Full text: Luftschrauben-Untersuchungen der Geschäftsstelle für Flugtechnik des Sonderausschusses der Jubiläumsstiftung der Deutschen Industrie ([1. Heft])

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Luftschrauben-Untersuchungen usw. 
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Nachbarschaft entstehen außerordentlich hohe Beschleu- 
ıigungen, wie sie nicht ohne Wirbelbildungen und starke 
Energieverluste denkbar sind. 
Die Zylinderschale liefert zwar auch schon bei & = 0° 
nen beträchtlichen Auftrieb, dessen Größe die von Kutta 
:chon 1902 angegebene Gleichung ausdrückt. Praktisch 
st aber mit diesem Falle offenbar gar nicht zu rechnen. 
Scharfe Vorderkanten müssen hiernach vielmehr geradezu 
ıls Wirbelerreger verdächtigt werden. 
Um zu hohe Geschwindigkeiten zu vermeiden, verweisen 
lie genannten Mathematiker beide auf den von der flug- 
echnischen Praxis nach Naturbeobachtungen längst be- 
chrittenen Weg, die Eintrittskante mit Abrundungen zu 
mkleiden. Kutta gelangt sogar zu einem vollständigen 
jerechnungsgang, zur Ermittlung der erforderlichen Ab- 
undungsdicke, um die auftretenden Beschleunigungen 
nnerhalb gewisser Grenzen zu halten. Die Abrundungs- 
zurven sollen dem Charakter der Stromlinien an der 
Vorderkante entsprechend parabolisch geformt sein; weiter- 
1in soll dann der Umriß durch stetige Verbindungskurven 
zuch bei kreisenden Flügeln der Fall ist. Im Flugzeugbau 
wird dieser Erkenntnis auch schon von bewanderten Kon- 
strukteuren bei der Formgebung von Drachenflügeln Rech- 
aung getragen. Bei Luftschraubenflügeln findet man da- 
gegen aufgenietete Arme, Vorsprünge und sonstige durch 
die Konstruktion bedingte Unregelmäßigkeiten noch mit 
Vorliebe gerade auf die Saugseite gelegt, die man ebenso- 
zut auf die Druckseite hätte bringen können, in deren 
Mitte sie nach unseren Versuchen fast ganz unschädlich sind. 
Von derartigen Unregelmäßigkeiten abgesehen ist 
ıus vorstehender Überlegung weiters zu folgern, daß es 
auf die besondere Formgebung der Saugseite mindestens 
abensosehr ankommt, wie bei der Druckseite. 
Im allgemeinen müssen beide Flächen schon der not- 
wendigen Konstruktionsdicke wegen verschieden gekrümmt 
sein. Gleichgeformte, äquidistante Flächen auf beiden 
Seiten, wie man sie als Ersatz für eine mathematische 
Fläche gern annimmt, sind aber, wie sich noch zeigen wird, 
wahrscheinlich auch grundsätzlich gar nicht erstrebens- 
wert. Scharfe Austrittskante und stetige Verjüngung 
nach dieser Kante hin ist jedenfalls eine der ersten Bedin- 
gungen guter Wirkung. 
Bestimmte nähere Vorschriften für die besondere 
Formgebung dieser Flächen vermag die Theorie einstweilen 
nicht herzuleiten. Die wirklichen Vorgänge an kreisenden 
Flügeln und auch an Drachenflügeln von begrenzter Spann- 
weite entziehen sich als räumliches Problem noch völlig 
der analytischen Behandlung. 
Dagegen hat die Theorie der ebenen Strömungen an 
ınendlich breit gedachten Flügeln quer zur Bewegungs- 
ichtung zu wichtigen Ergebnissen geführt, von denen 
wir einzelne Punkte, die wahrscheinlich auch für unsere 
Frage Belang haben mögen, kurz herausgreifen müssen. 
