DE1478649A1 - Drachen - Google Patents

Description

Salem, Staat Massachusetts / USA

Drachen.

Die Brfindung bezieht sich auf Drachen und insbesondere auf aerodynamisch ausgeglichene Drachen. Die Drachen sind einfach aufgebaut, besitzen keine Aufhängung und keinen Sohleppsohwanz und können nach Wahl der Bedienungsperson des Drachens gleiohmässige Flüge oder Kunstflüge bei den verschiedensten Windverhältnissen durchführen.

Bin Bachen, der als Spielzeug oder als Sportgerät für den allgemeinen Gebrauch bestimmt ist, besitzt folgende erwünschte eigenschaften: Binfaohhelt, geringes Gewicht, Haltbarkeit, eine billige Konstruktion und Verpackung, einen leichten und zuverlässigen Zusammenbau durch den Benutzer, einen leichten Start, die Gewissheit ein·· au-, frieden·teilenden Plugs, ob der Wind nun sohwaoh oder kräftig let, oder ob er gleiohmäeeig oder böig ist,

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Sonw/ftl aerodyiMMUoh·

aerodynamische otaolll c'äfe während des Flug ο - -ηβ Verwendung eines Schwenze« aus lappen o*er anderer Hilfsmittel, V-eine starre Form während des Plug3 , eine Έΐηι^ίζ i.tät der;:·i^j Bauteile, damit zufällige Zerstörungen verringert werden, .-,r eine wirksame aerodynamische !Form, durch die na oh Wahl der Bedienungsperson des Drachens Steilflüge 3dsr Kunstflüge ermöglicht werden, einen geringen Leinsnzug, damit eine dünne leine verwendet werden Icsnn und i~~lt der Le inenluftwiderstand verringert wird und hohe ?Vlge durchgeführt werden k<5nnen, die 'Fähigkeit, mit mehreren Drachen an einer leine sehr hoch au fliegen, ein einIruckavolles Aussahen, das vorzugsweise dem eines Flugzeugs oder einaa Vogels gleicht und sehr gute Flugeigenschaften, die ihn deutlioh von allen anderen Drachen unterscheiden.

Bisher sind bei keinem Drachen all diese erwüiiaahten Eigenschaften von einer Konstruktion erreicht werden,

ι Bin Ziel der Brfindung ist es, all diese oben aufgeführten er~ wünsohten Eigenschaften in einem neuartigen Aufbau 2u schaffen.

Bin weiteres Ziel der Brfindung ist es, Vorrichtungen zur Flugstabiliaierung für Draohen und Vorrichtungen zu ihrer Binetellung zu schaffen.

In einer bevorzugten Ausführungaform des Aufbaus nach der Brfindung wird eine Randsohnur Terwendet, die um die Spitzen von zwei gekreuzten, gebogenen Stäben führt, von denen einer in Längsriohtung, d.h. in Flugrichtung zeigt

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und sich bis weit vor die Haupttragflächen erstreckt. Beide Stäbe werden konkav nach oben gebogen, d.h. also, dass beide Stäbe beim Betrachten von unten konvex erscheinen. Der quer verlaufende Flügelstab ist auch konkav nach hinten gebogen, d.h. dass er beim Betrachten von unten konvex verläuft und dass seine Krümmung eine Ebene bildet, die nach unten und nach vorne schräg abfällt. Diese Stäbe halten ein Flügel- und Schwanzbezugsmaterial sowohl seitlich als auoh in Längsrichtung konkav nach oben und besitzen bei den Flügelenden einheitlich nach oben und nach vorne schräg verlaufende, nach hinten und nach aussen geneigte auslegerartige Stabilisierungsflächen. Diese Stabilisierungsflächen und die Schwanzfläche tragen zu einem auffallend vogelähnlichen Bild bei, das beim Flug am ausgeprägtesten ist, wenn auf dem Flügelbezugsmaterial Winddruck lastet. Die Stäbe bestehen aus einem eteif elastischem Material, wie z.B. aus sauberem Fichtenholz und besitzen vorzugsweise einen gleichmässigen Querschnitt und gleiche Länge wie etwa 0,6 cm mal 0,95 cm (1/4 inch mal 3/ö inch) bzw. 127 cm (50 inches).

Ein Ausführungsbeispiel der Brfindung ist in der Zeichnung dargestellt.

In Fig. 1 ist eine Draufsicht auf eine bevorzugte Ausführungsform der Brfindung dargestellt, deren Flugbild dem eines Falken gleicht.

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In Fig. 2 ist eine seitliche Sohnittansicht längs der Linie 2-2 von Fig. 1 dargestellt, wobei ein Querschnitt und alle Teile des Drachens gezeigt werden, die 8uf der anderen Seite des Schnitts liegen. Der Vorderteil des Drachens liegt in Fig. 1 oben und in Fig. 2 links. Das

Vorderende des Drachens liegt in seiner Flugstellung relativ höher als in Fig. 2 dargestellt ist. Die sowohl in Längsrichtung als auch seitlich konkav naoh oben gewölbte Form des Drachens ist in Fig. 2 zu erkennen.

In Fig. 3 und Fig. 4 sind vergrösserte Schnitte durch die Flugelenden des Drachens längs der Linien 3-3 bzw» 4-4 von Fig. 1 dargestellt, wobei zu erkennen ist, dass die Stabilisierungsflächen die Form von Auslegerarmen besitzen. Durch diese Flächen wird die konkav nach oben gerichtete Wölbungsform der Flügelenden sowohl in Längsrichtung als auch seitlich örtlich stärker ausgeprägt. Der Querschnitt durch den Flügelstab 2 erscheint in Fig. breit, weil die Linie 4-4 den Stab unter einem spitzen Winkel schneidet.

In Fig. 3 ist ein vergrösserter Querschnitt duroh das Vorderende des Flügelansatzes längs der Linie 5-5 von Fig. 1 dargestellt. Die Krümmung des Folienmateriale in Fig. 3, 4 und 5 ergibt sich aus dem Winddruok. Die Formen sind dabei so dargestellt, wie sie während des Flugs t.M kai'ifh j i oh ituftre ten.

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In Fig. 6 ist der Draiien in einer Ansicht von hinten und ein wenig von oben dargestellt. Daraus geht hervor, wie die Flügelverbindung zur Trimmung der seitlichen Flugstellung des Drachens dadurch erzielt wird, dass das Vorderende des Rumpfstabs an der vorderen Schleife der Randschnur seitlich verschoben wird.

In Fig. 7 ist der Verspannungseinsteller dargestellt, der zum Verkürzen und zum Verlängern der Vorderschleife der Randschnur verwendet wird, damit die in Fig. 8, 9 und dargestellten Formen erzielt werden können.

In Fig. 8, 9 und 10 sind Vorderansichten des Drachens in einer Richtung parallel zur örtlichen Luftströmung über den Flügel dargestellt, aus denen die Wirkung einer zur Veränderung des Luftwiderstandes und der Stabilität des Draohens durchgeführten Verkürzung und Verlängerung der Vorderschleife der Randschnur auf die aerodynamische Vorderansicht des Drachens hervorgeht.

In Fig. 11 ist eine Ansicht in Riohtung der quer zum Flügel erfolgenden relativen Luftströmung dargestellt, wenn der Drachen gegiert wird. Daraus geht die Wirkung der Stabilisierungsflächen an den Flügelenden auf die Vorderansicht des gegierten Draohens hervor. Diese Stabilisierungsflächen sollen dem Drachen eine Richtungastabilität verleihen.

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In Fig. 8 bis Pig. 11 wird die vordere Krümmung dea Flügelstaba verstärkt, damit die durch das Verspannen hervorgerufenen Unterschiede deutlicher erkennbar werden. Der horizontale Schwanz 11 wurde der besseren Übersicht wegen in Fig. 9 bis Fig. 11 weggelassen.

In Fig. 12 bis Fig. 19 sind vier andere Ausführungsformen der Erfindung dargestellt. Geradzahlig bezeichnete Figuren zeigen dabei Draufsichten; und ungeradzahlige Figuren zeigen Seitenansichten. .Auf der Vorderseite und auf der Rückseite des rechten Flügels ist in jeder Draufsicht eine gestrichelte Linie zu erkennen. In jeder Seitenansicht ist die Form dieser Linie von der Seite dargestellt, damit daraus die Form der auslegerartigen Flügelendenstabilisierungsflächen hervorgeht.

