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Beschreibung der Patentanmeldung Titel: Gleitsegel für Flugzeuge Anwendungsgebiet:
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erhöhung des Auftriebes von Flugzeugen und
dient dazu, in Notfällen und selbst bei schweren Beschädigungen der Flugzeuge diese
längere Zeit oder bis zun Flugziel in der Luft zu halten. Außerdem ermöglicht sie
extrem langsamen Flug in Warteräumen oder zu Beobachtungs-und Forschungszwecken,
die Erhöhung der Zuladung, die Ersparnis von Betriebsstoff, die Benutzung kurzer
Start- und Landebahnen und die Minderung der Lärm- und Abgasentwicklung beim Start
von Stadtflugplätzen.
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Zweck: Bei den zur Zeit in Gebrauch befindlichen Flugzeugen schwerer
als Luft dienen die Tragflächen durch ihre Form und ihren Anstellwinkel der Erzielung
des Austriebes der für die Erhebung in den Luftraum und für den Flug in diesem notwendig
ist, indem das Flugzeug durch motorische Kraft mit erheblicher Geschwindigkeit durch
die Luft bewegt wird, wodurch der Transport von Passagieren und Fracht auf dem Luftwege
ermöglicht wird.
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Stand der Technik: Es list bekannt, aß derartige Flugzeuge allgemein
in Gebrauch sind und weite Flüge zurücklegen.
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Kritik des Standes der Technik: Trotz allen Erfahrungen, Berechnungen
und Erprobungen kommt es immer wieder zu Abstürzen intakter Flugzeuge, obwohl sie
gegen kein Hindernis gestoßen sind. Der Grund liegt darin, daß der Auftrieb plötzlich
nicht mehr ausreicht, um das Flugzeug in der Luft zu halten, denn die Größe der
Tragflächen und damit des möglichen Auftriebes wird in der Regel nur für einigermaßen
normale Flugver -hältnisse bemessen, da größere Tragflächen die Fluggeschwindigkeit
beeinträchtigen0 Anderseits aber ist es wegen Raummangel nicht möglich, ausreichend
große, ausfahrbare, zusätzliche Tragflächen, also Reservertragflächen für den Start,
die Landung und den Flug unter extremen Bedingungen,im Flugzeugrumpf oder in den
vorhandenen Tragflächen unterzubringen, ausserdem würden sie eine erhebliche Mehrbelastung
des Flugzeuges darstellen. Eine
stark verminderte Antriebskraft
durch Ausfall eines Triebwerkes kann daher infolge der dadurch bedingten Verringerung
der Geschwindigkeit zum Verlust des notwendigen Auftriebes führen. Beim völligen
Ausfall der Antriebskraft ist der Absturz moderner Verkehrsflugzeuge in der Regel
unvermeidlich, da diese nicht in der Lage sind, einen genügend langen Gleitflug
auszuführen, damit der Pilot einen geeigneten Platz für eine Notlandung ausfindig
machen kann. So kommt es dann häufig zu Verlusten an Menschenleben und Material.
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Aufgabe: Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Nachlassen
oder völligen Schwinden des Auftriebes einen Absturz zu vermeiden und einen Gleit
-flug sowie eine sichere Landung auf einem geeigneten Platz oder die Fortsetzung
des Fluges mit verringerter Geschwindigkeit bis zu ei -nem solchen Landeplatz zu
ermöglichen, wei -ters den extremen Langsamflug für Beobachtungs-und Forschungszwecke,
die Erhöhung der Zu -ladung in Sonderfällen, zum Beispiel beim Rettungs-und Versorgungseinsatz,
die Ersparnis an Betriebsstoff in Notzeiten, die Benutzung kurzer Start- und Landebahnen
in gebirgigen Gegenden oder in unterentwickelten Ländern mit schlechten Flugplätzen
und mangelhaft ausgebildetem Flugsi cherungspersonal und die Minderung der Lärm-
und Abgasentwicklung beim Start von stadtnahen Flugplätzen.
