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Strahlantriebskörper Die Erfindung bezieht sich auf einen Strahlantriebskörper,
der in bekannter Weise mit einem oder mehreren Luftsaugkanälen am hinteren Ende
versehen ist. Es ist bereits vorge-:ciiiagen worden, den Strahlantriebskörper furch
einen aus einem Tragflügelprofil mit @@ußenliegender Sehne gebildeten kegelstumpftörmigen
Körper abzugrenzen. Diese Anordnungen hatten bei den bekannten Strahlantriebskörpern
den Zweck, die Wirkung der Strahldüse selbst zu verbessern und zu vervollkommnen.
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Der Zweck vorliegender Erfindung ist nun, durch besondere Anordnung
der Luftsaugkanäle den Luftwiderstand von Strahlantriebskörpern zu verringern und
gleichzeitig den Wirkungsgrad des Antriebs zu erhöhen.
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Dieser Zweck wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß Brennkammer
und Kanalwandung einen einheitlichen stromlinienförmigen Körper bilden und die ringförmige,
annähernd rechtwinklig zur Körperachse beginnende Eintrittsöffnung des Saugkanals
nächst lind hinter dem Hauptspant des Körpers liegt.
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Es wird auf diese Weise die Grenzschicht am Strahlantriebskörper oberhalb
der Stelle, wo sonst die natürliche Abtrennung erfolgen würde, aufgesaugt. Durch
das Aufsaugen der Grenzschicht wird der Luft eine zusätzliche Geschwindigkeit erteilt,
die in den Kanälen, welche durch die Tragflügelprofile begrenzt werden, eine in
Richtung der Bewegung des Strahlantriebskörpers wirkende Bewegungskomponente erzeugt.
Da Strahlantriebskörper sich mit einer Geschwindigkeit bewegen, die zumeist über
der Schallgeschwindigkeit liegt, hat die annähernd rechtwinklig zur Körperachse
beginnende Eintrittsöffnung des Saugkanales den Vorteil, daß an dieser Stelle der
Luft ein geringerer Widerstand entgegengesetzt wird als bei den bekannten Einrichtungen
ähnlicher Art, wo die Luft in einem zur Flugrichtung geöffneten spitzen Winkel den
Kanälen zugeführt wurde.
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Die Erfindung ist auf den Zeichnungen beispielsweise dargestellt,
und zwar zeigt Fig. i die schematische Darstellung eines Tragflügelprofils mit dem
Kräftediagramm. Fig. 2 ist ein Längsschnitt durch eine Ausführungsform des Strahlantriebskörpers
gemäß der Erfindung.
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Fig. 3 ist ein Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform in
etwas vergrößertem Maßstabe.
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Fig. 4., 5, 6 und 7 zeigen andere Ausführungsformen.
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Fig. S ist eine Ansicht der Fig. 7, um go' gedreht.
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Fig. g ist die Rückansicht eines Strahlantriebskörpers mit rechteckigem
Querschnitt. Bei irgendeinem Profil oder Tragflügel i nach der Fig. i entsteht eine
aufwärts gerichtete Kraft #z, die als Auftrieb bezeichnet wird, wenn nämlich die
Geschwindigkeit der Luft längs der oberen Begrenzungsfläche größer ist als die Geschwindigkeit
der Luft längs der unteren Begrenzungsfläche
des Profils. Dieser
Unterschied der Geschwindigkeitswerte. -rührt von der Zirkulation her, welche das
Profil umgibt. Diese Zirkulationbedingt, zusammenwirkend mit dem gleichförmig strömenden
Flugwind, der von der Geschwindigkeit des sich durch die Luft bewegenden Profils
herrührt, eine ungleichmäßige Verteilung der Geschwindigkeiten längs des Profils,
nämlich eine größere Geschwindigkeit oberhalb des Profils und eine niedrigere Geschwindigkeit
unterhalb des Profils.
