FURBO. Furbo, SCHRÄG CHRÄGLIPPEN IPPENSPIRALE. Deckblatt : Malerische Version Furbo,

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1 Information zum Wettbewerbsbeitrag: FURBO SCHRÄG CHRÄGLIPPEN IPPENSPIRALE PIRALE - SLS: Malerei Patent Maschine Deckblatt : Malerische Version Furbo, Furbo, 2008, 140*100 cm², Öl, Schellack, Nitro auf Jute bzw. überlaminierter rter Fotomontage, siehe Abbildung 1. D:\ferchau-A-C-U\Ferchau-Information A-C-U-Ferchau-V32.doc 1 / 11

2 Deckblatt: Technische Version FURBO SCHRÄG CHRÄGLIPPEN IPPENSPIRALE PIRALE - SLS: Malerei Patent Maschine Abbildung 1 Strahlsegler als Fotomontage mit dem Schubgeläse (FM-8) mit Schräglippenabgriff, oben rechts Ausschnitt aus der zugehörigen Patentanmeldung D:\ferchau-A-C-U\Ferchau-Information A-C-U-Ferchau-V32.doc 2 / 11

3 Georg Emanuel Koppenwallner / Ludwig Plotter Himmelsstieg Göttingen Internet: mail: plotter@ploland.de Furbo 1 Vorgeschichte Malerische Vorgeschichte Technische Vorgeschichte 5 2 Problemstellung ellung und Wettbewerbsbezug 6 3 Spezifische Lösung- Schräglippenspirale Gegenwärtige Lösung Kommende Möglichkeiten 8 4 Malerischer Zusammenhang 9 5 Furbo statt Turbo - Versuch einer Begriffsklärung 10 6 Anhänge 11 Georg E. Koppenwallner / Ludwig Plotter, Foto von Udo Rzadkowsky D:\ferchau-A-C-U\Ferchau-Information A-C-U-Ferchau-V32.doc 3 / 11

4 1 Vorgeschichte Dieser Text soll die Zusammenhänge bis zur Entwicklung des Wettwerbsbeitrages Furbo Furbo darstellen. 1.1 Malerische Vorgeschichte Ausgangspunkt dieser Arbeit ist die malerische Entwicklung einer Ikonografie der Wirbel. Diese Grundzeichen von Wirbelströmungen bezeichne ich als Vorticet. Seit meiner Ausbildung an der HbK Braunschweig arbeite ich an diesem ABC der Wirbel, dem sogenannten Vorticet. Wichtig für diese Bewerbung ist z.b. die Ikonografie von Aufwindsströmungen also Thermik. Abbildung 2 Thermal, ein Element des Vorticets. Gegenüberstellung Foto und Malerei Malerei: Thermal, 1997, 140 * 100 cm², Öl, Schellack, Nitro und Kohle auf Stoff Vögel und Segelflugzeuge nutzen diese Aufwinde. Als Maler, Flieger und Meteorologe habe ich mich mein Leben lang mit Wirbelströmungen auseinander gesetzt. D:\ferchau-A-C-U\Ferchau-Information A-C-U-Ferchau-V32.doc 4 / 11

5 1.2 Technische Vorgeschichte In diesem Zusammenhang ist aber auch meine Arbeit auf dem Gebiet der Absaugtechnik und der dazugehörigen Absauggebläse zu sehen, die in der Übertragung des Einmotorverfahrens 1, DE ( mehrere Laufräder auf einer Achse und getrennte Ausströmräume) schließlich zu diesem Wettbewerbsbeitrag hingeführt hat. Da die Absaugtechnik konservativ und obendrein designorientiert anstatt funktionsbezogen ist, habe ich beschlossen einmal etwas zu entwickeln, das wirklich Schub macht und mir beim Abheben hilft, also Spaß macht! Abbildung 3 Einmotorverfahren und Übertragung auf den Strahlsegler, Es geht dabei um einen Antrieb für ein Segelflugzeug für die Heimkehr oder sogar für den Eigenstart. 1 Mittels des Einmotorverfahrens können Absaugverfahren, die mit zusätzlicher Ausblasung arbeiten, mit einem Hauptgebläse arbeiten. Eine typische Haube mit Ausblasung ist die von mir 1995 erfundene Coandawirbelhaube, z.b. die AH 600 von Gaggenau, nach DE D:\ferchau-A-C-U\Ferchau-Information A-C-U-Ferchau-V32.doc 5 / 11

