deutscher Ingenieure. Erdbeschleunigung, 30° Erste Versuchsreihe. Einfluß des Abstandes zwischen Kopf und Schwanzfläche. Wie bereits erwähnt, ist die Schwanzfläche so angeordnet, daß sie in verschiedenen Abständen von der Kopffläche eingestellt werden kann. Die Versuche der ersten Reihe sind ausgeführt mit der quadratischen Schwanzfläche bei einer Schränkung o 4°. Die Abstände der beiden Flächen betrugen, von Mitte zu Mitte gemessen, 14, 18 und 22 cm. Abb. 11 zeigt die Lage des Druckpunktes als Funktion des Anstellwinkels für das System mit ebener Kopffläche, Abb. 12 für die Anordnung mit gewölbter Kopffläche. Die eingeschriebenen Zahlen in der Richtung e bedeuten die Entfernung des Druckpunktes vom Anfangspunkt der Teilung am Kiel, vergl. Abb. 9. Unter α ist der Winkel zwischen Druckpunktes, die ihren Grund darin hat, daß in diesem Winkelbereich die Resultierende der gewölbten Kopffläche nach rückwärts, die Resultierende der Schwanzfläche aber nach vorne wandert, so daß sich diese beiden Verschiebungen teilweise aufheben. Dem Schnittpunkt der Kurven in Abb. 11 und 12 kommt noch eine besondere Bedeutung zu, auf die jedoch wegen des zur Verfügung stehenden Raumes hier nicht näher eingegangen werden kann. Abb. 11. Windrichtung und Kielrichtung zu verstehen. Geht man zu größeren Abständen der beiden Flächen über, so verschieben sich die Kurven gegenseitig und erstrecken sich mehr in der Richtung e. Je stärker dies der Fall ist, desto größer wird der Hebelarm der zurückführenden Kraft, d. h. desto statisch stabiler wird das System. Die Wanderung des Druckmittelpunktes ist größer bei der Anordnung mit ebener Kopffläche; diese hat einen geringeren wirksamen Flächenwert als die gewölbte Kopffläche, und es kann daher eine Vergrößerung des Abstandes der beiden Flächen die Lage der Resultierenden stärker beeinflussen. In Abb. 12 zeigt sich besonders zwischen 0° und + 10° eine sehr geringe Verschiebung des 4 2 1 30° 8 7 MN 5 4 3 2 57. Nr. 13 1913 W A Abb. 13 und 14 stellen abhängig vom Anstellwinkel die Werte der Auftrieb- und Widerstandskräfte und Sw, ferner das Verhältnis Auftrieb zu Widerstand für die beiden Systeme dar. Die einzelnen Werte für verschiedene Abstände weichen nur sehr wenig voneinander ab, so daß die Kurven in der Zeichnung fast zusammenfallen würden. Deshalb sind die Werte nur für den Abstand a = 18 cm eingezeichnet. Beim Vergleich der beiden Darstellungen fällt vor allem die Ueberlegenheit des Gebildes mit gewölbter Kopffläche gegenüber dem mit ebener Kopffläche in bezug auf das Verhältnis Auftrieb zu Widerstand (= Tragfähigkeit zu Schraubenzug) ins Auge. Aus diesen Meßergebnissen lassen sich nun die Momente ermitteln, die einer Aenderung des Flugwinkels entgegentreten. Als Flugwinkel wurde in diesem Falle α= 5o angenommen (« auf den Kiel bezogen; die Kopffläche wird demnach unter 9° angeströmt, da б 4o); er ist auf allen Diagrammen durch das Zeichen hervorgehoben. Diese Momentenkurven sind in Abb. 15 gezeichnet, wobei rechts die Momente aufgetragen sind, welche eine Vergrößerung des Flugwinkels rückgängig machen, links diejenigen Momente, die einer Verkleinerung desselben entgegentreten. Aus diesen Kurven zeigt sich zunächst, daß die rechts gezeichneten Momente