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Der gleichförmige Luftstrom, der soeben erwähnt wurde, erzeugt nicht
den Auftrieb allein, sondern es gehört dazu noch ein gewisser Widerstand 3. Bei
den besten Profilen jedoch ist die Auftriebskraft etwa 2omal so groß als der Widerstand,
so daß die resultierende Kraft 4 um einen Winkel von ungefähr 3 ° nach hinten geneigt
ist (wenn tang. 3° ='-/2o ungefähr ist). Der beste Anstellwinkel5 ist in der üblichen
«"eise o ° bis 2 °, j e nach der Art des Profils. Die Güte des Profils und die Winkel,
auf die oben eingegangen wurde, verändern sich entsprechend der Art und den Verhältnissen
des Profils. Zum klaren Verständnis sei jedoch erwähnt, daß im folgenden immer auf
die"gleichen Werte Bezug genommen wird, nämlich auf den Wert 2o und den Winkel o'.
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Dieses an sich bekannte Prinzip wird nun für Strahlantriebskörper
benutzt.
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Bei der Ausführungsform nach Fig.2 wird ein kleiner Teil der gesamten
pro Sekunde auszublasenden Menge in die Kanäle an verschiedenen Stellen, die mit
io bezeichnet sind, abgelenkt, wodurch eine gewisse Luftmenge von außen her angesaugt
wird, so daß die Strömungsgeschwindigkeit innerhalb der Kanäle nun größer ist, als
sie sein würde, wenn die Sangwirkung nicht vorhanden wäre. Es herrschen daher an
den Tragflügelprofilen ii, welche durch die Kanäle gebildet werden, längs der inneren
Begrenzungsflächen höhere Geschwindigkeiten vor als längs der äußeren Begrenzungsflächen.
Mit Bezug auf die Fig. i ergibt sich fblgende Wirkung: An jedem Element des Profils
ii greift eine nach innen gerichtete Kraft i2 an, und es ist ein entsprechender
Widerstand 13 vorhanden. Die Resultante dieser Kräfte ist die nach innen gerichtete
Kraft 14- Entsprechend der Bauart und Formgebung des Profils kann nun diese resultierende
Kraft eine Vorwärtskomponente 13 aufweisen. Da diese Vorwärtskomponente rings um
den Umdrehungskörper herum zur Auswirkung kommt, ergibt sich eine beträchtliche
antreibende, d. h. - den Körper, vorwärts stoßende Kraft, und zwar als Zusatz, d.
h. als Unterstützung der üblichen Strahlwirkung. Die anderen quer verlaufenden Komponenten
16 der resultierenden Kräfte werden selbsttätig ausgeschaltet, d. h. kommen nicht
zur Aus-Wirkung, solange sie nicht für Steuerzwecke, wie weiter unten beschrieben,
benutzt werden sollen.
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Fig. 3 zeigt in größerem Maßstabe das hintere Ende des in der Fig.
2 veranschaulichten Körpers, so daß die Wirkung nochmals im einzelnen erklärt werden
kann. Wenn das Tragflügelprofil 25, das gewählt worden ist, das beste Verhältnis
ergibt, d. h. Auftrieb: Widerstand - 2o bei einem Anstellw inkel = o', dann muß
der Winkel 17 größer als 3 ° sein, um eine Vorwärtskomponente 18 zu haben. Die Summe
aller dieser Komponenten entsprechend der abgewickelten Länge des Ringes (Ringumfang)
ergibt dann die Antriebswirkung. Die in der Querrichtung verlaufenden Komponenten
ig werden ausgeschaltet mit Ausnahme, wenn sie für einen bestimmten Zweck folgendermaßen
benutzt werden sollen: Der Einlaß der Preßluft oder des Gases in die geschlitzten
Kanäle wird durch schematisch veranschaulichte Einrichtungen, z. B. durch Ventile
2o, 21, gesteuert, die am Umfang herum verteilt angeordnet sind. Sobald nun eine
Einlaßmündung für die Luft durch das Ventil 2o geschlossen wird oder sobald eine
Gruppe von nebeneinanderliegenden Ventilen bedient wird, dann hört die Wirkung dieser
Seite des Körpers auf. Die nun nicht mehr im Gleichgewichtszustand befindlichen
Kräfte 22 auf der gegenüberliegenden Seite bewirken eine Drehung des Körpers in
Richtung des Pfeiles 23. Die Wirkung ist einem Steuer gleichartig. Es ist auf diese
Weise möglich, eine Steuerung in der waagerechten oder in einer senkrechten Ebene
durchzuführen mittels der Steuerung des Einlasses des Strömungsmittels in die Kanäle.