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Lösung Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die
Flugzeuge mit einem Gleitsegel ausgerüstet werden, das in einer stromlinig geformten,
aufklappbaren und an beiden Enden offenen Hülse mit räunilich abgeaetzten, stromlinienförmigen
Kappen auf oder über dem Rumpf oder den Tragflächen auf Streben notfalls in einer
Höhe bis über der Oberkante des Seitenleitwerks in gerolltem oder gerefftem Zustande
verpackt und mit den entsprechend seiner Größe und Form notwendigen Zugleinen verbunden
ist, so daß es ge nach Bedarf an Spanndrähten entlang mittels Gleitringen mit Eugelweder
Walzenlagern von Hand oder durch motorisahe Kraut ganz ader teilweise ausgebreitet,
also gesetzt, oder eingeholt werden kann. Im verpackten Zustande verringert es infolge
der Form und Kleinheit seiner Hülse die Fluggeschwindigkeit nicht mehr als ein leichter
Gegenwand außerdem stellt es bei seinem geringen Gewicht keine nennenswerte Belastung
dar, so daß es sich auf den Flugbetrieb nicht nachteilig auswirken kann. Um es so
klein wie
möglich zu nalten, wird es af eine solche Weise konstruiert,
daß damit ein höherer Auftrieb als mit einer gleich großen, aber glatten und starren
Tragfläche erzielt werden kann. Zu diesem Zwecke werden drei Segeltuchlagen aus
Textilstoff oder Kunststoffolie, die notfalls durch Metalleinlagen verstärkt ist,
an den Rändern miteinander vernäht oder verschweißt und dazwischen noch durch Bänder
und Stege in der Weise miteinander verbunden, daß sie bei einer Füllung mit Druckluft
ein Gleitsegel von tragflächenähnlicher Form ergeben,wobei die beiden oberen Segeltuchlagen
ein durchgehendes Luftkissen bilden, während die untere Segeltuchlage mit der mittleren
eine wabenähnliche Form mit teils offenen, also mit Aussenluft gefüllten, und teils
geschlossenen, also mit Druckluft gefüllten Kammern bildet, so daß das Gleitsegel
an der Oberseite eine glatte Oberfläche aufweist, an seiner Unterseite aber wabenartige
Vertiefungen und Öffnungen verschiedener Größe0 Ausserdem ist das Segeltuch auf
der Unterseite strukturiert, also samt-oder flauschartig aufgerauht oder mit einer
Auflage von Schaumgummi oder ähnlich rauhem und porösem Material versehen, Die Elastizität
bzwO Nachgiebigkeit des Gleitsegels ermöglicht es der verdichteten Luft während
des Fluges besser als die üblichen starren und glatten Tragflächen, sich darunter
"einzunisten" und ein Abgleiten zu vermeiden, was unweigerlich zum Verlust des Auftriebes,
dem sogenannten "Stall", führen müßte. Sämtliche Luftverdichtungen unter den Tragflächen
sind nicht statischer Natur, sondern turbulent und ändern während des Fluges ständig
ein wenig ihre Größe und ihre Form, was bei glatten, starren Tragflächen häufig
zu Auftriebaschwankungen oder zu plötzlichem Auftriebsschwund führt, Bei elastischen,
nachgiebigen Tragflächen wie dem Gleitsegel passen sich dieses und die Verdichtung
einander ständig automatisch an, so daß Auftriebs -schwankungen und zusätzliche
Widerstände durch ausbrechende Wirbel und Verdichtungen weitgehend vermieden werden0
Elastische, also begrenzt formbare, strukturierte und teilweise poröse Trag -flächen
ergeben somit gegenüber glatten, starren und völlig geschlossenen Flächen einen
höheren und vor allem einen dauerhaften Auftrieb. Das Gleitsegel wird nach oder
während der Ausbreitung durch mitgeführte, eingebaute Druckluftpatronen oder durch
Luftpumpen,die motorisch oder von Hand betätigt werden können, dies notfalls sogar
vom Passagierraum aus durch die Passagiere, über Ventile mit Druckluft gefüllt.
Sämtliche dazu notwendigen Kraft- und Luftleitungen werden durch innne hohle, stromlinienförmige
Streben geführt, mit welchen die Hülse auf dem Flugzeug befestigt ist, doch ist
es beim Stande der Technik möglich, den gesamten Druckluftmechanismus in die Hülse
zu verlegen,so daß er vom
Pilotensitz aus elektrisch betätigt werden
kann.
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Die Art der Aufrollung oder Reffung des Gleitsegels richtet sich weitgehend
nach der Art und Größe des Plugzeugtyps, desgleichen die Art des verwendeten Materials,
jedoch ist dieses, zumindest an der Unterseite, unbrennbar. Wird das Gleitsegei
über dem Flugzeug angebracht, so werden über den Triebwerken Aussparungen angeordnet,
damit die heißen Abgase das Segel nicht beschä -digen können, falls ein Triebwerk
noch funktioniert. Wo es die Konstruktion des Flugzeuges zuläßt, wird das Segel
nicht über sondern zwischen dem Rumpf und den Tragflächen angebracht, entweder vor
oder hinter den Tragflächen. Selbst bei den größten Flugzeugen ist jedoch neben
der motorischen Ausbreitung und Füllung des Segels -eine solche mit Handbetrieb
vorgesehen, von der rilotenkanzel wie auch vom Passagierraum aus, um auch bei Ausfall
sämtlicher Aggregate das Segel nutzen zu können und sei es nur als Rettungsfloß
bei einer Notwasserung auf See.Die Anbringung des Gleitsegels und seiner Hülse erfolgt
entweder möglichst nahe dem Schwerpunkt des Flugzeuges auf oder über dem Rumpf'
oder in zwei oder mehreren Exemplaren symmetrisch auf den Tragflächen. Die Streben,
welche die Hülse und die Spanndäähte tragen, müssen in der Konstruktion in einer
Weise se verankert sein, daß sie im Notfall das Gesamtgewicht des beladenen Flugzeuges
aufnehmen kön -nenO Wo dies jedoch nicht möglich ist, wird der Rumpf mit einem Korb
aus Flachstahl- oder Eunststoffgurten umgeben, der die Geschwindigkeit und das Aussehen
des Flugzeuges nicht beeinträchtigt, aber eine sichere Aufhängung am Gleitsegel
ermöglicht.
