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Boxwing Mit deutsch etwa Kastendrachen Flügel englisch box wing oder box wing bzw joint wing wird eine besondere Tragflä

Boxwing

Mit Boxwing (deutsch etwa „Kastendrachen-Flügel“, englisch: box wing oder box-wing bzw. joint wing) wird eine besondere Tragflächenanordnung bei Flugzeugen bezeichnet. Durch die Verwendung von zwei übereinanderliegenden Tragflächen, die an ihren Enden durch vertikale Flächen oder Bögen miteinander verbunden sind, ergibt sich u. U. ein sehr stabiles Flugverhalten. Im Verlauf der Entwicklung der Luftfahrt hatten die vertikalen Flächen an den Flügelenden verschiedene Aufgaben. Bei gepfeilten Nurflügeln nach Dunne wirkten sie überwiegend als Ersatz für die Seitenflossen; bei späteren Entwürfen, die sich an das Enten- oder Tandemkonzept annäherten, war vor allem eine Verringerung des induzierten Luftwiderstands durch die Bildung von Randwirbeln ein Ziel (siehe Winglets). Durch verschiedene räumliche Variationen können theoretisch Elemente des Tandem-, Enten- oder Nurflügelkonzepts vereint werden (alle horizontalen Flächen erzeugen Auftrieb). Neben der verbesserten Überziehfestigkeit des Tandem-/Enten-Konzepts ist auch die kompakte Bauweise als Doppeldecker ein zusätzliches Argument für die Verwendung der Boxwing-Tragflächen.

Ultraleichtflugzeug Sunny

Geschichte Bearbeiten

Blériot IV
Burgess-Dunne AH-7

Das Kastendrachen-Prinzip war schon im alten China bekannt. Die Luftfahrzeuge der ersten Stunden orientierten sich teilweise stark an diesem Prinzip. Alberto Santos Dumont baute mit seiner legendären „14 bis“ praktisch einen rückwärts fliegenden Kastendrachen. Schon 1906 konstruierten Louis Blériot und Gabriel Voisin mit der Blériot III einen Doppeldecker in einer Boxwing-artigen Konfiguration. Die ersten aerodynamischen Berechnungen dazu wurden 1924 von Ludwig Prandtl veröffentlicht. Die erste Anwendung des Boxwing-Konzepts in der heute angewendeten Form geht unter anderem auf Alexander Lippisch zurück, der Anfang der 1930er-Jahre einen entsprechenden Doppeldecker für Heinkel entwarf, der jedoch über die Modellversuchsphase nicht hinauskam. Die obere Tragfläche war dabei durchgehend ungepfeilt, während die untere rückwärts gepfeilt ausgeführt wurde. Die Seitenleitwerksflächen stellten jeweils die Verbindung zwischen den Tragflächen her, befanden sich jedoch nicht an den Flügelspitzen, sondern weiter innen. Damit war der Effekt des „geschlossenen Systems“ nicht gegeben. Eine starke Ähnlichkeit mit dem Boxwing-Konzept zeigte 2001 auch ein Entwurf von Luigi Colani, der ein Passagierflugzeug mit 80 m Spannweite entwarf.

Praktische Anwendung Bearbeiten

Neben der Anwendung bei Modellflugzeugen wurde dieses Tragflächenkonzept auch bei einigen Ultraleichtflugzeugen umgesetzt. Hierzu gehören die Ligeti Stratos, die 1985 zum ersten Mal flog, und die Sunny von 1989. Die verwendeten Tragflächenarten ergänzen sich hierbei. Die obere Fläche hat das Layout eines gepfeilten Deltaflügels. Die Fläche dreht sich ohne Steuereinwirkung in den Wind. Bei gewichtskraftgesteuerten Ultraleichtflugzeugen erfordert dieses Eigensteuerungsverhalten ein stetes Gegensteuern des Piloten. Bei Boxwing-Flugzeugen wird diese Gegensteuerungskraft durch die untere, gerade Tragfläche aufgehoben. In der Praxis muss ein Pilot bei Seitenwind keine ausgleichenden Steuereingriffe tätigen. Die Sunny fliegt ohne erhöhten Widerstand leicht seitlich schiebend, aber ohne Fahrtverlust in die gewünschte Richtung.

Zudem verhindert die Boxwing-Fläche ein Stallen des Flugzeugs. Da die obere Fläche 2⁄3 des Gesamtauftriebes erzeugt, nimmt das Flugzeug bei Fahrtverlust einfach die Flugzeugnase nach unten und baut durch die entstehende höhere Fahrt wieder Auftrieb auf. Die untere Fläche erzeugt dabei stets Auftrieb und hält das Flugzeug stabil, ohne eine Abkippneigung zu erzeugen.