In Fig. 12 bis Fig. 17 sind Nurflügelausführungen der Erfindung dargestellt. In Fig. 12 und Fig. 13 werden nach hinten gebogene Flügelstäbe verwendet. An Stelle des gebogenen Flügelstabs werden in Fig. 14 und Fig. zwei nach hinten geschwungene Seitenholme verwendet, die starr an einem in der Mitte angebrachten Buchsenteil befestigt sind, wodurch ein Drachen entsteht, der das Flugbild einea Überschallflugzeuges besitzt. In Fig. und Figo 17 ist die vordere Schleife der Hand3chnur weg-

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gelaasen worden. Ihre formerheltende Wirkung wird hier durch starre Vorderflanschstäbe erreicht, die starr an einem in der Mitte liegenden Buchsenteil befestigt sind, der seinerseits an einem starren, nach vorne ragenden Teil angeformt ist. Die Aufgabe dieses Teils ist es, den Schwerpunkt des Drachens nach vorne zu verlagern. Man erkennt, dass sich der Vorderrandteil höher erhebt als der hinter ihm liegende Seitenteil, wodurch der Angriffswinkel der auslegerförmigen Stabilisierungsfläche grosser ist als der Angriffswinkel des Restes der Auftriebsfläche. Das gilt für alle Formen der Erfindung. Die Konstruktionen von Pig. 14 bis Fig. 17 sind für einen zerlegbaren Aufbau mit kurzen Stäben geeignet, der zu einem kurzen Paket zusammengelegt werden kann. Man kann erkennen, dass der mittlere Rumpfteil dieser Drachen duroh die Spannung des Flügelbespannungsmaterials und duroh die Randsohnur konkav nach oben gekrümmt gehalten wird. Diese konkave Wölbung ist in den Figuren etwas vergrössert, damit sie deutlicher sichtbar wird. _t

In Fig. 18 und Fig. 19 ist eine Ausführungsform der Bri'indun« α^βΓ8^θβΐβ11ΐ» ^{die die} Form eines Flugzeuges ohne senkrechten Schwanz besitzt. Die Flügelenden sind jedooh schräg nach oben abgewinkelt, damit Richtungsstabilisierungöflachen neoh der Erfindung gebildet werden. Diese Ausführungsform der Erfindung würde unter Verwendung

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eines in einem Stück gepressten starren Schaumkunststoffes hergestellt werden. Der nach vorne ragende Rumpf verlagert den Schwerpunkt nach vorne.

Die Gleichgewichtslage und die Stabilität des Drachens sind durch einen nach vorne ragenden Teil verbessert worden, der den Schwerpunkt des Drachens nach vorne verlagert, wobei der Druckmittelpunkt, der Schwerpunkt und der Angriffspunkt der Zugkraft der PlugIeine näher zusammengebracht werden als bisher, damit alle Änderungen der Hauptkräfte, .die auf den Drachen einwirken, kleinere Störmomente am Drachen erzeugen als bisher. Zusätzlich sind Drachen geschaffen worden, in denen diese Vorteile enthalten sind. Darüber hinaus ist der Drachen mit einer konkav nach oben gerichteten Längswölbung versehen worden, damit der der Einstellung der Gleichgewichtslage dienende Schleppschwanz und die Plugleinenaufhängung von bisher bekannten Drachen überflüssig werden. Gleichzeitig wurde ein einfacherer und leichterer Aufbau erzielt.

Verbesserungen dieser Art werden in der Erfindung weiter durchgeführt. Zur Erzeugung einer Richtungsstabilität sind Einrichtungen erfunden worden, die weder einen Schlappschwanz noch einen senkrechten Schwanz erforderlich machen. Durch zusätzliche Einrichtungen kann der Drachen an leichten, starken, gleichmäsaigen oder böigen Wire» angepasst werden. Durch diese Einrichtungen kann die

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Bedienungsperson dea Drachens auswählen, ob der Drachen einen gleiohmäsaigen Flug oder einen Kunstflug, steile, freitragende Schwebeflüge oder flaohe Flüge mit einer minimalen seitlichen Bewegung durchführt. Dies alles ist durch einen einfacheren und leichteren Aufbau erzielt worden, als der der aerodynamisch ausgeglichenen Drachen, die oben erwähnt wurden. Das Ergebnis ist ein schwanzloser Drachenaufbau ohne besondere Flugleinenaufhängung, der besonders einfach und leicht ist und mit einer einzigartigen Stabilität und Vielseitigkeit ausgestattet ist.

Die von der Erfindung erzielten Ergebnisse werden von Konstruktionseigensohaften erzeugt, die vorzüglich zusammenwirken. Wenn die Konstruktionseigenschaften so zusammenwirken, wie es nach der Erfindung beabsichtigt wird, sind die Ergebnisse unkritisoh, so dass sogar kleine Kinder den Drachen zuverlässig und zufriedenstellend fliegen lassen können.

Die auslegerartigen Stabilisierungsflächen an den Flügelenden zur Erzeugung einer Richtungsstabilität und zur Vergrösserung der Seitenstabilität würden eher eine Richtungsinst»bilität als eine Richtungsstabilität erzeugen, wenn am Vorderteil des Drachens nicht ein nach vorne ragender ungeschützter Rumpfstab angebracht wäre, durch den der Drachenschwerpunkt gut naoh vorne verlagert wird. Da3 vordere Bnde des Rumpfstabes bildet seinerseits eine

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einfache leichte Stütze für die auslegerförmigen Stabilisierungsflächen, die durch die naoh oben gerichtete Krümmung des Rumpfstabes richtig in ihre Lage gebracht werden, damit sie ihre erforderliche Neigung nach oben erhalten. Das gemeinsame Ergebnis übertrifft noch die einzelnen Wirkungen der Bauteile. Wenn entweder nur der Rumpfstab oder die auslegerartigen Stabilisierungsflächen weggela33en wurden, ergäbe sich ein unstabiler Drachen und ein unvollständiger Stützaufbau.

Die vereinigte riohtungsstabilisierende Wirkung der auslegerartigen stabilisierungsflächen und des vorne liegenden Schwerpunktes ist gleich der eines Schneepflugs, der von vorne gezogen wird. Bei einem Drachen muss die Stabilität bei böigem Wir·! gewährleistet sein, wenn der Brachen von seitlichen Windböen getroffen wird. Bei diesen Bedingungen ist die dem Zugpunkt eines Schneepflugs äquivalente Stellung der Schwerpunkt des Drachens. Bin hinten liegender Schwerpunkt des Drachens ist gleich einem hinten liegenden Zugpunkt am Schneepflug. Es ist offensichtlich, dass ein Schneepflug unstabil ist, der von einem Seil geschleppt wird, das am Hinterende des Pflugs befestigt ist ι und dass ein Schneepflug stabiler wird, wenn er an einem weiter vorne liegenden Punkt geschleppt wird. Daaaelbe gilt für V-förmige Drachen. Obwohl sie in ruhiger Luft stabil sein können, wenn sie mit einem Leinenaufhängung3punkt

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geflogen werden, der vor dem Schwerpunkt liegt, sind sie in böiger Luft unstabil, wenn die dynamische Trägheitskraft auf einen hinten liegenden Schwerpunkt und nicht auf den Leinenaufhängungspunkt einwirkt. Dann dreht ein seitlicher Windstoss den Drachen nooh weiter wie eine nach hinten gerichtete Wetterfahne zur Seite.

Obwohl bei dem Drachen nach der Erfindung eine Art Schneepflugstabilität benützt wird, muss sein Aussehen nicht dem eines Schneepflugs gleichen. Das beruht darauf, dass der Schwerpunkt des Drachens wegen des nach vorne ragenden Rumpfstabs vefchältnismässig weit vorne liegt.Daher können bei dem Drachen rechtwinklig zur Flugrichtung liegende Flügel verwendet werden. Ausserdem kann mit dem Drachen das Aussehen von Vögeln oder von Unterschallflugzeugen exakt nachgemacht werden. Bin solches Aussehen ist bei Drachen, die als Spielzeug verkauft werden sollen, eine wertvolle Eigenschaft.

