Beispiele für derartige Stömungskörper sind Tragflächen von Flugzeugen, Bootskiele und -schwerter, die Finnen von Surfbrettern, starre Segel, aber auch die Rotorflügel von Windrädern oder von Propellern sowie Turbinenschaufeln und die Flügel von Schiffsschrauben. Bei der Verwendung derartiger Strömungskörper in flüssigen oder gasförmigen Medien geht es grundsätzlich um eine optimale Gewinnung oder Ausnutzung von Energie, entweder um den Strömungskörper und/oder damit verbundene Teile in dem Strömungsmedium fortzubewegen, wozu auch das Bewegen eines Rotors im Kreis zu rechnen ist, oder aber um umgekehrt das Medium zu bewegen, oder aber beides, wenn durch den Rückstoß des fortbewegten Mediums gleichzeitig auch ein konkreter Gegenstand, im allgemeinen ein Wasser-, Land-oder Luftfahrzeug angetrieben wird.

Im aligemeinen hat ein solcher Strömungskörper eine in weiten Bereichen variierende, im Regelfall strömungsgünstige Form, die gekennzeichnet ist durch einen mehr oder weniger tropfenförmigen Querschnitt, wobei der betreffende Tropfenquerschnitt allerdings häufig in Längsrichtung sehr gestreckt erscheint. Als Beispiel sei in diesem Zusammenhang auf das Tragflächenprofil von Flugzeugen und das Profil des Schwertes oder der Finne eines Surfbrettes erinnert. Während letztere bezüglich einer Längsmittelebene symmetrisch ausgebildet ist, da sie einem mal von rechts und mal von links belasteten Surfbrett in gleicher Weise das Kurshaiten erleichtern soll, ist ein Tragflächenprofil im allgemeinen asymmetrisch ausgebildet, d. h. Oberseite und Unterseite einer Tragfläche verlaufen nicht exakt spiegelbildlich zueinander.

Mit dem Begriff"Anströmkante"ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung im allgemeinen nicht eine scharfe, in Form eines Knickes oder gar ais Schneide ausgebildeten vorderen Kante des Strömungskörpers gemeint (obwohl auch eine solche Ausbildung selbstverständlich von dem Begriff Anströmkante umfaßt sein soll), sondern lediglich der sich im wesentlichen entlang einer Linie erstreckende, in Strömungsrichtung am weitesten vorspringende vordere Bereich des Strömungskörpers. Notwendigerweise muß das strömende Medium sich im Bereich des vorderen Abschnittes des Strömungskörpers teilen und die Verbindungslinie aller Punkte, entlang welcher die einzelnen parallelen Strömfäden sich teilen, wird hier als"Anströmkante"bezeichnet.

Üblicherweise sind derartige Strömungskörper relativ starre Gebilde, auch wenn nicht ausgeschlossen ist, daß bei sehr langen Strömungskörpern, wie zum Beispiel den Tragflächen von Flugzeugen, deren Enden nach oben oder unten gebogen werden können. Eine solche Verbiegung um eine parallel zur Stömungsrichtung verlaufende Achse kann im übrigen bei starker Belastung auch bei den erwähnten Finnen und Schwertern von Surfbrettern oder auch bei Rotorflügeln auftreten, ist jedoch nicht unbedingt erwünscht und betrifft nicht die vorliegende Erfindung. In Breitenrichtung gesehen sind entsprechende Strömungskörper jedoch fast völlig steif, d. h. es ist zum Beispiel nicht möglich, die hintere Kante oder auch die vordere Anströmkante gegenüber dem übrigen Teil der Tragfläche nennenswert oder gar sichtbar nach oben oder unten zu biegen. Dies wäre schon deshalb unerwünscht, weil sich dadurch das Strömungsprofil des Strömungskörpers ändert, welches im aligemeinen für die Erfüllung seiner Aufgabe, also zur Erzeugung eines Auf-und/oder Vortriebs, optimiert ist.

Dennoch läßt sich in konkreten, praktischen Situationen immer wieder feststellen, daß abhängig von dem jeweiligen Strömungsmedium und den auftretenden Strömungsgeschwindigkeiten erhebliche Strömungswiderstände auftreten, die in erster Linie mit vorzeitigem Strömungsabriß und Wirbelbildung zu erklären sind.

Wenn der Strömungskörper ais Antriebs-und/oder Auftriebs-oder Steuerungselement verwendet wird, so führen die auftretenden Strömungsverluste zu entsprechenden Verlusten in der Antriebsleistung, also entweder zu einem höheren Energieverbrauch oder zu einer Verringerung der maximal möglichen Antriebsgeschwindigkeiten.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Strömungskörper zu schaffen, dessen Energieausnutzung und/oder Energieumsetzung gegenüber den bekannten Strömungskörpern verbessert ist, der also lnsbesondere auch geringere Strömungsverluste aufweist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das stromabwärtige Ende des Strömungskörpers aus einem Endabschnitt besteht, der aus der, im wesentlichen von der Anströmkante und der Strömungsrichtung aufgespannten, Fläche heraus und um eine parallel zu dieser Fläche liegende und in etwa senkrecht zur Strömungsrichtung verlaufenden Achse, vorzugsweise elastisch biegbar ist, wobei die Flexibilität dieses Endabschnittes ein Vielfaches der Flexibilität des in Strömungsrichtung davor liegenden Hauptteiles des Strömungskörpers beträgt.