6 2 Problemstellung und Wettbewerbsbezug Seit 2003 arbeite ich an der Konzeption und Entwicklung eines derartigen Segelflugzeugantriebes, des Strahlseglers, dargelegt in der Offenlegungsschrift DE Anhang - 1, Strahlsegler, DE Abbildung 4 Prinzipzeichnung des Strahlseglers, 2003 Dieser Antrieb soll einerseits das Durchqueren großer Räume mit geringem Energieaufwand ermöglichen, andererseits muß dafür ein relativ großer Energiestrom durch den begrenzten Bauraum im Rumpf eines Segelflugzeuges hindurchströmen. Diese geschieht, indem mehrere auf einer Achse angeordnete Gebläse-Laufräder parallel durchströmt werden. 2 Abbildung 5 Motorluft, 2002, 100 * 140 cm², Öl, Schellack, Kohle auf Leinwand, Sammlung Felix Kruse, Aachen. 2 Die Laufräder sind dabei nicht als Stufen hintereinander angeordnet, sondern fördern unabhängig voneinander. D:\ferchau-A-C-U\Ferchau-Information A-C-U-Ferchau-V32.doc 6 / 11

7 Vorab wurde dieses Konzept des Antriebes im Vergleich zu den bisherigen Lösungen abgeschätzt. Wesentliches Merkmal dieses Antriebes ist die Tatsache, dass der kinetische Energiestrom, der durch die das Flugzeug antreibende Turbomaschine strömt, ein Minimum annimmt, verglichen mit dem Turbinenantrieb und dem Propellerantrieb. Anhang - 2, Abschätzung eines Strahlseglers, Vortrag Segelflugsymposium 2003 Bei dem ersten ausgeführten Funktionsmodell, FM-6, zeigten sich Probleme bei der 90 Umlenkung der Strömung und damit auch beim Wirkungsgrad. Auch Umlenkflügel innerhalb der Umlenkung, s. Abbildung unten, brachten im Verhältnis zum Aufwand nicht die gewünschten Verbesserungen. Anhang - 3, Antriebseinheit Strahlsegler, Vortrag Segelflugsymposium 2005 Abbildung 6 Funktionsmodell 6, FM-6, des Schubgebläses, Stand Mitte Spezifische Lösung- Schräglippenspirale 3.1 Gegenwärtige Lösung Der Wettbewerbsbeitrag FURBO -Schräglippenspirale Schräglippenspirale-SLS SLS behandelt u.a. das verbesserte Spiralgehäuse für diesen Segelflugantrieb. Die Abgriffslippe 3 wird schräggestellt, so dass Abgriff und Umlenkung gleichzeitig (bzw. gleichortig) erfolgen. Dies ermöglicht beim Funktionsmodell FM-8 eine Leistungssteigerung von 20% gegenüber dem bisherigen Funktionsmodell FM-6. Anhang - 4, Engbauendes Schubgebläse für einen Strahlsegler, Vortrag Segelflugsymposium oft auch als Spiralzunge bezeichnet D:\ferchau-A-C-U\Ferchau-Information A-C-U-Ferchau-V32.doc 7 / 11

8 Da man weder Laufräder noch Spiralgehäuse beziehen kann, wurde für das Laufrad das VW-Käfer Kühlluftgebläse 4 verwandt. Das Spiralgehäuse wurde wie in der Patentanmeldung DE dargelegt aufgebaut. Anhang - 5, Schräglippenspirale, Patentanmeldung DE Abbildung 7 Schubgebläse Strahlsegler FM-8 mit Schräglippenlösung, 2007 Die Formen wurden von Hand gefertigt und die GFK Formteile im Handlaminierverfahren gebaut. Die Lagerung erfolgt konventionell, die Verbindung für den Kraftschluss Welle- Laufrad mittels Ringspannelementen. 3.2 Kommende Möglichkeiten Der mit einem derartigen Antrieb in der Zukunft realisierbare Gewinn liegt aber auch darin, dass man mittels eines derartigen Gebläses Grenzschichtabsaugung und Grenzschichtausblasung durchführen kann und damit verbunden eine deutliche Verringerung des bisherigen Widerstandes erreichen kann. 4 Der Wirkungsgrad dieses vermutlich auf Staubunempfindlichkeit ausgelegten Gebläselaufrades liegt bei bescheidenen h = 0,5 bis h = 0,6. D:\ferchau-A-C-U\Ferchau-Information A-C-U-Ferchau-V32.doc 8 / 11