Es hat verhältnismäesig wenig Draohenkonstruktionen gegeben, die bei ständig wechselnden Winden eine gleichmassige Drachenlage erzeugen. Die Formen der gleichmässigsten Drachen beruMen dabei entweder auf einer Art von Schleppschwanz oder auf grossen aerodynamischen Luftwiderstand. Der Sohleppsohwanz ist aber ein Hindernis, und der grosae Luftwiderstand verhindert Kunstflüge, die für

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den Sport wünschenswert sind. Durch die Erfindung werden diese beiden Probleme gelöst.

Es wurde lange angenommen, dass Drachen ohne Sohleppschwanz eine besondere Aufhängung benötigen. Durch die Brfindung wird gezeigt, dass dies nicht zutrifft. Bei dem Drachen nach der Erfindung wird kein Schleppsohwanz und keine Aufhängung verwendet. Dies hat für den Drachenflugsport praktische Vorteile. Duroh die Brfindung wird ermöglicht, dass ein Drachen weder von einer unten angebrachten Aufhängung nooh von einem hinten angebrachten Schwanz behindert vom Boden aus wie ein Flugzeug starten kann. Daher kann er von selbst starten und landen, wenn der Wind steigt oder fällt« Der Draohen befindet sich sowohl in Bodenhöhe als auch beim steilsten Erhebungswinkel in der Gleichgewichtslage der Steigung. Dies gilt nicht für die Drachen, bei denen eine Aufhängung oder eine gleichwertige Vorrichtung verwendet wird, die beispielsweise aus einem Kiel, aus irgendeinem anderen starr gehaltenen Flugleineneufhängungspunkt unterhalb der Auftriebsfläche des Drachens oder aus irgendeiner anders bezeichneten Vorrichtung bestehen kann.

Duroh die Erfindung wird der Drachenflugbau duroh Hinrichtungen zum Erzielen einer Riohtunga- und Seitenstabilität, die in einem geeigneten Verhältnis zueinander stehen, duroh Einrichtungen zur Einstellung der Stabilität und des Luft-

vvideratu ι

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Widerstandes und durch Einrichtungen erweitert, mit denen der Drachen ao getrimmt werden kann, dass er direkt mit dem Wind oder nach Wahl der Bedienungsperson des Drachens entweder nach reohts oder nach links fliegt. Diese Vorteile werden erreicht, ohne dass das Gewicht oder die Kompliziertheit des Aufbaue bedeutend vergrössert werden.

Bei Flugzeugen wird die Richtungsatabilität normalerweise durch senkrechte Schwanzflächen erreicht. Bei aerodynamisch ausgewogenen Drachen erfordert jedes von senkrechten Behwanzfläohen verursachte zusätzliche Gewicht am Hinterende des Drachens, dass am Vorderende des Draohens zur Wiederherstellung des Gleichgewichts mindestens ein ebenso grosses Gewioht hinzugefügt wird. Aus diesem Grund und wegen der tatsäohliohen Schwierigkeiten, die beim Entwerfen eines einfachen Draohens mit senkrechten Sohwanzflachen auftreten, werden solohe Flächen selten erfolgreich und nie wirksam verwendet. Bei dem Drachen naoh der Erfindung erzeugen die einfachen auslegerartigen Stabilisierungsfläohen an den Flügelenden eine Riohtungsstabilität und tragen zur Seitenstabilität bei, ohne die Auagegliohenheit oder das Gewioht des Draohens zu beeinflussen.

Bin aerodynamisch ordentlioh ausgeführter Drachen besitzt •ine Veranlagung zu aktiver Bewegung in böiger Luft, wo-.durch er aus dem Wind genügend Bnergie aufnimmt, damit er

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grosse Seitenbewegungen durchführt. Diese Bewegungen erzeugen am Drachen eine Geschwindigkeit, die zusätzlich zu der auftritt, die vom natürlichen Wind verursacht wird. Bin genügend ausgeführter ordentlicher Drachen, der auf Böen reagiert, muss beim Fliegen in genügend böiger Luft unvermeidlich aus der Richtung kommen. Dies geschieht, weil die wegen der Eigenbewegung des Drachens auftretende Windgeschwindigkeit am Drachen gross im Vergleich zur natürliohen Windgeschwindigkeit wird, weil der Drachen als passive Vorrichtung keine Möglichkeit hat, die Richtung festzustellen, aus der der natürliche Wind kommt, und weil ihn sein willkürlicher Plug früher oder später zum Boden trägt. Bs iart daher erwünscht, dass der Luftwiderstand des Drachens in geeigneter Weise vergrössert werden kann, damit er für einen gleichmässigen Flug in böigem Wind geeignet wird. Duroh die Erfindung wird diese Einst ellmögliohke it ohne eine bedeutende Zunahme des Gewiohts oder der Kompliziertheit geschaffen.

Damit ein Drachen ohne Sohleppschwanz im sohnellstmögliohen Wind in der Luft bleibt, darf er keine vermeidbaren Seitenbewegungen ausführen. Jeder Drachen besitzt eine gewisse begrenzte Starrheit seines Aufhaus. Bei Zunehme der Windgeschwindigkeit steigen alle auf den Drachen einwirkenden Kräfte, einsohlieeslioh der Zugkraft der Flugleinen, mit Ausnahme des konstantbleiben-

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den Drachengewichts, im Quadrat der Windgeschwindigkeit an. Das Gewicht ist die einzige Kr%ft, die den schwanzlosen Drachen als eine passive Vorrichtung mit einem "Fühler" für die senkrechte Richtung ausstattet. Bei einer besonders hohen Geschwindigkeit übersteigen die unsymmetrischen Kräfte, die wegen der unsymmetrischen Verformungen des Aufbaues auf den Drachen einwirken/ die Fähigkeit des Draohens, korrigierend in Bezug auf sein senkrechtes Gewicht zu reagieren, woduroh der Flug 8llein wegen der Geschwindigkeit aus der Richtung gerät. Solche Richtungsablenkungen treten aus zwei Gründen bei verhältnismässig kleineren Windgeschwindigkeiten auf, wenn der Drachen selbst Seitenbewegungen durchführt. Diese Gründe sind folgende:

1. Die Seitenbewegung vergrössert die wahre resultierende Windgeschwindigkeit am Drachen.

2. Die seitliche Beschleunigung des Drachens verursacht, dass sich die Maseenträgheitskraft aus der senkrechten Richtung bewegt. Die seitlichen Bewegungen müssen daher auf ein Minimum verringert werden, wenn ein schwanzloser Drechen bei den grösstmögliohen Winden in der Luft bleiben soll. Das kann teilweise durch Vergrössern des Luftwiderstandes des Drachens erreicht //erden, durch den der Drechen stets eine Gegenwind-

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stellung aufsucht. Bei geringeren Windgeschwindigkeiten ist ein grosser Luftwiderstand jedoch unerwünscht, da er bei Steilflügen Kunstflüge verhindert. Daher soll der luftwiderstand des Drachens wegen dieser zusätzlichen Gründe einstellbar sein, wie es durch die Erfindung gewährleistet wird.

Weil der Drachen nach der Erfindung so leicht gebaut ist, kann er bei sehr geringen Luftströmungen fliegen. Durch seinen Aufbau kann er aber auch bei verhaltnismässig starken Winden fliegen. Bs handelt sich dabei um einen vorgespannten, vorgebogenen Aufbau, bei dem beide Stäbe gekrümmt sind und bei dem eine gegen Dehnung widerstandsfähige Randschnur um seinen Umfang gespannt ist. Bine bedeutende Verformung seines Stützrahmens kann so lange nicht auftreten, wie der Wind diese Stäbe nicht mehr biegt, als sie bereits gekrümmt sind, wenn der Drachen für einen gleichmäseigen Plug verspannt ist, bei dem beide Stäbe stark gekrümmt sind, so dass zum Weiterverbiegen ein entsprechend starker Wind erforderlioh ist. Darüber hinaus verlegt die nach hinten gerichtete Krümmung des Flügelstabes diesen Teil, was die Windbelastungen betrifft, teilweise an den Rand, wodurch seine me cha·»· nisohe Festigkeit gegen Windbelastungen vergröseert wird.

und andere Eigenschaften der Brfindung gehen aus

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der Zeichnung deutlicher hervor. Die Dicke einiger Teile ist in den Figuren stark vergrb'ssert, damit sie erkennbar werden.