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Bei kleinen Flugzeugen wird die Hülse des Gleitsegels aus Textilstoff
hergestellt; und durch eine Reißleine vom Pilotensitz aus geöffnet, wobei gleichzeitig
eine eingebaute Druckluftpatrone in Tätigkeit gesetzt wird, welche das Gleitsegel
ausbreitet, indem sie es füllt. Ein solches Gleitsegel kann nur nach einer Landung
wieder verpackt werden.
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Bei großen Flugzeugen, bei denen eine Anbringung des Gleitsegels zwischen
dem Rumpf und den Xragflächen nicht möglich ist, aber eine häufige Verwendung während
des Fluges notwendig erscheint, wird eine Winkelschiene aus Leichtnetall auf Stützen
über den Tragflächen angebraeht, suf deren waagrechtem Schenkel zwei Spanndrähte
entlangführen, an denen das Segel mit Hilfe der Gleitringe entlanggleitet. Dadurch
wird erreicht, daß die Vorderkante des Gleitsegels immer stabil bleibt und dieses
daher ähnlich wie eine feste Tragfläche wirkt, was die Navigation erleichtert.
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Damit bei einer Notwasserung die Benutzung des Gleitsegels als Rettungsfloß
möglich ist, wird es an der Hülse mit Schrauben oder ähnlichen, von der Oberseite
des Segels lösbaren Verschlüssen befestigt und die vorderste Strebe, die auf dem
Rumpf befestigt ist, mit G:m.ff -und Trittaprossen ausgestattet, deren Enden entgegengesetzt
zur Flugrichtung hinter der Strebe zusammengeklappt und eingerastet werden können.
In den stromlinienförmigen Kappen der Hülse werden Werkzeuge zum raschen Durchschneiden
sämtlicher Sanndrähte, Zugseile, Leitungen und sonstigen Verbindungen mit dem Flugzeug
aufbewahrt wie Messer, Bolzenschnei-und ähnliche Schneidegeräte, desgleichen auch
eine kleine Axt, Schraubenschlüssel oder sonstige Werkzeuge, die zu einer Ablösung
des Segels vom Flugzeug notwendig sind, weiters Gurte mit Karabinerhaken, welche
in entsprechende Ringe oder Schlaufen an der Oberfläche des Segels eingehakt werden
können, Druckluftpatronen oder Handpumpen zum Nachfüllen des Segels mit Druckluft,
Medikamente, Proviant und ein Minisender, Über dem Pilotensitz in der Nähe der Strebe
mit den Sprossen ist nach Möglichkeit ein Notausstieg für die Besatzung'anzuordnen'
damit diese nach einer Notwasserung über die Strebe die Oberfläche des Gleitsegels
erreichen, es von dem versinkenden Flugzeug völlig lösen und als selbständiges Rettungsfloß
benutzen kann, wobei sie sich mit den Gurten an der Oberfläche des Segels festschnalltO
Weitere Ausgestaltung der Erfindung: Wo es die tonstruktion des Flugzeuges erlaubt,
wird das Gleitsegel zwischen den Tragflächen und dem Rumpf in der Weise angeordnet,
iaß es im gefalteten Zustande seitlich an den Rumpf angelegt ist und im Bedarfsfalle
mittels ei -nes Seilzuges durch Drehung um eine Achse Såcherartig bis zu den Uragflächen
ausgebreitet wird0 Das obere Segeltuch ist durch Metall -oder Kunststofflamellen
verstärkt, die in Querrichtung leicht gebogen sind, in Längsrichtung einen kleinen,
mittigen Steg auf der konkaven Seite der Lamelle aufweisen und mit der konvexen
Seite nach oben angeordnet sind0 Sie verleihen dem Gleitsegel auch dann eine gewisse
Steifig keit, wenn es noch nicht vollständig mit Luft gefüllt ist, was seine Wirkungsweise
beschleunigt und die Navigation erleichtert. Die Verwendung von Druckluftpatronen,
zOBO zum Auf -blasen von Rettungsbooten, und Luftpumpen mit motorischem oder Handbetrieb
sowie der Einbau von Luftleitungen, Ventilen und Seil zügen in rohrförmige Metallstreben
ist bekannt und braucht nicht besonders beschrieben zu werden,
Erzielbare
Vorteile: Die Vorteile der Erfindung liegen darin, daß das Gleitsegel eine Reservetrag