9 4 Malerischer Zusammenhang (Wettbewerbsbeitrag: Furbo) Malerisch gesehen, also vom Aspekt der Grundlagenkunst aus, handelt es sich bei einem Flugzeug um eine Art von Fluidwesen und bei der Antriebsvorrichtung um eine Form von Wirbelherz. Sinnbildlich gesehen lässt sich die Abgriffslippe und die damit verbundene Strömungsform als ein Element des Vorticets darstellen. Die Verbesserung der Anlage von der Ein- Durch- und Ausströmung her ist einerseits eng mit dem Verhalten von rotierenden Strömungen verbunden andererseits mit den Möglichkeiten zur Unterdrückung von Turbulenz und dem damit verbundenen Widerstand. Abbildung 8 Furbo, 2008, 140 * 100 cm², Öl, Schellack auf Leinwand bzw. überlaminierter Fotomontage Die Entwicklung der Schräglippenspirale ist deswegen in der Spur eines größeren malerischen Zusammenhanges zu sehen. D:\ferchau-A-C-U\Ferchau-Information A-C-U-Ferchau-V32.doc 9 / 11

10 Sicherlich können malerische Vorstellungen und Ansätze nicht einfach auf technische Aufgabenstellungen übertragen werden. Aber Malerei kann helfen neue Ansätze zu finden. Das ist oft einfach zu erreichen: Überall in der Malerei, in der Technik und im richtigen Leben - zählt nicht das Richtige, sondern das, was hinhaut. Viel schwieriger ist es jedoch sich daran zu gewöhnen! 5 Furbo statt Turbo - Versuch einer Begriffsklärung Die Bezeichnung für den Antrieb soll ausdrücken, dass nicht mit übermäßigem Energieaufwand, sondern mittels Geringhaltung des Energieaufwandes und vermittels einer möglichen Verringerung der Reibungskraft angetrieben wird. Der Begriff Turbo steht für ein extremes Maß an Leistung. Kennzeichnend für einen Turboantrieb ist das Hochfahren eines Aufladegebläses für einen Verbrennungsmotor oder eine Schubturbine, womit eine starke Steigerung der Leistung aber auch des Verbrauches einhergeht. Der Begriff Furbo 5 soll auch ausdrücken, dass ein Antrieb mit einer aktiven Widerstandsverminderung verbunden sein kann. Damit ist auch eine Verringerung der notwendigen Antriebsleistung und damit eine Verringerung des Energieverbrauches verbunden. Anhang 6 Grenzschichtabsaugung Das Furboprinzip Furboprinzip ist in gewisser Weise die Umkehr des Turbinenprinzipes Turbinenprinzipes. Beim Turboprinzip steigt mit steigender Drehzahl die Leistung an. Im Extremfall kann die Energieumsetzung bis zum Durchgehen, also zur Selbstzerstörung, der Turbine gesteigert werden. Beim Furboprinzip nimmt mit steigender Drehzahl der Widerstand ab. Der Extremfall des Furboantriebes ist der widerstandsarme Antrieb. 5 furbo (italienisch) - schlau D:\ferchau-A-C-U\Ferchau-Information A-C-U-Ferchau-V32.doc 10 / 11

11 6 Anhänge Anhang - 1, Strahlsegler, DE Anhang - 2, Abschätzung eines Strahlseglers, Vortrag Segelflugsymposium 2003 Anhang - 3, Antriebseinheit Strahlsegler, Vortrag Segelflugsymposium 2005 Anhang - 4, Engbauendes Schubgebläse für einen Strahlsegler, Vortrag Segelflugsymposium 2007 Anhang - 5, Schräglippenspirale, Patentanmeldung DE Anhang- 6, Grenzschichtabsaugung Die Anhänge 1-4 und Anhang 6 lassen sich auch von der Strahlsegler-Seite herunterladen: Anhang 1 : Anhang 2 : Anhang 3 : Anhang 4 : Anhang 5 : --- kein Link --- Anhang 6 : D:\ferchau-A-C-U\Ferchau-Information A-C-U-Ferchau-V32.doc 11 / 11