In Mg. 1 kreuzt der Rumpfstab 1 den Flügelstab 2 an seinem Mittelpunkt, wo beide Stäbe durch die Fig. 3 zusammengebunden sind. Die Randsohnurschleife 4 greift an den Spitzen der Stäbe 1 und 2 in dünne, nicht dargestellte Schlitze ein, und hält die Stäbe konkav nach oben gebogen, d.h. von unten betrachtet konvex gebogen, wobei der Flügelstab 2 auoh konkav naoh hinten gebogen ist. Die Flügelauftriebsfläche 5 besteht aus einer dünnen Folie, die mit einem klebeband 6 an der Randschnur 4 befestigt ist. Die Flugleine 7 ist an einem einzigen Punkt um den Stab 1 gebunden und führt etwas vor den Schwerpunkt des Drachens durch eine Öse 8. Der Schwerpunkt liegt näher am Vorderrand der Fläche 5 als am Hinterrand 9. Die Flugleine 10 ist von oben her duroh die öse 8 angebunden und führt zu einem anderen Drachen, der höher fliegt. Die horizontale Schwanzflache 11 aus einer dünnen Folie ist in einer ähnlichen Konstruktion

^wie bei den Flügelenden duroh das Band 6 an der Randschnurschleif· 4 befestigt. Die Flügelfläche 5 und die Sohwanzfläohe 11 sind am Rumpfstab 1 duroh ein nioht dargestelltes Klebeband befestigt. Ausserhalb des Randes der Flügelfläohen 5 sind an der Randsohnursohleife

009835/0002 glügelendfähnchen

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Flügelendfähnchen 12 befestigt. Sie werden von einem nicht dargestellten Klebeband an ihrer Stelle gehalten. Das Fähnchen 12 besteht aus einer gefalteten Karte, die als Kennzeichen oder als Bedienungsanleitung dient und die den hinteren Abschnitt der ungeschützten Randschnur ausserhalb der Enden der Flügelfläche 5 bedeckt, damit die Flügelstabanordnung 2 nicht diesen .Abschnitt der Randsohnur 4 einnehmen kann. Auf diese Weise stellen

W die Fähnchen 12 einen symmetrischen Aufbau des Drachens sicher. Zwischen der Nase des Rumpfstabs 1 und dem Ende der Flügelfläche 5 ist ein VerspannungseinsteHer 13 in die Randschnurschleife 4 eingefügt. Der Verspannungseinsteller 13 ist hier schematisoh durch ein Rechteck dargestellt» Sein Aufbau geht aus Fig. 7 hervor. Die Bänder 6 und die Flügelfolie werden oben und unten an den Enden des Klebebandes 6 bei den vorderen Aussenenden der Flügelfläche 5 von Bändern 14 umschlossen.

Der Vorderrand 15 der Auftriebsfläche 5 erstreckt sich rechts und links vom Rumpfstab 1 aus zur Randachnurschleife 4. Auf jeder Seite des Drachens ist an einem Punkt am Vorderrand 15 eine Falte angebracht, durch die der Flügelüberzug gestrafft wird. Diese Falte wird von einem Klebeband 16 bedeckt und an ihrer Stelle gehalten.

Der dünne, nach oben gedrehte Vorderrand 15 hat eine

00983 5/0002 zweifache

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zweifache Aufgabe. Längs des Flügelvorderrandes soll die örtliche Luftströmung aufgeteilt werden, wodurch der aerodynamische Druckmittelpunkt des Flügels nach hinten verlagert wird. Dies ist ebenso wirkungsvoll zur Steigungsstabilisierung wie die Verlagerung des Drachenschwerpunktes um denselben Betrag nach vorne und kann leicht und ohne Gewichtszunahme erreicht werden, die sonst erforderlioh wäre. Der Rand 15 nimmt ausserdem bei einem leichten Wind eine verhältnismässig flache Stellung mit geringem Luftwiderstand ein, da er elastisch ist und von dem nach aussen gerichteten Druck des gebogenen Flügelstabs 2 und von der Spreizwirkung der Spannung in der Schnure«ohleife 4 unter Spannung gehalten wird, und bläst sich zu einer steiler geneigten Stellung mit grösserem Luftwiderstand bei starken Winden auf, wie in Fig. 5 mit getrichelten Linien dargestellt ist. Dieser Vorgang vergrössert automatisch den Luftwiderstand dea Drachens um einen gewissen Betrag, wenn zum Erlangen einer grösseren. Stabilität auch ein grösserer Luftwiderstand nötig ist.

Abschnitt des Vorderrandes der Flügelfläche 5, der ausserhalb des Randes 15 liegt, wird von der Randschnur schleife 4 gehalten. Dieser Randabschnitt ist ebenfalls nach oben gedreht, so dass er auch dazu dient, wie oben beschrieben, eine örtliche Trennung der Luftströmung zu

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Die auslegerartige Stabilisierungsfläche 17 wird durch den Abschnitt der Flügelfläche 5 gebildet, der vor dean Stab 2 und ausserhalb des Bandes 17 liegt. In Fig. 3 und Fig. 4 sind Schnitte durch die Stabilisierungsfläche 17 dargestellt. In Fig. 3 ist die allgemeine nach vorne und nach oben gerichtete Neigung dieser Fläche in einem vertikalen Sohnitt von vorne neon hinten dargestellt. Die allgemeine Neigung der Stabilisierungsfläche 17 ist _fc gleich der eines nach vorne und nach oben gekippten, nach aussen und nach hinten achieffläohigen Randes am vorderen Aussenemde der Flügelfläohe 17.

In Fig. 4 ist der Querschnitt durch den Flügelatab 2 unter einem Winkel durchgeführt, der den grossen dargestellten Querschnitt erzeugt. In Fig. 3, 4 und 5 ist di· Dioke der Randschnur 4, der Flügelfolie 5, der Klebebänder 6, 14 und 15 stark übertrieben, wie es zur Darstellung der Dicke erforderlioh ist.

Die in Fig. 1 dargestellte Sohwenzfläohe 11 trägt zum vogelähnliohen Flugbild des Draohens bei. iueeerdem wirkt sie ale Horizontal-Stabilisator. Bei dieser Konstruktion wird kein Sohleppeohwanz irgendeiner Art benötigt, der das Flugbild des Draohens beeinträchtigt, der Unbequemlichkeiten verursaoht oder der bei wechselnden Windbedingungen verlängert oder verkürzt werden muss.

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Es muss ausserdem ein geringeres Gewicht getragen werden, und es tritt ein geringerer luftwiderstand auf als es bei der Verwendung eines Sohleppsohwanzes der Fall wäre.

Die Sohwanzfläohe 11 wird an ihren hinteren Aussenrändern daduroh gehalten, dass sie an der Randsohnur 4 mit einem Band befestigt ist. Der hinter dem Flügelstab 2 liegende hintere Absohnitt der Randschnur 4 wird durch die konkav naoh hinten gerichtete Krümmung des Flügelatabs 2 unabhängig von der Einstellung des Vorderabschnitts der Randsohnur stets gespannt gehalten. Duroh d)e Spannung in der hinteren Schleife der Randsohnur 4 wird der hintere Absohnitt des Rumpfstabs 1 konkav naoh oben gebogen gehalten, woduroh die Sohwanzfläohe 11 auf einem kleineren Angriffswinkel als die Flügelfläche 5 gestellt wird, wie es erforderlioh ist, damit die Drachennase während des Fluges hoohgestellt bleibt. Diese Bigensohaft ist bei Draohen ohne Aufhängung wesentlich, die einen vorne liegenden Schwerpunkt besitzen.

Die konkav naoh hinten geriohtete Krümmung des Flüge1-atabs 2 erzeugt auch die erforderliohe Form der Stabilisierungsflächen 17, die ihrerseits viele Vorteile verursachen, die unten im einzelnen beschrieben werden. Wie aus Fig· 1 hervorgeht, bestimmt die naoh hinten gerichtete Neigung des Flügelstabs 2 in der Nähe seiner Bnden die Neigung des Hinterrandeβ der Stabilisierungsfläche 17*

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Der Flügels tab 2 "besitzt nach Fig. 2, 5 und 5 einen rechtwinkeligen Querschnitt, dessen Abmessung in der Ebene der Krümmung dea Stabs kürzer ist als in Richtung quer zur Ebene der Krümmung. Wenn der Stab nach hinten gebogen wird, wird er in bezug auf Windbelastungen gefestigt. Sein Querschnitt ist gedreht, damit eine grö'ssere, wirksame Trägerabmessung erzeugt wird, die den Hauptverbiegungskräften des Flügels widersteht. Diese Belastungskräfte wirken senkrecht auf die Fläche des Flügels 5.