Der erfindungsgemäße Strömungskörper besteht also aus einem im wesentlichen starren Hauptteil, welches weitgehend oder identisch einem herkömmlichen Strömungskörper entspricht.

Lediglich das stromabwärtige Ende dieses Strömungskörpers ist gegenüber einem herkömmlichen Strömungskörper wesentich flexibler ausgebildet und kann sich damit den aufgrund der Strömung herrschenden Druckverhältnissen anpassen. Die Biegung erfolgt dabei um eine Achse, die im wesentlichen parallel zu der hinteren freien Kante und damit in etwa auch parallel zur vorderen Anströmkante verläuft. Diese gedachte Achse kennzeichnet dabei nur die Biegerichtung und hat im aligemeinen keine feste Position und die Krümmung kann sich sowohl zeitlich als auch örtlich über die Breite des Endabschnittes hinweg ändern. Dabei kann die gedachte Biegeachse auch mehr oder weniger gebogen verlaufen und der Strömungskörper bzw. dessen Flächen können auch, wie es von Rotorflügeln bzw. Propellern bekannt ist, um ihre Längsachse verdrillt sein. In diesem Fall liegt die Biegeachse in einer Flache, die im wesentlichen von der Strömungsrichtung und der hinteren Kante des Endabschnittes bzw. dem hinteren Rand des Hauptteiles aufgespannt wird, an welchen der Endabschnitt anschließt, und die entsprechend dem Verlauf dieser hinteren Kante entlang einer stellen Schraubenlinie verdrilit ist.

Zwar sind zum Beispiel von Flugzeugtragflächen bewegliche Start-und Landeklappen bekannt, die im Prinzip bezüglich der gleichen Ebene bzw. um eine Achse, die in etwa parallel zu den Tragflächenkanten liegt, bewegbar sind, wie die flexiblen Endabschnitte gemäß der vorliegenden Erfindung, jedoch werden derartige Start-und Landeklappen zur Erzeugung eines zusätzlichen Auftriebs und auch zur Erzeugung einer Bremswirkung ausgefahren und sie werden dabei relativ zu dem Hauptteil der Tragfläche so eingestellt, daß die Druckdifferenz auf Ober-und Unterseite der Tragflächen eher noch zunimmt oder zumindest zusätzliche Flächen bereitgestellt werden, entlang welchen die betreffenden Druckdifferenzen auftreten, um bei den im Vergleich zur Reisegeschwindigkeit langsamen Start-und Landegeschwindigkeiten den Auftrieb zu erhöhen.

Dabei ist der Energieverbrauch und die Energieumsetzung weniger effizient, weshalb sie auch während des normalen Reiseflugs und bel der höheren Reisegeschwindigkeit eingefahren blelben.

Diese Start-und Landeklappen passen sich auch nicht den herrschenden Strömungsverhältnissen an, sondern werden aktiv und fest in einer gewünschten Position gehalten, die der sich aufgrund der Druckverhältnisse von selbst einstellenden Ausrichtung eines elastischen, flexiblen Endabschnittes gerade entgegengesetzt ist.

Im allgemeinen beruht die Wirkung von Strömungskörpern auf der Erzeugung einer Druckdifferenz auf den beiden Seiten des Strömungskörpers aufgrund unterschiedlicher Geschwindigkeiten des an diesen Seiten entiangströmenden Mediums. Die unterschiedlichen Strömungsgeschwindigkeiten des Mediums auf den beiden Seiten des Strömungskörpers erreicht man entweder durch eine entsprechende Profilform, zum Beispiel das typische asymmetrische Tragflächenprofil, welches auf der Oberseite einen längeren Strömungsweg und damit höhere Strömungsgeschwindigkeiten erzwingt, die wiederum einen Unterdruck relativ zu dem auf der Unterseite herrschenden Druck erzeugt, wobei die Druckdifferenz auf Unterseite und Oberseite der Tragfläche die gewünscht Auftriebskraft liefert. Dieser Effekt kann allerdings auch bei symmetrischer Ausbildung der beiden Seiten eines Strömungskörpers durch entsprechendes Anstellen der Symmetrieebene eines solchen Strömungskörpers gegen die Strömungsrichtung erreicht werden. Dieser Effekt wird zum Beispiel bei der Steuerung von Surfbrettern und Segelbooten ausgenutzt, wobei auch die Ruder von Motorbooten und größeren Schiffen einen ähnlichen Effekt hervorrufen. Der Druck auf ein Segel, insbesondere bei einem Haibwind-oder Am-Wind-Kurs, treibt nicht nur ein Segelboot oder ein Surfbrett in Vorwärtsrichtung an, sondem übt auch einen seitlich gerichteten Druck aus, durch den das Surfbrett oder der Bootskörper seitlich weggedrückt werden. Die an dem Bootskörper, bzw. an Ruder, Finnen und Kiel angreifenden Wasserströmungen verlaufen also nicht exakt in Richtung vom Bug zum Heck des betreffenden Fahrzeuges, sondern kommen schräg von vorn von der windabgewandten Seite her.

Der Druck auf das Segel, welches relativ zum Bootskörper in einer bestimmten Position festgezurrt ist oder durch einen Surfer relativ zu seinem Brett in einer bestimmten Position gehalten wird, hat die Tendenz, das Boot oder Surfbrett in den Wind zu drehen, d. h. das auf das Segel und damit auf den gesamte Bootskörper wirkende Drehmoment drückt das Heck des Fahrzeuges vom Wind weg und den Bug gegen die Windrichtung.