-fläche darstellt, die im Notfall genutzt werden kann, ohne daß sie im unbenutzten
Zustande die Geschwindigkeit des Flug -zeuges beeinträchtigt0 Die dreifache Segeltuchlage
verleiht dem Gleitegel eine große Festigkeit0 Da es wegen sei -ner Elastizität,
seiner Konstruktion und seiner aufgerauhten Unterseite einen größeren Auftrieb ergibt
als eine gleichgroße glatte und starre Fläche, kann es selbst bei einem vollständigen
Verlust der Tragflächen eines Flugzeuges diesem eine sanfte Landung ermöglichen
und da -mit das Leben d:er Besatzung retten, das sonst rettungslos verloren wäreO
Ausserdem ermöglicht es die Benutzung kurzer Start- und Landebahnen, höhere Zuladung,
Einsparung von Betriebsstoff, zeitweisen extremen L angsamfl ug sowie verringerte
Lärm- und Abgasentwicklung in bewohnten Gebieten, Da es keinen Eingriff in die Konstruk
-tion des Flugzeuges und keinen großen Materialaufwand nötig macht, ist es rasch
und leicht herzustellen und anzubringen, dies notfalls mit Hilfe eines Tragkorbes
aus Flachstahl - , Kunststoff -oder Textilgurten geringen Querschnittes, der den
Rumpf umschließt.
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Das Gleitsegel bedeutet somit eine wesentliche Erhöhung der Flugsicherheit,
die in kurzer Zeit verwirklicht werden kannO Beschreibung der Ausführungsbeispiele:Einige
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden
im folgenden näher beschrieben0 Es zeigen: Figo 1 ein Flugzeug von vorn mit dem
verpackten Gleitsegel auf dem Rumpf, Figo 2 dasselbe Flugzeug von vorn mit ausgebreitetem
Gleitsegel, Fig, 3 dasselbe Flugzeug von der Seite mit ausgebreitetem Gleitsegel
und einer vorderen, schrägen Metallstrebe, Figo 4 dasselbe Flugzeug von oben mit
ausgebreitetem Gleitsegel, der vorderen Metallstrebe und den räumlich abgesetzten,
stromli -nienförmigen Kappen am Anfang und am Ende der Hülse.
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Fig. 5 ein Flugzeug von vorn mit einer waagrechten Winkelschiene aus
Leichtmetall, die vom Rumpf und 4 Streben auf den Tragflächen gehalten wird, sowie
das daran befestigte, ausgebreitete Gleitsegel, Fig. 6 ein Flugzeug' von vorn mit
3 ausgebreiteten Gleitsegeln, Fig, 7 einen Querschnitt durch ein aufgeblasenes Gleitsegel,
schematisch dargestellt, mit der Luftleitung und dem Ventil, dem oberen Luftkissen
mit den Bändern und stegen und der wabenartig ausgebildeten Unterschicht mit luftdichten
Luftkammern, die über das obere Luftkissen mit Druckluft gefüllt wer -den, und dazwischen
liegenden offenen Kammern, die sich beim Aufblasen des Segels selbsttätig mit Aussenluft
fellen Die Unterseite des Gleitsegels ist strukturiert bzwO aufgerauht0 Fig. 8 einen
schematischen Querschnitt durh ein Gleitsegel, dessen Vorderrand an einer Gleitschiene
aus Leichtmetall befestigt ist, die auf einer Strebe ruhtO Fig. 9 einen schematischen,
stromlinienförmigen Querschnitt durch eine Strebe mit der Luftleitung und den Zugseilen,
Fig0lo ein Flugzeug von oben, bei dem das Gleitsegel auf dem Rumpf in einer Höhe
über dem Seitenleitwerk angebracht ist und durch Spanndrähte mit Streben, die sich
auf den Enden der Tragflächen befinden, verbunden ist; auf der linken Seite im verpackten
Zustande und auf der rechten Seite im ausgebreiteten Zustande mit fächerartig verlaufenden,
längli chen Ausschnitten' Fig.ll ein Flugzeug mit einem Gleitsegel, das. an beiden
Seiten des Rumpfes angebracht ist und dessen Lamellen um eine lotrechte Achse an
ihrem Ende waagrecht gedreht werden können; auf der linken Seite im zusammengefalteten
Zustande und mit dem Zugseil, das vom Segelende über eine Rolle am Flügelende zum
Rumpf führt, auf der rechten Seite im Såcherartig ausgebreiteten Zustande mit den
Lamellen aus Leichtmetall oder Kunststoff und länglichen Öffnungen zwischen diesen.