Durch die Verwendung eines Klebebandes zur Befestigung der Randschnur 4 an der ..aftriebsf lache 5 und der Schwanzfläche 11 und dadurch, dass das nur auf einer Seite der Fläche aufgelegt und längs der Seiten der Schnur nach unten gebogen wird, damit es eng um die Schnur geklebt wird, wie in Fig. 1, 3 und 4 dargestellt ist, werden mehrere lange bestehende Probleme bei der Herstellung von Drachen gelöst, bei denen dünne Kunststoffolien verwendet werden, die an den Rändern von einer Schnur gehelten werden. Geeignete Kunststoffolien fUr solche

Draohen bestehen aus Mylar und Polyäthylen. Beide Stoffe waren bisher schwer zu befestigen. So ist z.B. die Befestigung einer Sohnur an Polyäthylen unter Verwendung eines flüssigen Klebstoffs nicht zufriedenstellend. Die Klebstoffe sind nioht zuverlässig, fHessen oft an falsche

00983 5/0002 stellen

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Stellen und beschädigen das Erzeugnis durch Verfärbung und durch Zusammenkleben der falschen Teile. Durch eine Verbindung duroh Wärme wird die Folie zerstört und die Schnur nicht festgehalten. Man hat versucht, verschiedene Arten von beschichteten Schnüren und Schnüren, von denen Fasern wegragen, dazu zu verwenden, sie zwischen zwei durch Hitze miteinander verbundenei Fläohen festzuhalten, schnüre sind auch dadurch festgehalten worden, dass ein doppelt beschichtetes, druckempfindliches Band um sie herum gefaltet wurde und dass die Kunststoffolie dann ihrerseits um die Aussenseite gefaltet wurde, wo man sie dann entweder festwickelte oder festklebte. Dieser Vorgang verursaohte hohe Material- und Arbeitskosten, da er erforderte, dass die Person, die den Drachen zusammenbaute, auf beiden Seiten der Folie Arbeiten durchführte. Ausserdem war der Halt nioht zufriedenstellend.

Diese Schwierigkeiten werden durch den sehr einfachen Aufbau nach der Erfindung beseitigt. Diese entstehende Verbindung ist besonders für achnurverspannte Drachen mit dünnen Folien geeignet, da die Belastung von der Schnur auf die Folie verteilt wird. Bs gibt keine starre mechanische Halterung, durch die die Schnur an irgendeinem Punkt befestigt ist, ausser an den Endverstärkungsbändern 14, durch die die Handschnur 4 daran gehindert wird, vollständig zwischen der Folienfläche und dem

00983 5/0002 Bond

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Band 6 herauszugleiten. Durch die Konstruktion kann die Randschnur 4 an Punkten maximaler Spannung ein wenig seitwärts rutschen, bis der angrenzende Abschnitt der Schnur (und der Folie, mit der sie verbunden ist) dieselbe Spannung besitzt. Die Randschnur nimmt die Form einer zur Brzielung einer gleichmässigen Zugspannungsverteilung höchst wünschenswerten Kettenlinie ein, die man sogar durch sehr gut durchgeführte Bearbeitung nicht

W erreichen könnte, selbst wenn man ihre Form berechnen würde. Jede Bandlänge besitzt im Querschnitt (Fig, 3) in gleicher Ebene liegende Laschen, die in einem Stück durch einen umgekehrten U-Bügel verbunden sind. Beim Aufsetzen des Bandes, wenn die gespannte Schnur 4 auf der Auftriebsfläche liegt, wird das Band so angebracht, dass die Schnur 4 vom U-Bügel umschlossen wird und dass die Laschen die Auftriebsfläohe zu beiden Seiten der Schnur berühren. Die sichere Befestigung der Auftriebafläohe an der Schnur wird ohne ein Zurückgreifen auf einen flüssigen Klebstoff oder auf die Anwendung von Hitze dadurch erzielt, dass ein mit einem Klebemittel beschichtetes Band verwendet wird, das man so anbringt» dass seine Klebefläohe die Auftriebefläche berührt. Die Bänder und Sohnür· werden einfach geradlinig angeordnet und nehmen bei ihrer ersten Verwendung dauerhaft die Form von Kettenlinien an. Diese neuartig· Schnurbefestigung ermöglicht die Verwendung einer dünnaran Folie,

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wodurch Gewicht und Kosten gespart werden, und verhindert ein Verziehen des Folienmaterials, wodurch das Aussehen und die Plugleistung verbessert werden. Die Schnur wird an jeder Stelle wegen ihres engen Kontaktes mit dem Klebemittel auf dem Band festgehalten und gleitet nicht in Längsrichtung. Dieses Brgebnis wurde bisher von keinem anderen Verfahren mit vollständiger Zuverlässigkeit erzielt. Die Arbeitskosten beim Zusammenbau des Drachens fielen merklich, als diese Konstruktion in die Produktion eingeführt wurde.

Durch ein seitliches Verschieben des Vorderendes des Rumpfstabes 1 längs der Randsohnur 4» wie in Fig. 6 durch den Pfeil A gezeigt wird, wird eine Verwindung der Flügel erzielt. Diese Figur ist eine Ansicht des Drachens, die sich ergibt, wenn man ihn während des Fluges von einer Stellung gegen den Wind und etwas über ihm betrachtet, naohdem das Vorderende des Rumpfstabs längs der Randsohnur vom Betrachter aus naoh rechts verschoben worden ist. Dadurch wird der Rumpfstab neon der Seite gahogen, woduroh er sich am hin<- teren Rand des Flügale naoh linka bewegt, wie der Pfeil B angibt. Wagen dieser Bewegung wird der Hinterrand 9 dt· riügale bai 0 gestrafft und bei D gelookert, wobai dia Punkt· y an viar Stellen durch dan oben beschriebenen Aufbau an ihrem Ort gehalten warden. Dieaa

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so durohgeführte Flügelverwindung verursacht am Hinterrand des Flügels bei 0 ein Absenken, das die Wirkung eines abgesenkten Querruders am rechten Flügel hat, und verursacht am Hinterrand bei D ein Anheben, das am linken Flügel die Wirkung eines angehobenen Querruders hat. Der Drachen unterliegt daher in Richtung des Pfeiles B einem aerodynamischen Rollmoment, wobei er sich unter Absenken des linken Flügels und Anheben des rechten Flügels nach links dreht.

Diese Flügelverwindung hat auch noch sekundäre aber trotzdem wichtige Folgen. Die horizontale Schwanzfläche 11 wird richtungsüiässig verwunden, und die Stabilisierungsfläche 17 am rechten Flügel wird höher eufgeriehtet, als die Stabilisierungsfläche 17 am linken Flügel. Durch diese Vorgänge wird auf den Drachen in einer solchen Richtung ein Giermoment ausgeübt, dass sich die Nase des Drachens nach rechts bewegt.

Die gemeinsame Wirkung der oben beschriebenen primären und sekundären Effekte ergibt bei dem Drachen die Wirkung einer Quersteuerung, wie sie in einem Flugzeug verwendet wird, damit es seitlioh abrutscht und nicht dreht. Duroh die sekundäre Wirkung wird die von der primären Wirkung verursachte Rollbewegung in ein seitliohes Abrutschen verwandelt. Der Draohen bewegt sich

dabei 009835/0002

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dabei einfach vom Beobachter aus nach links in eine neue stabilisierte Lage.

Der SpannungseinsteHer 13 naoh Fig. 7 besteht aus einer Platte 18, in der drei ösen 19 angebracht sind. Bin Ende der Schnur 4 wird zu einer Bndschleife 20 zusammengebunden. Das andere Ende der Schnur 4 wird durch die ösen 19» durch die Schleife 20 und diesmal in entgegengesetzter Richtung zurück durch die Ösen 19 und durch die Perle 21 gefädelt. Das Ende der Schnur 4 ist verknotet, so dass es nicht durch die Perle 21 gleiten kann, die ihrerseits zu gross ist, als dass sie durch eine öse 19 gleiten könnte. Die Sohnurschleife 4 wird durch ein Ziehen der Perle 21 von der Schleife 20 weg verkürzt und durch eine entgegengesetzte Bewegung verlängert. Wenn die Platte 18 in die in Fig. 7 dargestellte Lage geschoben wird, wird die Schnur 4 zusammengepresst und am Gleiten gehindert. Damit bei derBinstellung ein Gleiten ermöglicht wird, wird die Schnur 4 am. Ort der Platte 18 entspannt.