Die am Heck eines Surfbretts angebrachte Finne oder ein entsprechendes Ruder an einem Boot erfahren jedoch wegen der relativ zum gesamten Bootskörper schräg verlaufenden Wasser- strömung bei einer geraden Ausrichtung von Finne oder Ruder vom Heck zum Bug einen Druck von der windabgewandten Seite her und einen entsprechenden Sog oder Unterdruck auf der windzugewandten Seite. Da Ruder bzw. Finne am Heck des Fahrzeuges angebracht sind, rufen diese das gewünschte Gegenmoment hervor, so daß das Fahrzeug dadurch auf seinem Kurs gehalten wird.

Ein zentral an dem Surfbrett oder Boot angeordnetes Schwert oder aber ein entsprechender Kiel unterliegen im Prinzip denselben hydrodynamischen Effekten, üben jedoch wegen ihrer zentralen Anordnung im allgemeinen kein nennenswertes Drehmoment auf das Surfbrett bzw. den Bootskörper aus, sondern vermindern aufgrund ihres Querwiderstandes im Wasser und zusätzlich aufgrund der erwähnten hydrodynamischen Wirkungen die seitliche Abdrift des Surfbrettes oder Bootes.

Ungeachtet der vorstehend erläuterten aerodynamischen und hydrodynamischen Wirkungen bekannter Strömungskörper treten dennoch, vor allem bei hohen Relativgeschwindigkeiten bzw.

Strömungsgeschwindigkeiten, erhebliche Reibungsverluste aufgrund von Strömungsabriß und Wirbelbildung auf. Genau an diesem Punkt setzt die vorliegende Erfindung an, da sich in praktischen Versuchen herausgestellt hat, daß aufgrund des flexiblen Endabschnittes Strömungsabriß und Wirbelbildung günstig beeinflußt werden, so daß die Reibung vermindert und ein zusätzlicher Vortriebseffekt erzeugt wird, der später noch anhand der Figuren erläutert wird.

Da, wie bereits erwähnt, aufgrund des Profils des Strömungskörpers oder aufgrund seiner Anstellung gegen die Strömungsrichtung auf der einen Seite des Strömungskörpers im Vergleich zur gegenüberliegenden Seite ein Überdruck herrscht und da dies selbstverständlich auch fOr den Bereich des Endabschnittes des Strömungskörpers noch zutrifft, paßt sich der flexible Endabschnitt durch entsprechende Verformung dieser Druckdifferenz an. Gegenüber einer spannungsfreien Ruhelage ohne jede Anströmung wird also der flexible Endabschnitt bei Anliegen einer Strömung, die eine hinreichend große Druckdifferenz erzeugt, auch deutlich sichtbar ausgelenkt bzw. abgebogen. Selbstverständlich weicht dabei der flexible Endabschnitt in Richtung des geringeren Druckes aus, wodurch sich in diesem Bereich die Anströmungsverhältnisse verändern und die Druckdifferenz vermindert wird.

Dabei wird entweder durch zusätzliche innere Bauteile oder aber durch die dem Endabschnitt vorzugsweise innewohnende Elastizität eine Rückstelikraft bereitgestellt, die überail dort, wo der Endabschnitt aufgrund der wirkenden Druckdifferenzen verformt ist, eine der Druckdifferenz entsprechende Rückstelikraft bereitstellt. Da der Endabschnitt vorzugsweise über seine ganze Länge hinweg flexibel (und elastisch) ausgestaltet ist, nimmt die Druckdlfferenz vom Ansatz des Endabschnittes am Hauptteil des Strömungskörpers bis zu seinem freien Ende hin kontinuierlich und im Idealfall bis auf den Wert Null nahe am freien Ende des Endabschnittes ab. Daraus ergibt sich ein sehr störungsfreier Strömungsabriß ohne nennenswerte Wirbelbildung. Die gleichwohl noch entlang des größten Teiles des Endabschnittes vorhandene Druckdifferenz resultert aufgrund der Verformung des Endabschnittes relativ zum Hauptteil in einer zusätzlichen Vortriebskraft.

Die konkrete Ausgestaltung des flexiblen Endabschnittes kann sowohl hinsichtlich ihrer Form und Anbringung an dem Hauptteil des Strömungskörpers ais auch hinsichtlich der relativen Maße im Vergleich zu dem Hauptteil und in den konkreten Elastizitäts-und Flexibilitätseigenschaften in sehr weiten Bereichen variieren. Die konkret auszuwählenden Formen, Maße und Flexibilitätseigenschaften richten sich nach dem jeweiligen Anwendungsfall. So kann ein relativ kleiner Strömungskörper, der auch noch für geringe Strömungsgeschwindigkeiten augelegt ist, wie zum Beispiel die Finne an einem Anfängersurfbrett, welches nur bei geringen Windgeschwindigkeiten und damit geringen Fahr-und Strömumngsgeschwindigkeiten benutzt wird, vergleichsweise nachgiebig, also von höherer Flexibilität sein ais der Endabschnitt an der Finne eines Surfbrettes, welches für Hochgeschwindigkeitsfahrten ausgelegt ist. Ebenso muß der Endabschnitt am Kiel einer großen Sportjacht oder an Schwert oder Finne eines Katamarans steifer ausgelegt werden als am Kiel oder Ruder eine Kajütsegelbootes für den Wochenendsegler. In alien Fällen gilt jedoch, daß bei denjenigen Strömungsgeschwindigkeiten, denen die betreffenden Strömungskörper im Normalfall ausgesetzt bzw. für die sie speziell ausgelegt sind, eine merkliche und deutlich sichtbare Ausienkung des Endabschnittes auftritt, so daß das freie Ende des Endabschnittes aus seiner Ruhelage um mindestens einige Grad, eventuell auch um 20 oder 30° oder noch mehr abweicht. Der in der Ruhelage nahezu ebene oder eben auslaufende Endabschnitt, der die Fortsetzung der unter einem kleinen Winkel aufeinander zulaufenden Seiten des Strömungskörpers bildet, erscheint dann im Profil sichtbar gekrümmt, wobei das freie Ende zu einer Seite hin abgebogen ist.

