Die WigWings (Bodeneffektflugzeuge)

Parallel zu den Ringwings faszinierte mich damals der
Bodeneffekt, jener Flugzustand, bei dem Wirbelschleppen
als Folge des Auftriebs durch die Bodennähe und Reibung
geringer zur Wirkung kommen. Das erhöht auf Umwegen den
effektiven Anstellwinkel des Flugzeuges und es wird auch
weniger Energie zum Unterhalt dieser Wirbel vom Flugzeug
abgezogen. Daher gleitet es im Bodeneffekt besser.

Der oft behauptete Luftkisseneffekt unter den Flächen
in Bodennähe trifft dagegen nur für ganz bestimmte
Flugzeuge zu. Nicht zum Beispiel für Segelflugzeuge,
unter deren "Messerklingenflügel" kein Staupolster
dauerhaft entstehen kann. Hier ist es nur die oben
beschriebene Wirkung, die zählt. 

Mit einem Staupolster sollte das Tragflächenverbundsystem unten im Bodeneffekt fliegen.
Und zwar sollte es sich dabei in der Flughöhe selbst stabilisieren. Meine Idee dazu war
die folgende: 

Der hintere und hochgesetzte Flügel sollte ein
kopflastiges Moment erzeugen, das Fluggerät also bei
einem korrekten Schwerpunkt für Stabilität kopflastig
trimmen. Der untere, tragende Flügel sollte ein
sogenanntes Newman-Profil haben und vor allen Dingen
auf der Unterseite im vorderen Bereich elastisch, also
aus technischem Tuch ausgeführt werden. Nähert sich
dann das Fluggerät der Oberfläche, so entsteht durch
den zunehmenden Druck auf der Unterseite eine
aeroelastische Profilumformung. Die Unterseite "dellt"
sich ein. Ein Profil mit solch hohler Unterseite hat
aber einen höheren effektiven Anstellwinkel als das
gleiche Profil mit gerader Unterseite, also sollte
dieser Effekt das Fluggerät wieder vom Boden weg,
aufwärts bewegen. Dort würde sich der Flügel wieder in
die ursprüngliche Form begeben, das kopflastig
getrimmte Flugzeug würde wieder sinken.

Die Balance zu einem höhenstabilen Flug sollte also
durch eine aeroelastische selbständige Umformung des
unteren Profils in Abhängigkeit von der Bodennähe
erreicht werden - ohne jeden Piloteneingriff oder
Elektronik. Immer noch eine gute Idee.

Ich konnte diesen Effekt mit einigen Modellen nachweisen, aber es fand sich leider keine Folie,
die im Modellmaßstab die selbständige Flügelverformung ermöglicht hätte. Ich konnte daher nur
verschiedene feste Modelle bauen und für diese den charakteristischen Flugweg nachweisen. Und
da sich sonst niemand für diese Idee interessierte, damals waren ganz andere Lösungen für
Bodeneffekt gerade en vogue, wurde nichts daraus. Leider, denn die Idee ist immer noch gut. Man
findet sie heute im oberen Flügel des SUNNY wieder, der ein solches Stufenprofil wie in der
Skizze oben aufweist und zwingend (!) braucht.

Zur "Epoche" des "Schulzschen-Bodeneffekts" gehörte
auch mein Projekt "Moselgleiter", dessen Initiator
mein Freund Reinhard Deutsch war. Der Gleiter hatte
einen bikonvexen Flügel als Schwimmrumpf und einen
stabilisierenden Flügel oben hinten, einen sehr weit
nach hinten verschiebbaren Sitz dazu - nicht
sichtbar. Es lag stabil auf dem Wasser, auch bei
großer Geschwindigkeit, und hob auch ab. Aber nur
ohne Besatzung. Sitz und Steuerung waren weit nach
hinten verschiebbar in U-Profilen angebracht.

Erst 60, dann knapp 80 km/h mit dem Boeschboot. Das
Seil zum Moselgleiter hielt ich nach einem Klampen-
umlauf frei in der Hand, um sofort loswerfen zu können, sonst wäre es recht gefährlich geworden. 

Interessant: Der Zugwiderstand des Seils im Wasser
war wesentlich grösser als der des Flügels. Das
Seil im Wasser hätte bei dieser Geschwindigkeit
niemand festhalten können.

Eine Skizze aus dem Jahre 1989, als es die Sunnies
schon gab. Würde man sie "herumdrehen", erhielte
man eine Art Bodeneffektboot. Doch erstens bräuchte dieses Boot viel Geschwindigkeit um abzuheben, und
zweitens hat sich der positiv gestaffelte Boxwing - vordere Fläche oben - als deutlich harmloser und besser steuerbar erwiesen. 

Diese Skizze von mir zeigt eine ganz andere Art
von Bodeneffektboot, nämlich eines mit Flettner-
bzw. Thom-Rotoren im Bodeneffekt. Solche Rotoren
erzeugen Auftrieb ganz ahnlich wie Flügel. Der
Vorteil von Rotoren gegenüber Flügeln ist jedoch,
daß sie bei Boen relativ Auftrieb einbüßen, weil
das Verhältnis von Umfangs- zu Anströmgeschwin-
digkeit sich verschlechtert. Ein Rotorboot würde
daher in einer Boe nicht wegsteigen und damit das
Bodeneffektboot viel sicherer machen als mit
Flügeln. Zudem liefern Rotoren ein Mehrfaches an
Auftrieb im Vergleich mit Flügeln. Wie ein Rotor
im Bodeneffekt arbeitet, hat aber noch niemand
untersucht!

Mehr dazu finden sie auf Wunsch hier.

Da ich immer auch die Praxis mitsprechen lassen
möchte, habe ich 1998 einmal einen übermannshohen
Flettnerrotor auf ein Trike mit Galgen gebaut und
meine Erfahrungen damit für die AYRS geschrieben. So
sah dann der Titel des Forschungsheftchens aus, auf
dem man leider kein Photo abdrucken konnte.

Tatsächlich konnte man mit diesem Rotor bei etwas
Wind und guter Batterie die Startbahn in Saulgau
"entlangsurfen". Ein sehr seltsames Gefühl, wenn man
da neben einem Rotor steht und sich wundert, daß es
vorwärts geht. Interessant war aber auch, daß die
Flettner-Theorie zu rauen Rotoren nicht stimmt. Ich
hatte einen rauhen Rotor - und der entwickelte weit
unterhalb der Theorie ordentlich Vortrieb.

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