Der Thom-Rotor-Flügel
Einführung:
Flettner Rotoren -
rotierende Zylinder - sind die
mechanische Darstellung
der Traglinientheorie zum
Flügel. Diese Theorie sagt
vereinfacht: Hat man
einen sich drehenden Rotor aus Luft und
strömt
diesen an, bildet sich aus der Überlagerung eine
eine Druck- und Geschwindigkeitsdifferenz ähnlich
wie um einen profilierten Flügel. Es entstehen
Auftrieb und
Widerstand.
Flettner ersetzte den
mathematischen Luftwirbel durch eine rotierende Walze, die Luft
auf der
Oberfläche mitbewegt. Eine kluge Idee, denn seine
Rotoren konnte man zum Beispiel vertikal auf
ein Schiff setzen
und dann lieferten sie im Wind Auf- und Vortrieb wie ein Segel.
Und das hat
wirklich gut funktioniert, solange die
Umfangsgeschwindigkeit des Rotors 3 mal höher war als
die
Anströmgeschwindigkeit - der scheinbare Wind beim Segeln. Doch
gut war nicht gut genug, um
gegen die aufkommenden 2-Takt-Diesel
als Rotorsegelschiff eine Chance zu haben.
Als
Flugzeugflügel sind solche Flettner-Rotoren leider
nicht zu
gebrauchen. Das Flugzeug würde gleiten "wie ein
Stein". Auch Versuche, die Flettner-Walze in einen Flügel
zu integrieren waren wenig erfolgreich. Sogar der auf
frühere
Überlegungen von Flettner rückgreifende Versuch
eines
"Transportbandes" im Flügel hatte keinen Erfolg.
Trotz
vieler Patente dazu. (Links ein Flügelprofil mit
Nasenrotor und
Flettnerband schematisch dargestellt.)
Das Problem liegt hier
darin, daß diese Lösungen mit "Flettner im Profil"
die Zirkulation um
den Rotor herum unterbrechen, sozusagen durch
den Flügel abscheren. Es entsteht gar kein
rotierendes Feld,
nicht einmal ansatzweise. Und das bißchen rotierende
Metalloberfläche im
Flügel bewirkt für sich allein so gut wie
nichts. Auch nicht als als Transportband, denn schon
Flettner
selbst, der zunächst solch ein Band als Segel auf einem Schiff
installieren wollte,
erkannte, daß zwei freistehende Rotoren in
einem bestimmten Abstand zueinander viel wirksamer
waren.
Doch es gibt noch eine
andere Lösung: Wie die Graphik links
zeigt, konnte ein Herr
Thom, ein unbekannter schottischer
Ingenieur, vor 60 Jahren nach
10 Jahren Arbeit zeigen, daß
viele große Scheiben an einem
Flettner-Rotor dessen
Leistung beträchtlich anheben. Aus einem
maximalen
Auftriebsbeiwert des Flettner-Rotors von ca. 12 wird
mit
Thom-Scheiben ein Auftriebsbeiwert von 20! bei einem
Sechstel
des Widerstands! Das ist eine Verzehnfachung der
Gesamtleistung.
Ein Flugzeug könnte also
statt Flügel solche Thom Rotoren
haben. Doch halte ich das nur
im Bodeneffekt für sinnvoll
und machbar. Und da
nn mit einem Tandem-Rotor-Flugzeug.
Hier noch
einmal meine Skizze von der
Seite mitBodeneffektüberlegungen. Das
Projekt halte ich tatsächlich auch
heute noch für möglich und sinnvoll,
vor allem da die Rotoren
oder auch
nur deren Oberflächen mit heutiger
E-Technik exakt in der Umdrehung
angesteuert werden können.