Der flexible Endabschnitt erstreckt sich vorzugsweise entlang der gesamten Hinterkante oder zumindest entlang des größten Teils dieser Hinterkante des Hauptteiles des Strömungskörpers.

Seine Breite beträgt dabei typischerweise zwischen 10% und 30% der Gesamtbreite des Strömungskörpers, jedoch sind je nach Anwendungsfall auch deutliche Abweichungen hiervon möglich und die Breite des flexiblen Endabchnittes kann bei manchen Anwendungen zum Beispiel nur 3% der Gesamtbreite und bei anderen wiederum bis zu 80% der Gesamtbreite des Strömungskörpers, jeweils gemessen in Strömungsrichtung, betragen. In den weitaus meisten Anwendungsfällen wird man sich jedoch auf einen Bereich von 10-50% der Gesamtbreite des Strömungskörpers beschränken können.

Dieses Breitenverhältnis kann sich selbstverständllch entlang der Länge des Strömungskörpers verändern, insbesondere dann, wenn die Breite des Strömungskörpers ohnehin zu den Enden hin abnimmt, wie zum Beispiel bei den Tragflächen großer Flugzeuge. ! m allgemeinen muß jedoch die Breite des flexiblen Endabschnittes des Strömungskörpers nicht in gleicher Weise abnehmen wie die Breite des Hauptteiles des Strömungskörpers, sondern kann zum Beispiel entweder nur geringfügig in Richtung der freien Enden abnehmen oder im wesentlichen konstant bleiben.

Alternativ könnte man allerdings auch die Flexibilitätseigenschaften des flexiblen Endabschnittes über die-quer zur Strömungsrichtung zu messende-i änge des Strömungskörpers hinweg verändern, also den Endabschnitt in Richtung der freien Enden des Strömungskörpers zum Beispiel flexible und gleichzeitig schmaier machen.

Im allgemeinen beträgt die elastische Flexibilität des Endabschnittes mindestens das Hundertfa- che der Flexibilität des Hauptteiles, jeweils bezogen auf dieselbe Biegeachse. Der Hauptteil eines entsprechenden Strömungskörpers kann im wesentlichen als starr bezeichnet werden, wobei dennoch eine minimale und kaum sichtbare Deformation im Profil eines Strömungskörpers auftreten mag, wenn er einer Strömung und damit Druckdifferenzen auf seiner Ober-und Unterseite ausgesetzt ist. Derartige Verformungen sind aber grundsätzlich nicht gewollt und beabsichtigt und sie sind auch nur mit entsprechend empfindlichen Meßinstrumenten sichtbar zu machen. Dagegen ist der flexible Endabschnitt durch eine deutlich sichtbare Flexlbilltät gekennzeichnet, die in Zahlen ausgedrückt um mehrere Größenordnungen über der Flexibilität und Verformbarkeit des Hauptteiles liegen kann.

Dabei ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Übergang von dem Hauptteil in den flexiblen Teil zwar relativ schnell, aber doch im wesentlichen kontinuierlich erfolgt. Zweckmäßigerweise sollte sich in einem Übergangsbereich, der nicht mehr als 5% der Gesamtbreite des Strömungskörpers ausmacht, die Flexibilität des Strömungskörpers bei diesem Übergang vom Hauptteil zum flexiblen Endabschnitt um mindestens einen Faktor 10 ändem. im Bereich des flexiblen Endabschnittes kann die Flexibilität im wesentlichen konstant sein, kann aber auch in Richtung des freien Endes bzw. der hinteren Kante des Endabschnittes noch weiter zunehmen.

Vorzugsweise hat die Flexibilität des Strömungskörpers einen in etwa stufenförmigen Verlauf, d. h. im Bereich des Hauptteiles ist die Flexibilität des Hauptteiles bezüglich eines Verbiegens oder Verformens in Richtung einer seiner Seiten sehr niedrig und kann praktisch gleich Null oder nahe Null gesetzt werden. Beim Übergang zu dem flexiblen Endabschnitt gibt es dann einen zwar noch kontinuierlichen aber dennoch fast sprunghaften Anstieg der Flexibilität um mindestens einen Faktor 10, möglicherweise auch um einen Faktor 100 oder mehr und innerhalb des flexiblen Endabschnittes bleibt die Flexibilität dann auf diesem höheren Niveau und nimmt im Vergleich zu dem sprunghaften Anstieg am Übergangsbereich nur noch vergleichsweise wenig zu.