Es handelt sich zunächst um unendlich dünn gedachte, 
Mach gewölbte, zylindrische Schalen kreisbogenförmigen 
Profils, deren Sehne unter einem Winkel &« schräg gegen 
lie Bewegungsrichtung gestellt ist. M. Kutta (Aachen) und 
3. Tschapligin (Moskau) haben unabhängig voneinander 
ınd auf verschiedenem Wege bewiesen, daß eine wirbel- 
freie Strömung an solchen Schalen überhaupt nur in dem 
Falle «x = o0® möglich ist, wenn beide Kanten der Schale 
30 scharf sind, wie sie bei unendlich kleiner Dicke gedacht 
werden. Sobald aber «x > o wird, muß eine der Kanten 
mit unendlich großer Geschwindigkeit umströmt werden, 
Wenn nämlich die Wiedervereinigung der durch den Flügel 
zeteilten Strömung an dessen hinterer Kante stattfinden 
soll, wie es die natürlichen Bedingungen verlangen, dann 
nuß bei «x > 0 der vorn befindliche Spaltungspunkt des 
mittleren Stromfadens von der vorderen Kante ab- und 
an Stück in die Druckseite hineinrücken (vgl. Fig. 74). 
Fig. 75. 
n den ursprünglichen Kreisbogen übergehen. Die schät- 
zungsweise gezeichnete Fig. 75 veranschaulicht .die von 
<utta gegebene Beschreibung. 
Damit ist ein wesentlicher Punkt der Frage der Flügel- 
armen aus dem Bereiche gefühlsmäßiger Vorstellungen 
ınd empirischen Tastens ins Licht gerückt. Nach der 
)bereinstimmung von Theorie und Erfahrung wird man 
nnehmen dürfen, daß scharfe Vorderkanten ziemlich all- 
‚emein und nicht gerade nur bei Kreisbogenschalen schäd- 
ich sind. Im übrigen liegt in dieser Theorie noch keine 
)ähere Vorschrift für die Formgebung, da die Kreisbogen- 
orm ja nur willkürlich als Ausgangspunkt genommen ist. 
Nir sind noch nicht in der Lage, darnach eindeutig bestimmte 
Umrißformen zu entwerfen, die vor anderen besonderen An- 
spruch auf Richtigkeit hätten. 
Vom Standpunkte des Experimentators, der durch 
)lanmäßige Versuche die Gesetze guter Flügelwirkungen 
zu verfolgen sucht, wäre es aber sehr wesentlich, überhaupt 
ıur bestimmte Formen zu besitzen, die, wenn auch ohne 
ıydrodynamische Begründung, in einigermaßen einfacher 
Weise geometrisch festzulegen wären. Denn willkürlich 
nach Gefühl« entworfene Formen dieser Art lassen sich 
ınabsehbar variieren, und wenn man sie im einzelnen 
lurch Abbildungen, durch punktweise Koordinatenangabe 
>der auf ähnliche Weise auch beliebig genau festlegen 
xann, so ist solches Vorgehen doch sehr unbefriedigend 
m Hinblick auf die weitere vergleichende Bearbeitung, 
die nur zum Ziele führen kann, wenn die untersuchten 
Pormen sich durch eine begrenzte und möglichst geringe 
Zahl von Bestimmungsgrößen schreiben lassen, die un- 
ıbhängig voneinander variiert werden können. Um nicht 
lie große Anzahl von Versuchen zu vermehren, die mit 
ler Sorgfalt durchgeführt und doch wissenschaftlich 
ıicht recht verwertbar sind, muß man in die Fülle der 
Möglichkeiten eine gewisse Ordnung zu bringen suchen. 
irst wenn gesetzmäßige variierbare Formen vorhanden 
Fig, 74. 
Von da aus muß der obere Zweig des mittleren Strom- 
adens um die vordere Kante herumfließen und an dieser 
Stelle unendliche Geschwindigkeiten annehmen; in ihrer
	        
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