Siehe auch Bearbeiten

Weblinks Bearbeiten

Einzelnachweise Bearbeiten

  1. Conceptual Design of a Medium Range Box Wing Aircraft (PDF; 137 kB)
  2. Karl R. Pawlas: Schwanzlose oder Ente – Heinkel RRG Doppeldecker, ein Aufklärerprojekt aus dem Jahre 1932, in Luftfahrt-Lexikon, Beitragskennung 3111-100-1 Beschreibung des Lippisch-Entwurfs im Luftfahrt-Lexikon
  3. Howard Levy: Stratos, in Aeroplane Monthly, April 1987, S. 184 ff.
  4. Die Geschichte des SUNNY-Boxwing
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Veröffentlichungsdatum:
Mit Boxwing deutsch etwa Kastendrachen Flugel englisch box wing oder box wing bzw joint wing wird eine besondere Tragflachenanordnung bei Flugzeugen bezeichnet Durch die Verwendung von zwei ubereinanderliegenden Tragflachen die an ihren Enden durch vertikale Flachen oder Bogen miteinander verbunden sind ergibt sich u U ein sehr stabiles Flugverhalten Im Verlauf der Entwicklung der Luftfahrt hatten die vertikalen Flachen an den Flugelenden verschiedene Aufgaben Bei gepfeilten Nurflugeln nach Dunne wirkten sie uberwiegend als Ersatz fur die Seitenflossen bei spateren Entwurfen die sich an das Enten oder Tandemkonzept annaherten war vor allem eine Verringerung des induzierten Luftwiderstands durch die Bildung von Randwirbeln ein Ziel siehe Winglets Durch verschiedene raumliche Variationen konnen theoretisch Elemente des Tandem Enten oder Nurflugelkonzepts vereint werden alle horizontalen Flachen erzeugen Auftrieb Neben der verbesserten Uberziehfestigkeit des Tandem Enten Konzepts ist auch die kompakte Bauweise als Doppeldecker ein zusatzliches Argument fur die Verwendung der Boxwing Tragflachen Ultraleichtflugzeug Sunny Inhaltsverzeichnis 1 Geschichte 2 Praktische Anwendung 3 Siehe auch 4 Weblinks 5 EinzelnachweiseGeschichte Bearbeiten nbsp Bleriot IV nbsp Burgess Dunne AH 7Das Kastendrachen Prinzip war schon im alten China bekannt Die Luftfahrzeuge der ersten Stunden orientierten sich teilweise stark an diesem Prinzip Alberto Santos Dumont baute mit seiner legendaren 14 bis praktisch einen ruckwarts fliegenden Kastendrachen Schon 1906 konstruierten Louis Bleriot und Gabriel Voisin mit der Bleriot III einen Doppeldecker in einer Boxwing artigen Konfiguration Die ersten aerodynamischen Berechnungen dazu wurden 1924 von Ludwig Prandtl veroffentlicht 1 Die erste Anwendung des Boxwing Konzepts in der heute angewendeten Form geht unter anderem auf Alexander Lippisch zuruck der Anfang der 1930er Jahre einen entsprechenden Doppeldecker fur Heinkel entwarf der jedoch uber die Modellversuchsphase nicht hinauskam 2 Die obere Tragflache war dabei durchgehend ungepfeilt wahrend die untere ruckwarts gepfeilt ausgefuhrt wurde Die Seitenleitwerksflachen stellten jeweils die Verbindung zwischen den Tragflachen her befanden sich jedoch nicht an den Flugelspitzen sondern weiter innen Damit war der Effekt des geschlossenen Systems nicht gegeben Eine starke Ahnlichkeit mit dem Boxwing Konzept zeigte 2001 auch ein Entwurf von Luigi Colani der ein Passagierflugzeug mit 80 m Spannweite entwarf Praktische Anwendung BearbeitenNeben der Anwendung bei Modellflugzeugen wurde dieses Tragflachenkonzept auch bei einigen Ultraleichtflugzeugen umgesetzt Hierzu gehoren die Ligeti Stratos 3 die 1985 zum ersten Mal flog und die Sunny von 1989 4 Die verwendeten Tragflachenarten erganzen sich hierbei Die obere Flache hat das Layout eines gepfeilten Deltaflugels Die Flache dreht sich ohne Steuereinwirkung in den Wind Bei gewichtskraftgesteuerten Ultraleichtflugzeugen erfordert dieses Eigensteuerungsverhalten ein stetes Gegensteuern des Piloten Bei Boxwing Flugzeugen wird diese Gegensteuerungskraft durch die untere gerade Tragflache aufgehoben In der Praxis muss ein Pilot bei Seitenwind keine ausgleichenden Steuereingriffe tatigen Die Sunny fliegt ohne erhohten Widerstand leicht seitlich schiebend aber ohne Fahrtverlust in die gewunschte Richtung Zudem verhindert die Boxwing Flache ein Stallen des Flugzeugs Da die obere Flache 2 3 des Gesamtauftriebes erzeugt nimmt das Flugzeug bei Fahrtverlust einfach die Flugzeugnase nach unten und baut durch die entstehende hohere Fahrt wieder Auftrieb auf Die untere Flache erzeugt dabei stets Auftrieb und halt das Flugzeug stabil ohne eine Abkippneigung zu erzeugen Siehe auch BearbeitenRingfluglerWeblinks BearbeitenGlobalsecurity Box Wing Concept under the AMA Program von Lockheed Martin engl AIAA Exploratory Studies of Joined Wing Aeroelasticity Luciano Demasi and Eli Livne University of Washington Seattle Washington 98195 2400 PDF 2 5 MB AIAA STRUCTURAL ANALYSIS OF JOINT WINGS by Brian Dreibelbis and Jim Barth PDF 386 kB Uni Stanford NONPLANAR WING CONCEPTS FOR INCREASED AIRCRAFT EFFICIENCY PDF 6 7 MB NASA Optimization of Joined Wing Aircraft PDF 924 kB Futuristic Flying Brilliant Prototype amp Concept Airplanes Advanced AC FH Aachen StudentenprojektEinzelnachweise Bearbeiten Conceptual Design of a Medium Range Box Wing Aircraft PDF 137 kB Karl R Pawlas Schwanzlose oder Ente Heinkel RRG Doppeldecker ein Aufklarerprojekt aus dem Jahre 1932 in Luftfahrt Lexikon Beitragskennung 3111 100 1 Beschreibung des Lippisch Entwurfs im Luftfahrt Lexikon Howard Levy Stratos in Aeroplane Monthly April 1987 S 184 ff Die Geschichte des SUNNY Boxwing Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Boxwing amp oldid 231140124