Zweckmäßigerweise hat der Endabschnitt die Form eines dünnen Blattes oder läuft zumindest an seinem freien Ende als dünnes Blatt aus und ist aus einem faserverstärkten Kunststoffmaterial hergestellt. Wegen des günstigen Gewichtes und wegen günstiger Elastizitätseigenschaften sind vor allem mit Kohlefasern verstärkte Kunststoffmaterialien gut für den flexiblen Endabschnitt geeignet. Dabei sind Hauptteil und Endabschnitt so ausgestaltet, daß ihre oberen und unteren Flächen im Übergangsbereich im wesentlichen bündig und ohne Stufen, Knicke oder sonstige oberflächliche Unregelmäßigkeiten ineinander übergehen. Insbesondere können selbstverständlich der Hauptteil und der Endabschnitt einstückig ausgebildet bzw. mit einer gemeinsamen äußeren Schicht überzogen sein. Wenn Hauptteil und Endabschnitt im wesentlichen aus demselben Material hergestelit werden, muß selbstverständlich der Hauptteil entsprechende Versteifungselemente aufweisen und/oder gegenüber dem Endabschnitt wesentlich dicker und massiver ausgebildet sein, um den Flexibilitätsunterschied zwischen Hauptteil und Endabschnitt zu gewährleisten.

Bei der Verwendung von faserverstärkten Materialien sollten die Fasern im wesentlichen in Richtung der zu erwartenden Strömung verlaufen, d. h. entlang der oben bereits definierten Breitenrichtung des Strömungskörpers. Allerdings können für den Endabschnitt gut geeignete, flexible Verbundmaterialien auch mit Hilfe von Fasergeweben oder mit Fasermatten mit Zufallsorientierung der Fasern hergestellt werden.

Der erfindungsgemäße Endabschnitt kann auch in mehrere, sich den lokalen (an unterschiedlichen Position in Längsrichtung des Strömungskörpers gegebenenfalls unterschiedlichen) Strömungsbedingungen unabhängig anpassende Segmente aufgeteilt sein.

Praktisch verwirklicht man dies zum Beispiel durch eine Reihe mehr oder weniger paralleler Einschnitte in gleichen oder auch unterschiedlichen Abständen von der freien hinteren Kante des Endabschnittes mehr oder weniger tief, gegebenenfalls bis in den Übergangsbereich hinein. Die Segmentaufteilung kann auch schon bei der Herstellung des Endabschnittes berücksichtigt werden und man kann dabei den einzelnen Segmenten unterschiedliche Flexibilitätseigenschaften mitgeben, falls sich dies für bestimmte Anwendungsfäile als günstig erweist. Der Endabschnitt kann auch aus mehreren, vollständig voneinander getrennten und nebeneinander an dem hinteren Ende des Hauptteiles angebrachten Einzelsegmenten bestehen.

Für die Anwendung der vorliegenden Erfindung kommen insbesondere die folgenden Typen und Arten von Strömungskörpern, jeweiis allein oder auch in Kombination miteinander, in Frage, wobei jedoch die folgende Aufzählung nur beispielhaft und nicht abschließend ist : Finne und/oder Schwert von Surfbrettern, Schwert, Ruder oder Kiel von Motor-und Segelbooten und anderen Wasserfahrzeugen, Tragflächen und/oder Leitwerk bzw.

Leitwerkflügel von Flugzeugen, Flugzeugpropeller, Schiffsschrauben oder Schiffspropeller, Turbinenschaufein, Rotorflügel von Windrädern oder auch von Gebläse, Fiügeln von Tragflächenbooten, Stabilisatoren für U-Boote, Torpedos, Raketen und andere Wasser-oder Luftfahrzeuge etc.

Für die Bemessung der Flexibilität und Elastizität des Endabschnittes eines gegebenen Strömungswiderstandes berücksichtigt man am besten eine fest vorzugebende Auslegungs- geschwindigkeit, die in der Praxis am häufigsten auftritt bzw. bei welcher der betreffende Strömungskörper verwendet werden soll. Dabei können derartige Strömungskörper insbesondere mit unterschiedlich flexiblen Endabschnitten austauschbar an einem Gegenstand vorgesehen sein.

Nach der Festlegung der Auslegungsgeschwindigkeit wird die Flexibilität des Endabschnittes zweckmäßigerweise so bemessen, daß nahe des freien Endes des Endabschnittes auf beiden Seiten dieses Endabschnittes im wesentlichen der gleiche Druck wirkt. Das heißt, der aufgrund des flexiblen Nachgebens des Endabschnittes nach hinter immer volständiger werdende Druckabbau soll vorzugsweise weder zu früh, das heißt schon in erheblichem Abstand vor dem freien Ende, noch zu spät erfolgen, daß heißt vor erreichen des freien Endes noch nicht voliendet sein. Vielmehr soll der über der Breite des Endabschnittes aufgezeichnete Druckverlauf (genauer : Druckdifferenzverlauf) bei entsprechender Extrapolation die Nullinie in der Nähe des freien Endes bzw der hinteren Kante des flexiblen Endabschnittes scheiden. Dieses muß man gegebenenfalls durch praktische Versuche ermittein. Bei einer solchen Optimierung trägt der flexible Endabschnitt maximal zum Auftrieb und/oder Vortrieb bzw. zur ooptimalen Energieausnutzung bei.

AuBerdem sollte der freie Endabschnitt nicht allzu stark aus seiner Ruheposition abgebogen sein.

