfens benutzt wird. Dieser Effekt hängt im wesentlichen von folgenden Parametern ab: 1. Die Fedennasse muß genügend klein sein, da sonst die Feder nicht gespannt wird.
• 2. Die Schwingungszeit des Systems muß so klein sein, daß der zähe Tropfen in dieser Zeit nicht zu sehr verformt wird und auseinanderfließt.
• 3. Die Federdämpfung sollte auch bei hohen Frequenzen ausreichend klein bleiben, damit genügend Energie für die Abtrennung des Tropfens von der benetzten Oberfläche zur Verfügung steht.
• 4. Die Abtrennung des Tropfens von der gununielastischen Schicht nach der Reflexion sollte durch schlecht netzende Oberflächen erleichtert werden. Demzufolge ist nach weiteren Merkmalen der Erfindung vorgesehen, daß die gummielastische Schicht aus ei ' nem Material geringer spezifischer Masse und geringer Shore-Härten besteht, das auch bei hohen Frequenzen eine geringe Dämpfung besitzt. Besonders zweckmäßig ist es, wenn die gummielastische Schicht aus Schaumgummi, insbesondere aus aus gasdichten Zellen gebildetem Silikonschaumgumini besteht, der entweder selbst eine glatte Außenhaut besitzt oder mit einer weiteren dünnen, abriebfesten, gummielastischen Haut bedeckt ist, wobei die äußere Oberfläche der gummielastischen Schicht bzw. der zusätzlichen gummielastischen Haut nicht oder nur schlecht netzend ist. Die gummielastische Schicht kann ganz oder teilweise, z. B. streifenförmig, fest auf den angeströmten Flächen aufgebracht, insbesondere aufgeklebt werden, wobei die gummielastische Schicht an ihren Rändern bündig in die normale Oberfläche des Flugzeuges od. dgl. übergeht.
• Versuche mit hochelastischen Gummiflächen mit geringen Shore-Härten von 3 mm Stärke haben ergeben, daß an derart geschützten Oberflächen keine Insektenrauhigkeit entstehen kann. Besonders geeignet sind Silikongummiplatten, die bei glatter Oberfläche einen hohen Anteil Luftblasen enthalten, was sowohl die Masse der >Feder« vermindert als auch die Dämpfung erniedrigt. Derartige hochelastische Oberflächen sind sowohl bei senkrechtem als auch bei schrägem Auftreffen der Insekten und in allen Geschwindigkeitsbereichen oberhalb von 40 km/h voll wirksam. Unterhalb dieser Geschwindigkeit wird ein Anhaften der Insekten durch deren Chitinpanzer verhindert.
• Der Effekt der Rellexion der Insekten ist bei den bekannten pneumatischen Enteisern, die aus einer auf die Flügelnase aufgeklebten Gummischicht bestehen, nicht erfüllt, weil die Elastizität derartiger Gummiflächen viel zu gering ist. Umgekehrt ist aber möglich, daß auch hochelastische Gummiflächen die Funktion pneumatischer Enteiser mit übernehmen.
• Bei der technischen Anwendung hochelastischer Gummiplatten zur Realisierung aerodynamisch glatter Oberflächen muß man beachten, daß bei der vorgesehenen Fluggeschwindigkeit noch keine Regenerosion, d. h. eine Zerstörung des Gummis durch auftreffende Regentropfen, eintritt. Man muß deshalb bei Fluggeschwindigkeiten oberhalb 600 km/h genügend dichte Gummiarten verwenden.
• Durch transparente, hochelastische Folien lassen sich der Erfindung zufolge auch Windschutzscheiben herstellen, die durch auftreffende Insekten nicht verschmutzt werden.
• Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung an Hand einer Ausführungsforin beispielsweise dargestellt.
• Die Abbildung zeigt den vorderen Teil eines Tragflügelprofils 1, auf dessen angeströmten Flächen eine hochgummielastische Schicht 2 fest aufgebracht ist, die an ihren Rändern 3 und 4 bündig in die Oberfläche des Flügelprofils übergeht. Die gummielastische Schicht 2 kann hierbei auf ganzer Fläche mit dem Flügel 1 verklebt oder über die Flügelnase gespannt und nur mit ihren Rändern 3 und 4 mit dem Flügel 1 fest verbunden sein.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Einrichtung an Flugzeugen, Straßenfahrzeugen od. dgl. zur Verhinderung des Anhaftens von Insekten, dadurch gekennzeichnet, daß die angeströmten Flächen eine gummielastische und glatte Oberfläche aufweisen, welche die beim Aufprallen von Insekten auftretenden Impulse elastisch abfängt und die aufprallenden Insekten reflektiert.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die angeströmten Flächen mit einer hochgummielastischen Schicht überzogen sind. 3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gummielastische Schicht aus einem Material geringer spezifischer Masse und geringer Shore-Härten besteht, das auch bei hohen Frequenzen eine geringe Dämpfung besitzt. 4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die gummielastische Schicht aus Schaumgummi, insbesondere aus aus gasdichten Zellen gebildetem Silikonschaumgummi besteht, der entweder selbst eine glatte Außenfläche besitzt oder mit einer weiteren dünnen, abriebfesten gummielastischen Haut bedeckt ist. 5. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Oberfläche der gummielastischen Schicht bzw. der zusätzlichen gummielastischen Haut nicht oder nur schlecht netzend ist. 6. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die gummielastische Schicht ganz oder zum Teil, z. B. streifenförmig, fest auf den angeströmten Flächen aufgebracht, z. B. aufgeklebt ist. 7. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die gummielastische Schicht an ihren Rändern bündig in die normale Oberfläche des Flugzeuges od. dgl. übergeht.