Geodätische Flugzeugzelle - Geodetic airframe

Eine geodätische Flugzeugzelle ist eine Art Konstruktion für die Flugzeugzellen von Flugzeugen, die in den 1930er Jahren vom britischen Luftfahrtingenieur Barnes Wallis entwickelt wurde (der sie manchmal als "geodätisch" buchstabierte). Zuvor wurde es 1909 von Prof. Schütte für das Schütte Lanz Airship LS 1 verwendet. Es verwendet einen Raumrahmen , der aus einem spiralförmig kreuzenden Korbgeflecht aus tragenden Elementen besteht. Das Prinzip ist, dass zwei geodätische Bögen so gezeichnet werden können, dass sie sich auf einer gekrümmten Oberfläche (dem Rumpf) so schneiden, dass die Torsionslast auf jedem die auf dem anderen aufhebt.

Frühe Beispiele

Amerikanische Kriegsschiffe des 18. Jahrhunderts "Diagonal Rider" in ihrer Konstruktion.

Das Strukturelement "Diagonal Rider" wurde 1794 von Joshua Humphreys in den ersten Segelfregatten der US Navy verwendet . Diagonal Rider sind in der inneren Rumpfstruktur der erhaltenen USS Constitution im Hafen von Boston zu sehen. Die Struktur war ein wegweisendes Beispiel für die Platzierung "nicht orthogonaler " Strukturkomponenten innerhalb einer ansonsten konventionellen Struktur für ihre Zeit. Die "diagonalen Reiter" wurden als eines von fünf Elementen in die Konstruktion dieser amerikanischen Marineschiffe einbezogen, um das Problem des Hoggens im Schiffsrumpf zu verringern , und machten nicht den größten Teil der Schiffsstruktur aus, sie stellen keine vollständig "geodätische" Struktur dar "Raumrahmen.

Die Bezeichnung einer diagonalen Holzstrebe (wie sie bei Toren, Gebäuden, Schiffen oder anderen Strukturen mit freitragenden oder diagonalen Lasten verwendet wird) als Beispiel für geodätisches Design ist eine Fehlbezeichnung. In einer geodätischen Struktur stammen die Festigkeit und strukturelle Integrität sowie die Form aus den diagonalen "Klammern" - die Struktur benötigt die "Bits dazwischen" für einen Teil ihrer Festigkeit (implizit im Namensraumrahmen), wie dies auch der Fall ist eine konventionellere Holzstruktur.

Flugzeuge

Wellington Mk.X HE239 von No.428 Sqn. RCAF, das die geodätische Konstruktion und das Ausmaß der Bestrafung veranschaulicht, die es absorbieren könnte, während Integrität und Lufttüchtigkeit erhalten bleiben.
Ein Ausschnitt aus dem hinteren Rumpf eines Warwick zeigt die geodätische Konstruktion in Duraluminium. Zu sehen im Armstrong & Aviation Museum im Bamburgh Castle .

Die früheste bekannte Verwendung eines geodätischen Zelle Design für jedes Flugzeug war für das vor dem Ersten Weltkrieg Schütte-Lanz SL1 starren Luftschiffes Hüllenstruktur 1911 mit dem Luftschiff kann bis zu einem 38,3 km / h (23,8 Stundenmeilen) Top-Fluggeschwindigkeit .

Die Latécoère 6 war ein französischer viermotoriger Doppeldecker-Bomber der frühen 1920er Jahre. Es war eine fortschrittliche Ganzmetallkonstruktion und wahrscheinlich das erste Flugzeug, das geodätische Konstruktionen verwendete. Nur einer wurde gebaut.

Barnes Wallis , inspiriert von seinen früheren Erfahrungen mit Leichtmetallstrukturen und der Verwendung geodätisch angeordneter Kabel zur Verteilung der Hublasten der Gassäcke bei der Konstruktion des Luftschiffs R100 , entwickelte die geodätische Bauweise weiter (obwohl allgemein angegeben, dass dies der Fall war) keine geodätische Struktur in R100 ). Wallis verwendete den Begriff "geodätisch", um ihn auf die Flugzeugzelle anzuwenden und sie von "geodätisch" zu unterscheiden, was der richtige Begriff für eine Linie auf einer gekrümmten Oberfläche ist, die sich aus der Geodäsie ergibt .

Das System wurde später von Wallis 'Arbeitgeber Vickers-Armstrongs in einer Reihe von Bomberflugzeugen, Wellesley , Wellington , Warwick und Windsor, eingesetzt . In diesen Flugzeugen wurde der Rumpf aus einer Reihe von Kanalträgern aus Duraluminiumlegierungen aufgebaut, die zu einem großen Gerüst geformt wurden. Auf das Metall wurden Holzlatten geschraubt, an denen die dotierte Leinenhaut des Flugzeugs befestigt war.

Das Metallgitterwerk ergab eine leichte Struktur mit enormer Festigkeit; Jeder der Stringer könnte einen Teil der Last von der gegenüberliegenden Seite des Flugzeugs tragen. Das Ausblasen der Struktur von einer Seite würde die tragende Struktur als Ganzes noch intakt lassen. Infolgedessen kehrten Wellingtons mit riesigen fehlenden Rahmenbereichen weiterhin nach Hause zurück, wenn andere Typen nicht überlebt hätten. Der dramatische Effekt wird durch das Abbrennen der dotierten Stoffhaut verstärkt, wodurch die nackten Rahmen freigelegt bleiben (siehe Foto). Die Vorteile der geodätischen Konstruktion wurden teilweise durch die Schwierigkeit ausgeglichen, die physische Struktur des Flugzeugs zu ändern, um eine Änderung der Länge, des Profils, der Flügelspannweite usw. zu ermöglichen.

Geodätische Flügel- und Flossenstrukturen - aus Wellington entnommen - wurden beim Vickers VC.1 Viking der Nachkriegszeit verwendet , allerdings mit neuem Rumpf und Metallhaut.

Siehe auch

Verweise

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Quellen

  • Buttler, Tony (2004). Britische Geheimprojekte: Fighters & Bombers 1935-1950 . Hinckley: Midland Publishing. p. 240 Seiten. ISBN   978-1-85780-179-8 .
  • Murray, Iain (2009). Bouncing-Bomb Man: Die Wissenschaft von Sir Barnes Wallis . Haynes. ISBN   978-1-84425-588-7 .