Im Regelfall solite die Abwinkelung, d. h. die Richtung, in welche das freie Ende des End- abschnittes im Profil des Strömungskörpers gesehen relativ zu seiner Ruhelage weist, nicht größer als 40-50°, und vorzugsweise nicht größer als 30° sein.

In entsprechenden Versuchen und theoretischen Abschätzungen hat sich herausgestellt, daß der Bereich der Flexibilität in verschiedenen Anwendungen sich über mehrere Größenordnungen erstreckt. Zum Beispiel muß ein etwa 5-10 cm breiter Endabschnitt der Finne fOr ein Leichtwind- Surfbrett bei einer Druckdifferenz von nur etwa 5000 Pa (ca. 0, 05 kp/cm2) einen kleinsten Krümmungsradius zwischen 10 und 50 cm annehmen. Der Endabschnitt am Kiel einer Hochseejacht dagegen, der zum Beispiel 50 cm bis 1 m breit ist, wird erst bei einseitiger Druckbelastung von bis zu 108 Pa (etwa 1 kp/cm2) einen kleinsten Krümmungsradius von 2 bis 10 m erreichen. Dabei ist allerdings darauf hinzuweisen, daß die Druckdifferenz im allgemeinen über die Breite des Endabschnittes hinweg variiert und im Regelfall zum freien Ende hin abnimmt.

Wenn man also eine gleichmäßige Krümmung oder zumindest eine nur langsame Krümmungs- abnahme des flexiblen Endabschnittes vom Übergangsbereich zum freien Ende desselben hin wünscht, kann dieser Effekt der Druckabnahme durch eine Zunahme der Fexibilität des Endabschnittes vom Übergangsbereich zum freien Ende hin kompensiert werden, zum Beispiel, indem man den Endabschnitt im Übergangsbereich etwas dicker macht und dann als zunehmend dünneres Blatt zum freien Ende hin auslaufen ! äßt.

Für eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung läßt sich der vorstehend geschilderte Sachverhalt allgemein dahingehend ausdrücken, daß die Flexibilität des Endabschnittes derart bemessen sein sollte, daß bei einer typischen Strömungsgeschwindigkeit und der bei einem normalen Anwendungsfall (z. B. Am-Wind Kurs eines Segelbootes oder Surfbrettes bei Windstärke 5-7 Beaufort) maximal auftretenden Druckdifferenz der an dem flexiblen Endabschnitt auftretende, minimale Krümmungsradius höchstens das Zwanzigfache der Breite des Endabschnittes in diesem Bereich betragen sollte. Wenn dann der flexible Endabschnitt bei diesen Verhältnissen entlang seiner gesamten Breite diesen minimalen Krümmungsradius einnimmt, so ist das freie Ende um mindestens etwa 2, 8° aus seiner unbelasteten Ruheposition abgebogen, wobei vorausgesetzt wird, daß der Krümmungsradius des flexiblen Endabschnittes im unbe-lasteten Zustand unendlich groß, die Oberflächen des Endabschnittes also im wesentlichen eben und allenfalls noch um die Längsrichtung des Strömungskörpers verdrillt sind.

Je nach Anwendungsfall kann allerdings der oben genannte Grenzwert für den minimalen Krümmungsradius auch auf das 30-oder 50-fache der Breite des flexiblen Endabschnittes festgesetzt werden.

Die Anbringung des Endabschnittes an dem Hauptabschnitt kann auf viele verschiedene Weisen erfolgen. Zum Beispiel können Endabschnitt und Hauptteil über eine Nut-Federverbindung, durch Bolzen, Dübel, eine gemeinsame äußere oder innere Haut und vor allem durch Verkleben oder eine Kombination der vorgenannten Befestigungsarten miteinander verbunden werden. Bei aufwendigeren technischen Gegenständen, wie zum Beispiel den Tragflächen von Flugzeugen, kann der flexible Endabschnitt auch in den Hauptteil einziehbar und wieder ausfahrbar befestigt sein. Bei Tragflächen wäre es auch denkbar, den flexible Endabschnitt an den hinteren Kanten der Start-bzw. Landeklappen zu befestigen, die auch beim Reiseflug die hintere Kante einer Tragfläche definieren.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen und der dazugehörigen Figuren. Es zeigen : Figur 1 einen erfindungsgemäßen Strömungskörper im Profil, Figur 2 eine Draufsicht auf einen in der Länge unterbrochenen Strömungskörper, der im Profil im wesentlichen dem in Figur 1 dargestellten Strömungskörper entsprechend sein kann, Figur 3 die Flexibilität bzw. Biegsamkeit des in Figur 1 dargestellten Strömungskörpers als Funktion der Breitenrichtung b, Figuren 4 bis 6 verschiedene Befestigungsvarianten des Endabschnittes am Hauptteil, und Figuren 7 und 8 Zwei Varianten von Schiffspropellern, welche die vorliegende Erfinndug verwirklichen.