Die Wirkungen, die sioh bei der Verwendung des Spannungseinstellers 13 ergeben, sind in Fig. 8, 9 und 10 dargestellt, wo Vorderansichten des Draohene gezeigt werden, wie sie sioh gegen die Riohtung der örtlichen Luftströmung bei den Flügeln ergeben. In Fig. 8 und Fig. 9 ist (wie in Fig. 2 oben und Fig. 11 unten) die vorzugsweise

«« ^ verwendete 00983 5/0002

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verwendete Krümmung des Drachens etwas vergrössert, damit sie deutlicher erkennbar wird.

In Fig. 8 ist eine mittlere Krümmung des Drachens dargestellt, wobei sioh der SpannungseinsteHer 13 in einem geringen Abstand zur Stabilisierungsfläche 17 befindet. In Fig. 9 ist eine grössere Krümmung dargestellt, wobei der Abstand des SpannungseinsteHers 13 zur Stabilisierungsfläche 17 grosser ist und die Randsohnurseite 4 dementsprechend verkürzt ist. Bine minimale Krümmung ist in Fig. 10 dargestellt. Die Länge der Schnursohleife 4 ist dabei maximal und der SpannungseinsteHer 13 befindet sich direkt neben der stabilisierungsfläche

Bei den meisten Flugbedingungen wird eine mittlere Binstellung (Fig. 8) verwendet. Die stark gekrümmte Einstellung (Fig. 9) wird bei stark böigen Winden verwendet. Bei sanften Winden und bei Kunstflugeη in böigen Winden • wird eine flache Einstellung (Fig. 10) verwendet.

Aus den Figuren geht hervor, dass der Luftwiderstand des Drachens dann grosser ist, wenn die Randsohnurschleife verkürzt wird, wodurch sich die Stabilisierungsflächen und der Vorderrand 15 anheben. Diee erzeugt eine grössere Kraft, mit der der Draohen gegen den Wind gehalten wird und nimmt Energie auf, die dem

009835/0002 Drachen

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Drachen Bonst eine seitliche Geschwindigkeit verleihen würde.

Wenn der Drachen wie in Fig. 10 verspannt ist, befindet er sich in einem aerodynamisch einwandfreien Zustand. Seine Vorderfläche ist dabei klein, und die Spannweite i3t gross. Der Drachen kann so auf Wärmeaufwinden gleiten, bis er senkrecht oben zu sohweben soheint, wobei die Plugleine sohlaff wird. Wenn der Drachen nun von einer böigen Luftströmung angeregt und durch ein zeitlioh richtig eingeteiltes Ziehen und Entspannen der Flugleine gesteuert wird, kann er in der Luft vollständige Rollen fliegen oder lange Sturzflüge zur Brde unternehmen, wobei er im letzten Augenblick abgefangen wird.

Die Wirkung der Stabilisierungsflächen 17, eine Richtungastabilität zu erzeugen, ergibt sich bei einem Vorgang, der als "Schneepflugzugstabilität" bezeichnet werden sollte, aus der naoh hinten und neon aussen verlaufenden Neigung ' dieser Flächen zusammen mit dem relativ vorne liegenden Schwerpunkt. Beide Stabilisierungsflächen erzeugen einen Luftwiderstand. Wenn der Drachen direkt gegen den Wind gerichtet iat, ist der Widerstand an beiden Seiten gleich.

Wann sich jedooh das reohte Flügelende naoh vorne bewegt, erzeugt die Stabilisierungsfläche 17 auf der rechten Seite mehr Wider»t*nd ale die Stabilisierungsfläche auf der linken Seite, da die rechte Seite mehr quer gegen den Wind gestellt

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wird

wird und die linke Seite schräger zum Wind verläuft. Die Aufgabe des Schwerpunktes ist es, dass sich der Drachen um ihn dreht, wenn der Drachen durch Windböen heftig gestört wird. Die Lage dieser dynamischen Drehachse bestimmt dabei, ob die Hebelarme, auf die die Widerstandskräfte wirken, für die Stabilität günstig oder ungünstig sind. Durch einen relativ vorne liegenden Schwerpunkt ist die Wirkung der Hebelarme klein, obgleich der Schwerpunkt nicht genügend weit vorne liegen kann, damit durch die Umkehrungen der Hebelarme eine stabilisierende Wirkung erzeugt wird. (Damit eine solche Stabilisierungswirkung vorhanden ist, ist es notwendig, dass der Schwerpunkt vor ier Verbindungslinie der Druckmittelpunkte der Stabilisierungsflächen 17 liegt).

Je schräger die Stabilisierungsflächen zurückgestellt werden und je weiter sie am Drachen hinten liegen, um so weiter kann der Schwerpunkt zum Erreichen einer gegebenen Richtungsstabilität bei böigem Wind zurückverlagert sein. Wenn der Schwerpunkt so weit hinten liegen kann, ergeben sich aber Schwierigkeiten aus der Neigungsstabilität. Wie oben beschrieben wurde, ist ea natürlich erwünscht, eine RichtungsBtabilität des Drachens zu erzielen, die keine von einam unbeteiligten Beobachter wahrnehmbaren Schwankungen zeigt, damit der Drachen die Form eines segelnden Vogels oder eines

009835/0002 Unterschallflugzeuges

Unterschallflugzeuges annehmen kann. Bine solche Form besitzt einen Flügel mit einem verhältnismäsaig grossen Längenverhältnis. Dadurch ergibt sich der weitere Vorteil, dass ein geringerer Luftwiderstand erzeugt wird als bei Drachen mit kleiner Spannweite und geschweifter Form. Dadurch, dass ein kleinerer Luftwiderstand erzeugt wird, kann der vogelähnliche Drachen insbesondere bei einer verhältnismässig flachen Verspannung, durch die andere Formen des Luftwiderstandes klein bleiben, höher und mit einem steileren Erhebungswinkel fliegen als es bei einer stark geschweiften Flügelform mit kleiner Spannweite möglich ist. Durch die grosse Spannweite des vogelähnlichen Drachens ergibt sich auoh noch der Vorteil, dass der seitliche Abstand zwiechen den Stabilisierungsflächen 17 gross ist, wodurch ein verhllltnismässig kleiner Unterschied des Luftwiderstandes an den zwei entgegengesetzten Stabilisierungsflächen ein verhältnismässig grosses Stabilisierungsmoment erzeugt. Der Querschnitt der Stabilisierungsflächen 17 kann daher verhältnismässig klein sein. Sie vergrössern daher den Luftwiderstand des Drachens zur Erzeugung der gewünschten Richtungsstabilisierungswirkung auoh nur wenig. Eine geringe Vergrösserung des Luftwiderstandes ist auch stets erwünscht, damit eine übermässige Empfindlichkeit auf turbulente Luftströmungen vermieden wird.

Der beschriebene Aufbau nach der Erfindung weist von sich

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aus

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aus auf den erforderlichen relativ vorne liegenden Schwerpunkt hin. Der Rumpfstab 1 erstreckt sich beträchtlich übet· die Auftriebs fläche 5 hinaus nach vorne. Zwischen dem vorderen Rand 15 und dem Vorderabschnitt der Schnurschleife 4 befindet sich ein freier Raum. Die vordere Verlängerung des Rumpfstabs 1 besitzt eine lange und sohlanke Form. Dadurch wird für eine gegebene Gewichtsausgleiohswirkung das Gewicht im Vergleich zu einem kürzeren und breiteren Teil verringert. Ausserdem wird dadurch ein bevorzugter, nach vorne .gerichteter Zugwinkel geschaffen, durch den die Stabilisierungsflächen 17 von der Randschnursohle if e 4 gut nach vorn gespreizt gehalten werden können.