Die eigentliche Konstruktion dieser Steuerung kann verschieden ausgeführt werden
und wird im Rahmenvorliegender Erfindung nicht behandelt.
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Eine andere wesentliche M%irkung ist die folgende: Die Grenzschicht
wird nicht mehr sich über die ganze Länge des Körpers erstrecken, sondern sie wird
in die Kanäle bei 24 (Fig. 3) eingesaugt. Dieses selbst bedeutet einen Vorteil mit
Bezug auf denWiderstand, da die potentiale Luft (die nicht in Wirbelbewegung befindliche
Luft), welche nun in Berührung mit der Außenhaut des Ringes 25 kommt, nicht mehr
das Bestreben hat, sich abzuheben, bis sie am Ende des Körpers angelangt ist, wie
es sonst der Fall sein würde, wenn die in Wirbelbewegung befindliche Grenzschicht
ihre Bewegung längs des Körpers fortsetzen könnte. Es wird dadurch ein verringerter
Widerstand erreicht. Es ist oben nur von Preßluft als Bewegungsmittel gesprochen
worden; in Wirklichkeit können selbstverständlich andere Arten von Energie tragenden
Mitteln zur Anwendung kommen, beispielsweise Verbrennungsprodukte und unter Umständen
auch Schießpulver o. dgl.
Die Art und Weise, wie die Verbrennung
erfolgt, wird im Rahmen vorliegender Erfindung nicht behandelt.
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Die Fig. q. veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel, bei welchem das
wirksame Gas durch Öffnungen 26 in die Kanäle eintritt, wobei dann an den Enden
der Kanäle die Gase nach hinten ausgeblasen werden mit der üblichen Wirkung, die
dann verstärkt wird durch die `'Wirkung des Ringes 27, wie es oben näher beschrieben
wurde.
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Fig. 5 zeigt noch eine weitere Ausführungsform. Das Gas wird nach
hinten ausgeblasen, aber die Region 29 des Auslasses liegt innerhalb der äußeren
Begrenzungslinie des Körpers, d. h. an dieser Stelle münden die Kanäle 30. Es wird
somit eine Saugwirkung hervorgerufen, so daß die Luft bei 31 eingesaugt wird und
in die Kanäle eintritt. Wenn der Körper richtig konstruiert ist, dann strömt die
Luft durch@die Kanäle mit einer Geschwindigkeit, die genügend hoch ist, um die gewünschte
`'Wirkung zu erzielen.
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Der Strahlantrieb gemäß vorliegender Erfindung wird im besonderen
für die Luftfahrt benutzt. Die Erfindung kann jedoch auch auf Körper ausgedehnt
werden, die durch Schrauben angetrieben werden, z. B. in einem Flugzeug mit einem
rohrförmigen Körper. Es können bei dieser Flugzeugart Kanäle angeordnet werden,
welche die oben beschriebenen M'irkungen haben, um eine gewisse Menge von Auspuffgasen,
die aus der Maschine kommen, in die Kanäle abzulenken, wie es schematisch in der
Fig. 6 veranschaulicht ist.
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Es ist nicht unbedingt notwendig, daß der Körper ein Umdrehungskörper
ist. In den Fig. ; und 8 ist ein Körper dargestellt, der einen rechteckigen Querschnitt
hat und bei welchem die Flächen zur Begrenzung des Kanales senkrecht zur Grundfläche
laufen; ebenfalls ist der Schlitz 32, durch welchen der Auslaß des Hauptstrahles
erfolgt, geradlinig und erstreckt sich von der Oberseite nach der Unterseite des
Körpers. Die Fig. 9 zeigt einen Körper, bei welchem sämtliche Querschnitte rechteckig
sind, auch die mittlere Öffnung, durch welche der Hauptauslaß des Strahles erfolgt.
Bei dieser Ausführungsform sind die Körper der Tragflächenprofile voneinander durch
Diagonalfiächen 34. getrennt.