Man erkennt in Figur 1 einen Strömungskörper 1, bestehend aus einem im Schnitt schraffierten Hauptteil 2 und einem nicht schraffiert dargestellten, flexiblen Endabschnitt 3. Der Hauptteil hat eine Oberseite 6 und eine Unterseite 7, wobei sich die Oberseite 6'und die Unterseite 7'des Endabschnittes 3 bündig und ohne Knick oder sonstige Übergangsunregelmäßigkeit an die Flächen 6 bzw. 7 anschließen. Das der Strömung, die durch Pelle S angedeutet wird, zugewandte, vordere Ende des Strömungskörpers 1 definiert eine Strömungskante 4, welche einer Teilungslinie für die Strömung S entspricht, von der ein Teil über die Oberseite 6, 6'und ein andere Teil über die Unterseite 7, 7'des Strömungskörpers 1 abfließt. Im Übergangsbereich 5 ist der Endabschnitt 3 durch eine Nut-Federverbindung oder dergleichen am Hauptteil 2 befestigt.

Wie man erkennt, ist in Figur 1 der Endabschnitt 3 in einer nach oben abgebogenen Position dargestellt, wobei das freie Ende des Endabschnittes 3 um einen Betrag Y gegenüber der gestrichtelt eingezeichneten Ruhelage ausgelenkt ist. Diese abgebogene Position des Endabschnittes 3 stellt sich ein aufgrund einer Druckdifferenz auf den beiden Seiten 6', 7'des Endabschnittes 3, die durch die Bezugszeichen P. und P angedeutet wird. Dabei steht P+ für einen höheren Druck und P steht für einen Unterdruck relativ zu P+. Diese Druckverhäitnisse stellen sich ein aufgrund des Profils des Strömungskörpers 1 bzw. des Hauptteiles 2 desselben und aufgrund der Anstellung bzw. Neigung der Hauptachse des Strömungskörpers 1 relativ zu der Hauptströmungsrichtung. Mit Hauptachse des Strömungskörpers 1 soll dabei eine in der Ebene der Figur 1 gedachte Verbindungslinie von der Anströmkante 4 zu dem spannungsfreien, gestrichelt gezeichneten Ende des Endabschnittes 3 in seiner Ruhelage bezeichnet werden.

Aufgrund der Druckdifferenz, d. h. eines im Vergleich zum Druck P auf der Oberseite 6, 6' höheren Druckes P+ auf der Unterseite 7, 7'des Strömungskörpers, wird der flexible Endabschnitt 3 nach oben gedrückt, wobei die Flexibilität dieses Endabschnittes 3 selbstverständlich auf die bei realistischen Strömungsgeschwindigkeiten konkret auftretenden Druckdifferenzen P+-P eingestellt ist und sich beim Auftreten einer solchen Druckdifferenz auch in der gewünschten Weise verbiegt. Das Maß der Verformung bzw. die Flexibilität faßt sich zum Beispiel beschreiben als Änderung der Krümmung der Flächen 6', 7'in Abhängigkeit von einer Zu-oder Abnahme der auftretenden Differenzdrücke.

Aufgrund des Hochbiegens des Endabschnittes 3 verändert sich selbstverständlich dessen Anströmung, so daß die bei einer geraden Ausrichtung, wie in der gestrichelten Position gezeigt, auftretende Druckdifferenz vermindert wird und in Richtung des freien Endes des Endabschnittes 3 immer weiter abnimmt. Dies gilt insbesondere auch, wenn der Endabschnitt 3 aus einem im wesentlichen homogenem Blatt konstanter Dicke, zum Beispiel aus kohlefaserverstärktem Kunstharz, besteht, dessen Flexibilitätseigenschaften sich vom Übergangsbereich 5 bis zum freien Ende des Endabschnittes 3 nicht verändem. Da die Druckdifferenz in Richtung des freien Endes immer weiter abnimmt, ist der flexible Endabschnitt 3 dort auch immer weniger gekrümmt und die Krümmung verschwindet völlig nahe des freien Endes, wenn dort die Druckdifferenz P+- P verschwindet. Aus den Figuren wird deutlich, daß in Figur 1 die Ebene, bezüglich welcher es auf die Flexibilität des hinteren Endabschnittes 3 ankommt, eine von der vorderen Anströmkante 4 und der hier als horizontal angenommenen Strömungsrichtung aufgespannten Ebene ist.

Alternativ könnte man diese Ebene auch durch die vordere Anströmkante 4 und die Hauptachse des Strömungskörpers 1, definiert als Verbindungslinie zwischen vorderer Anströmkante 4 und hinterem, freien Ende des Endabschnittes 3 im nicht druckbeaufschlagten Zustand aufgespannt wird.

In Figur 2 ist diese Ebene die Papierebene und der hintere Endabschnitt 3, den man rechts eines durch gestrichelt eingezeichnete Begrenzungslinien definierten Übergangsbereiches 5 erkennt, aus der Papierebene heraus nach oben und unten flexibel biegbar. Der links von dem Übergangsbereich 5 liegende Hauptteil 2 ist im Vergleich dazu steif und unbiegsam. Wie man erkennt, verläuft die vordere Anströmkante des in der Länge abgebrochen dargestellten Strömungskörpers 1 in Figur 2 in dieser Ebene nicht entlang einer Geraden, sondern ins- besondere zum freien Ende (in Längsrichtung) des Strömungskörpers 1 hin deutlich gekrümmt, so daß das freie Ende des Strömungskörpers deutlich schmaler ist als der Strömungskörper über den größten Teil seiner Länge. Der freie Endabschnitt 3 ist jedoch über die gesamte Länge L des Strömungskörpers 1 hinweg mit konstanter Breite dargestellt. Der Verlauf zweier Strömungslinien oder Stromfäden SL ist durch strichpunktierte Linien angedeutet. In Figur 1 verlaufen diese Linien entlang der oberen Flächen 6 und der unteren Flache 7 in der Papierebene bzw. parallel hierzu.