Die richtungsstabilisierende Wirkung der auslegerartigen Stabilisierungsflächen 17 ist in Fig. 11 in einer Ansicht dargestellt, die den Drachen in richtigen Grössenverhältnissen zeigt, wenn er so wie in Fig. verspannt und leicht gegiert ist. Der Gierwinkel in Fig. 11 ist gleioh dem Winkel der Flugleine 7, wi· sie in Fig. 1 dargestellt ist. Man erkennt, dass di· in Fig. 11 vom Leser aus gesehen auf der linken Seit· liegende nach vorne verschobene Stabilisierungsfläche 17 eine merklich gröeeere Vorderflache besitzt, als die vom Leser aus auf der rechten Seite liegende, nach hinten verschobene Stabilisierungsfläche 17· Daher wird das (vom

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Leser

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Leser aus betrachtet links liegende) vordere Flügelende durch den Luftwiderstand stärker neon hinten geschoben als das (vom Leser aus betrachtet rechts liegende) hintere Flügelende. Das bedeutet, dass eine Differenzkraft auftritt, die den Drachen in eine ungegierte Stellung zurüokbewegen würde, wenn die Hebelarme auf den zwei Drachenseiten gleich wären. Ob der Drachen nun in die gewünschte Stabilisierungsrichtung gedreht wird oder nicht, hängt jedoch von den relativen Hebelarmen ab, an denen diese Widerstandskräfte an den "

Flügelenden angreifen.

Bei ruhiger Luft dreht sioh der Draohen als Reaktion auf ganz allmählich auftretende Kräfte um die Achse G in Fig. 11, die durch den Leinenbefestigungspunkt führen. Bei einer Drehung um diese Achse kann man erkennen, dass der Hebelarm bis zum aussereη Ende des vorderen (linken) Flügelendea grosser ist als der Hebelarm zum aussereη Ende des hinteren (rechten) Flügelendes. Man j

kann leicht verstehen, dass bei diesen besonderen Bedingungen um die Achse G eine statisohe Riohtungsstabilität besteht. Bei stark böigem Wind dreht sioh der Drachen beim Gieren um die Achse H, die durch den Schwerpunkt führt. Die Hebelarme auf den zwei Seiten haben sioh nun um den Differenzbetrag zwisohen den Achsen G und H in einer Riohtung verändert, in der die statisohe Stabilität verringert wird. Wenn sioh der

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Sohwerpunkt

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Schwerpunkt nicht genügend weit vorne befindet, kann die statische Richtungsstabilität in den Grenzbereich gelangen (wenn die Achse H in Fig. 11 sehr weit links der Achse G liegt). Wenn bei dem Drachen die Verlängerung des Rumpfstabs 1 über den Vorderrand 15 hinaus nicht verwendet würde, läge der Drachensohwerpunkt weiter hinten, und der Drachen würde bei böigem Wind um die Achse I in Fig. 11 rotieren. Dabei würde der Hebelarm des vorderen Flügels fc verkürzt und der Hebelarm des hinteren Flügels so verlängert werden, dass der Drachen trotz der grösseren Luftwiderstandskraft am vorderen Flügelende in böiger Luft richtungsunstabil sein würde. Darüberhinaus würde auoh eine statische Neigungsir ,tabilität bestehen, durch die der Drachen zusammen mit der Richtungsinstabilität bei keinen Windverhältnissen mehr manövrierbar wäre, ausser bei ideal gleichmässigen Winden.

Für die Stabilität des Drachens ist es erforderlich, dass der Drachen eine Seitenstabilität besitzt, wie sie durch die Zweiflächigkeit des Flügels erzeugt wird. Die Seitenstabilität muss dabei in einer richtigen Beziehung zu der oben beschriebenen Richtungsstabilität des Drachens stehen. Darüberhinaus wird erwünscht, dass beide btabilisierungswirkungen. gross sind, wenn sie bei stark böigen Winden Stabilität erzielen sollen und dass sie für den entgegengesetzten Zweok, nämlich zum Ermöglichen von Kunstflügen,

009835/0002 klein

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klein aind. Zusätzlich müasen dieae zwei Formen der Stabiliaierungawirkung in einer richtigen relativen Stärke zueinander bleiben, ob sie nun groaa oder klein sind. Die gewünschte Binatellung der Stabilisierungskraft und die richtige Verteilung zwiachen den zwei Arten der Stabiliaierung wird durch die Erfindung mit einem aehr leichten, einfachen Aufbau erreicht. Wenn der Spannungaeinateller 13 zu einer Vergröaaerung der Krümmung dea Flügels bei einer Betrachtung von vorne verwendet wird, wird auch der wirkaame V-Winkel des Drachena vergröaaert. Gleichzeitig und ungefähr im aelben Verhältnia werden auch die Stabilisierungsflachen an den Flügelenden angehoben, wodurch ihre Vorderfläohen und die Richtungsatabilität vergröasert werden. Durch diesen einzigen Vorgang werden alle gewünaohten Wirkungen erzielt, die beaohrieben wurden.

Nach Fig. 11 ist ea beim Bntwurf eines Drachens, mit dem Kunstflüge durchgeführt werden können, notwendig, daaa um die Achse H duroh den Schwerpunkt nur ein kleiner Randbereioh der statischen Richtungsstabilität einsohliesslich der Beiträge zur Richtungsstabilität, die von den Sohwanzflächen erzeugt werden, vorhenden ist. Der Drachen zeigt dabei bei böiger Luft eine Neigung zur Instabilität, wenn er wie in Fig. flaoh verspannt ist; während kurzer wiederkehrender

009835/0002 Momente,

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Momente, in denen die Luft ruhig ist, korrigiert er aber sioh wieder selbst aus.

Beim Fliegen des Drachens wird die Neigung zur Instabilität bei böigem Wind durch ein Ziehen an der leine vergrössert, wenn er kunstflugfähig verspannt ist. Dies ist besonders dann wirksam, wenn der Drachen bereits einen seitlich geneigten Kurs besitzt. Dem Drachen wird so ein Stoss zu einer weiteren Auslenkung versetzt, wodurch eine grössere seitliche Geschwindigkeit, eine grössere Gesamtluftgeschwindigkeit am Drachen, und eine grössere Verbiegung des Aufbaues erzeugt wird. All diese Vorgänge verringern die Stabilität und führen zu Kunstflügen. Zur Rückkehr zu einem ruhigen Flug lässt man die Flugleine einen Augenblick auslaufen. Dadurch werden die relative Luftgeschwindigkeit am Drachen, die seitliohe Geschwindigkeit und die Belastungen des Aufbaues des Drachens ' verringert, wodurch die Stabilität zunimmt. Der Drachen nimmt dann wieder eine normale Stellung, naoh der Erfindung mit der rechten Seite naoh oben und gegen den natürlichen Wind gerichtet ein.

Wenn dies eintritt, kann die Leine gehalten oder langsam eingezogen werden, woduroh der Draohen normal aufsteigt, bis ihn die Bedienungsperson des Drachens wieder einen Kunstflug durchführen lässt.

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Beim Fliegen einea Drachens nach der Erfindung geschieht das Wiedererlangen einer normalen Lage naoh einem Kunstflugmanöver oft auf natürliche Weise, da der Drachen beim Absinken in Windschichten eintritt, die durch den Reibungseinfluss der Brdoberfläche abgebremst worden sind, wodurch eine ähnliche Wirkung wie die entsteht, die duroh das Auslaufenlassen der Leine erzielt wird.

In der in Fig. 12 und Fig. 13 dargestellten veränderten Ausführungsform der Brfindung werden Konstruktionsteile verwendet, die typisch gleich denen sind, die in der in Fig. 1 dargestellten bevorzugten AusfUhrungsform verwendet werden. Der zweiteilige Flügel- und Sohwanzaufbau wird lediglich duroh eine einsttiokige Auftriebsfläche ersetzt, und Klappen 22 werden hinter den !Unterabschnitt der Randsohnursohleife zur Erzeugung einer jeden gewünschten Grundrissform am hinteren Flügelrand verwendet.

Die Einzelheiten der in Fig. 16 bis Fig. 19 dargestellten anderen Aueführungeformen der Brfindung kann jeder Faohmann der Drachenkonstruktion erkennen. Diese Drachen sind in dieser Anmeldung bereits oben beschrieben worden. Bs können ausserdem beispielsweise nooh aerodynamische Sohlitze in den auslegerartigen Stabilisierungsflächen oder zahlreich· andere solch· Verfeinerungen angebracht werden.