Figur 3 zeigt schematisch den Verlauf der Flexibilität f des in den Figuren 1 und 2 dargestellten Strömungskörpers 1 als Funktion der Breite b des Strömungskörpers. Im Bereich des Hauptteiles 2 ist die Flexibilität des Strömungsquerschnittes verschwindend klein und wird durch einen Verlauf nahe der Nullinie der Flexibilität gekennzeichnet. Im Übergangsbereich 5, wo der flexible Endabschnitt 3 mit dem Hauptteil 2 verbunden ist, steigt dann die Flexibilität drastisch an und erreicht dann am Ende des Übergangsbereiches und im Bereich des Endabschnittes 3 einen im wesentlichen konstanten, eventuell noch weiter leicht ansteigenden Wert, der am freien Ende, d. h. bei Erreichen der Gesamtbreite B, maximal ist.

Dabei könnte die Flexibilität f zum Beispiel definiert werden durch den Ausdruck dk/dp, wobei k die in der Papierebene gemäß Figur 1 erkennbare Krümmung d2y/db2 der Flächen 6'oder 7'ist und p die von der Breitenposition b abhängige Druckdifferenz P+-P auf den beiden Seiten 6'7' des Endabschnittes 3 ist.

Es versteht sich, daß auch andere Definitionen fOr die Flexibilität des Endabschnittes 3 gewähit werden können, ohne daß dies Auswirkungen auf die in den Ansprüchen definierte Erfindung hat.

Die Figuren 4 bis 6 zeigen verschiedene Varianten der Verbindung zwischen dem Hauptteil 2 und dem flexiblen Endabschnitt 3. Gemäß Figur 4 hat der flexible Endabschnitt 3 einen Y-förmigen Querschnitt, wobei die beiden Y-Schenkel von beiden Seiten her auf die gegenüberliegenden Oberflächen 6, 7 des Hauptteiles 2 aufgeklebt sind. Damit die Oberflächen 6, 7 bündig in die Oberflächen 6', 7'des Endabschnittes 3 übergehen, weist das Hauptteil 2 in seinem hinteren Bereich oberflächliche Einsenkungen auf, deren Tiefe gerade der Dicke der beiden Y-Schenkel des flexiblen Endabschnittes 3 entspricht.

In Figur 5 ist eine Nut-Federverbindung zwischen dem Hauptteil 2 und dem flexiblen Endabschnitt 3 dargestellt. Das hintere Ende des Hauptteiles 2 ist mit einer in seiner Längsrichtung (senkrecht zur Papierebene) verlaufenden Nut ausgestattet, in die eine entsprechende Feder des Endabschnittes 3 hineinpaßt. Auch hier sind die entsprechenden Oberflächen 6, 6'und 7, 7' wiederum so ausgebildet, daß sie an der Verbindungsstelle zwischen Hauptteil 2 und Endabschnitt 3 glatt und ohne Stufe ineinander übergehen. Es versteht sich, daß auch diese Nut- Federverbindung zusätzlich durch einen Klebstoff fixiert werden kann.

In Figur 6 ist der Endabschnitt 3 einstückig mit dem Hauptteil 2 dargestellt, konkret setzt sich die Außenhaut des Hauptteiles 2 nach hinten hin entweder ohne den schraffiert dargestellten inneren Kern oder aber mit einem anderen, flexibleren Kern gefüllt nach hinten fort.

In allen drei Figuren 4 bis 6 kennzeichnet eine vertikale, gestrichelte Linie in etwa den Übergangsbereich von dem relativ starren Hauptteil 2 zu dem flexiblen Endabschnitt 3.

Die Figuren 7 und 8 zeigen zwei verschiedene Schiffspropeller, wobei gemäß Figur 7 der Schiffspropeller eine gerade, führende Kante und eine stark geschwungene Hinterkante hat, die den flexiblen Endabschnitt 3 aufweist, der sich entlang der stark gekrümmten Hinterkante der einzelnen Propellerflügel auch bis in den Bereich der Spitze des Flügels erstreckt. Dabei variiert auch die Breite dieses flexiblen Endabschnittes entlang der hinteren Kante des Hauptteiles 2 und ist in etwa dort maximal, wo auch das Hauptteil 2 eine maximale Breite hat, tauft jedoch zum Zentrum hin stark verjüngt aus.

Bei der Ausführungsform gemäß Figur 8 sind die einzelnen Propellerflügel, bezogen auf die Drehrichtung, gerade entgegengesetzt konturiert wie im Falle der Ausführungsform gemäß Figur 7, d. h. die führende Kante eines Propellerflügels ist die stark geschwungen verlaufende Vorderkante des Hauptteiles 2, dessen Hinterkante im wesentlichen gerade verläuft und den flexiblen Endabschnitt 3 aufweist, wobei sich in diesem Fall der flexible Endabschnitt 3 bis über die Spitze des Propellerflügels hinweg und sogar in den äußeren, vorderen Bereich des Hauptteiles 2 hineinerstreckt. Aufgrund der durch die Rotation des Propellers auftretenden Zentrifugalkräfte erhält das Strömungsmedium eine Strömungskomponente in radialer Richtung nach außen, so daß auch die flexiblen Teile im Bereich der Propellerspitzen bezüglich der Strömungsrichtung Endabschnitte des Propellerflügels sind.