009835/000 2 Patentansprüche

Claims (1)

1. "³⁸" U78649

   Patentans prüohe

   ζ1«/Drachen, dadurch gekennzeichnet, dass er mit einer Haupttragflache (5) aus Folienmaterial versehen ist, dass die Tragfläche voneinander, getrennte Vorder- und Hinterränder besitzt, dass der .Abstand zwischen dem rechten und dem linken Ende der Tragfläche im wesentlichen grosser als der Abstand zwischen ihrem hinteren und seinem vorderen Rand ist, wodurch rechte und linke Flügel gebildet werden, dass der Schwerpunkt des Drachens zwischen dem vorderen und dem hinteren Rand der Tragfläche aber näher am vorderen Rand als am hinteren Rand liegt, dass die Tragfläche von unten betrachtet eine konvexe Form besitzt, wodurch eine Seitenstabilität erzeugt wird, dass vor jedem Flügel jeweils Stabilisierungseinriohtungen (17) angebracht sind, die dem Drachen während des Fluges eine Richtungastabilität verleihen, und dass jede Stabilisierungseinrichtung (17) sohräg nach oben und naoh vorne in einem Winkel geneigt ist, der den Winkel des angrenzenden Abschnitts der Haupttragfläche (5) übertrifft.

   2. Drachen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Stabiliaierungseinrichtungen (17) schief ge-

   00983 5/0002 a teilt

   U78649

   stellt ist und Flächen enthält, die schräg vorwärts naoh oben bfew.. rückwärts nach aussen verlaufen.

   3. Drachen naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er zur Ausführung eines Fluges bei sanftem Wind aus einem leichten Aufbau besteht, der mit einer sehr dünnen Tragfläche (5) aus einem Folienmaterial, mit einem Rahmen aus zwei langen, sehr schmalen, steifelastischen Teilen (1, 2), von denen sich eines längs

   und eines quer zur Flugrichtung erstreckt, versehen ™

   ist, dass der Drachen zur Ermöglichung eines Fluges bei starken Winden durch eine gespannte Schnur (4) so vorgespannt ist, dass die Rahmenteile (1, 2) stark gebogen sind, dass der Rahmenteil (2) einen unsymmetrischen Querschnitt besitzt und so angebracht ist, dass seine längere Querabmessung in einer nach vorne und nach unten sohräg abfallendai Ebene liegt, wodurch seine normale Festigkeit am wirkungsvollsten ausgenützt wird. (

   4. Drachen naoh Anspruoh 3» daduroh gekennzeichnet, dass sich einer der Rahmenteile vom Vorderende bis zum Hinterende des Drachens erstreckt und durch seinen Schwerpunkt führt, dass der zweite Rahmenteil in einer Ebene liegt, die normalerweise rechtwinkelig zu dem erstgenannten Rahmenteil verläuft, dass jeder der Rahmenteile an seinen Enden mit einer Kerbe versehen ist, duroh die

   009835/0002

   θ ie

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   sie mit der gespannten Sohnur (4) verbunden werden können und dass die gespannte Sohnur (4) von den Kerben der jeweiligen Rahmenteile aufgenommen wird.

   5. Drachen naoh Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich der in Längsrichtung verlaufende Rahmenteil (1) soweit über den vorderen Rand der Haupttragflache (5) erstreckt, dass sich der Schwerpunkt des Drachens hinter

   ψ dem Querrahmenteil (2) aber näher am vorderen Rand der Haupttragfläche (5) als an dessen Hinterrand befindet und dass eine Flugleine (7) durch eine Vorrichtung dicht beim Schwerpunkt des Drachens direkt mit der Tragfläche (5) verbunden werden kann.

   6. Drachen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Stabilisierungsflächen (17) etwa die lorm eines Dreiecks besitzt, dessen Scheitel nach vorne gerichtet ist und dessen Grundlinie sich längs des Querrahmenteils (2) erstreokt, und dass der Aussenrand einer jeden Stabilisierungsfläche (17) duroh Vorrichtungen (6) mit dem Teil der gespannten Sohnur (4) verbunden werden kann, der sioh von den Aussenenden des Querrahmenteile (2) zum Vorderende des Längerahmente üb (1) erstreckt, wodurch die Stabilisierungsfläche (17) steiler als der vordere Absohnitt der Haupttragfläche schräg naoh oben und naoh aussen verläuft.

   009835/0002

   7. Drachen nach Anapruoh 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Drachen zu einer Änderung der Vorderansicht mit einer sich daraus ergebenden Änderung des Luftwiderstandes eine Vorrichtung (13) enthält, durch die die Länge des Absohnitts der gespannten Schnur (4) verändert werden kann, der sich von einem Bnde des Querrahmenteils (2)zum anderen erstreckt.

   8* Drachen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Drachen mit einer Vorrichtung (3) versehen ist, durch die der Mittelpunkt des Querrahmenteils (2) am einem Punkt mit dem Längsrahmenteil (1) verbunden werden kann, der noch weiter vorne liegt als die Punkte, an denen die gespannte Schnur (4) am Querrahmenteil (2) anliegt.

   9. Drachen nach Anspruoh 3> dadurch gekennzeichnet, dass die gespannte Sohnur (4) zur Verbindung mit dem Auftriebselement (5) auf ihm liegend angebracht ist und dass längliohe Streifen (6) eines Bandes im senkrechten Querschnitt in gleicher Bbene liegende Laschen besitzen, die durch einen umgekehrten Ü-Bügel miteinander verbunden sind, der seinerseits so angebracht ist, dass er die Sohnur umhüllt, wenn die planparallelen Lasoneη der Streifen auf der Tragfläche liegen und festhaftend mit ihr verbunden sind.

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   ΙΟ» Drachen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Drachen, ob er sich nun in Bodenhöhe oder an seinem Ort mit steilstem Flugwinkel befindet, zur Neigungstrimmung mit einer Vorrichtung (8) versehen ist, durch die die Flugleine (7) an einem Punkt mit der Tragfläche (5) verbunden werden kann, der dicht beim Schwerpunkt liegt.

   11. Drachen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussenabschnitte der Stabilisierungsflächen durch Verbindungsstücke (6) mit der gespannten Schnur (4) vereinigt werden, dass der Längsrahmenteil (1), der vom Vorderrand der Tra_oflache (5) nach vorne ragt, von diesem Rand aus nach oben und nach vorne schräg verläuft, damit der Stabilisierungsfläche (17) die gewünschte Neigung verliehen wird und dass die Aussenabschnitte der Stabilisierungsflächen (17) mit dem nach vorne und naoh oben schräg verlaufenden Abschnitt der gespannten Schnur (4) verbunden sind, die ihrerseits am Vorderende des Rahmenteils (1) befestigt ist.

   12. Drachen naoh Anspruch 3» daduroh gekennzeichnet, dass das Vorderende des LängsrahmenteiIs (1) zur Trimmung der seitlichen Flugstellung des Drachens in Bezug auf die gespannte Sohnur (4) einstellbar ist, wodurch die Haupt tragfläche (5) verwunden wird.

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   13. Drachen nach Anspruch 1 ohne herabhängenden Schwanz, dadurch gekennzeichnet, dass ein konkav nach oben gekrümmter Schwanz (11) zur Brzeugung einer horizontalen Stabilisierung hinter dem hinteren Rand der Haupttragfläche (5) angebracht ist.

   14· Drachen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Längsrahmenteil (1) vom Hinterrand der Tragfläche aus um eine Strecke nach hinten erstreckt, die ungefähr dem Abstand zwischen Vorder- und Hinterrand der Tragfläche entspricht, dass eich der Schwanz vom hinteren Rand der Haupttragfläohe aus nach hinten erstreckt und am Längsrahmenteil (1) und der gespannten Sohnur (4) befestigt iat und dass die Fläche des Schwanzes so gross ist, dass der Hauptabschnitt des vom Querrahmenteil (2) und vom Hinterabschnitt der gespannten Sohnur (4) gebildeten Raumes frei bleibt.

   15. Drachen naoh Anspruch 13, daduroh gekennzeichnet, dass der nach oben konkav gekrümmte Schwanz (11) zur Brzeugung einer horizontalen Stabilisierung ohne wesentliche Brhöhung dee Drachengewichts an seinen Hinterrändern von der gespannten Schnur (4) gehalten wird, dass der Schwanz von der konkav naoh hinten verlaufenden Krümmung dea Längsrahmenteils (2) stets gespannt wird und daes die Neigung des Schwanzes geringer als die der Haupttragfläohe (5) ist, wodurch die Draohen-

   009835/0002

   nase

   nase während des Fluges hochgehalten wird.

   16. Draohen naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwerpunkt, der Luftdruokpunkt und der Befestigungspunkt der Flugleine alle sehr nahe am Vorderrand der Haupttragflache liegen.

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