erheblich größer sind als die links gezeichneten, d. h. die Stabilität gegen Aufdrehen (Vergrößerung des Flugwinkels) ist größer als die Stabilität gegen Kippen (Verkleinerung des Flugwinkels). Besonders bei der Anordnung mit ebener Kopffläche tritt dies scharf hervor. Bei der Anordnung mit gewölbter Kopffläche ist dieser Gegensatz nicht mehr so stark ausgeprägt. In diesem Falle ist zwar die Sicherheit gegen Aufdrehen geringer als im ersten Falle, dafür wird aber die Sicherheit gegen Kippen größer. Abweichung vom natürlichen Flugwinkel 10° weichung vom natürlichen Flugwinkel auf Kopf- und Schwanzfläche verschieden ändern. Die Kräfte auf die Kopffläche müssen bei Verkleinerung des Anstellwinkels langsamer abnehmen als die Kräfte auf die Schwanzfläche, damit ein stabilisierendes Moment auftritt. Allgemein kann man sagen, daß sich die Momente der Kopffläche in bezug auf den Schwerpunkt nach einer Kurve K, Abb. 17, die Momente der Schwanzfläche dagegen nach einer Kurve S ändern müssen. Ferner müssen die Momente von Kopf- und Schwanzfläche stets entgegengesetzte Vorzeichen haben. Sind diese Bedingungen erfüllt, so herrscht für den Flugwinkel a Abb. 17. то 70° spezifische Momente Abweichung vom natürlichen Flugwinkel Zweite Versuchsreihe. Anstellwinkel Gleichgewicht. Geht er in den größeren Winkel α über, so zeigt sich, daß nun das Moment der Schwanzfläche gröBer als das der Kopffläche ist; der Flugwinkel wird also kleiner. Ebenso tritt ein stabilisierendes Moment auf, wenn der Flugwinkel in den kleineren Winkel «2 übergeht. Diese Betrachtungen gelten jedoch nur, wenn sich die Kopffläche vor der Schwanzfläche befindet, wie dies bei unsern Versuchen stets der Fall ist. Im umgekehrten Falle werden nur die Rollen gegenseitig vertauscht. Fliegt die Schwanzfläche der Kopffläche voraus, so muß eben die Schwanzfläche den größeren Anstellwinkel haben. Praktisch ist diese Anordnung z. B. beim Wasserflugzeug von Fabre, beim >> Canard<< von Voisin und beim Eindecker von Prof. Reißner ausgeführt worden. Instabilität tritt nur ein, wenn die vorausgehende Fläche flacher als die nachfolgende gestellt ist, wie beispielsweise beim Wright-Flugzeug. Es läßt sich die Bedingung für Stabilität auch so ausdrücken, daß man sagt, die vorangehende Fläche muß spezifisch stärker als die folgende belastet sein; denn wenn die vorangehende Fläche einen größeren Anstellwinkel hat, so ist sie auch spezifisch stärker belastet. Dritte Versuchreihe. Einfluß des Seitenverhältnisses der Schwanzfläche. Diese Versuche sollen zeigen, wie die Stabilitätsverhältnisse sich gestalten, wenn wir Schwanzflächen von gleichem Flächeninhalt, aber von verschiedenem Seitenverhältnis anwenden. Es ist klar, daß der Einfluß des Seitenverhältnisses der Schwanzfläche von großer Bedeutung ist, da bei verschiedenen Seitenverhältnissen die Kräfte mit zunehmendem Anstellwinkel ganz verschieden anwachsen. Nach der Ermittlung der Druckpunkte und der spezifischen Windkräfte für die einzelnen Anordnungen wurde für einen Flugwinkel von 5o die Kurve der zurückführenden Momente bei Ab Abb. 18. 30 Momenteneinheiten Stabilitätsbetrachtung mittels metazentrischer Kurven. Wird eine Fläche oder eine Flächenkombination unter allen möglichen Anstellwinkeln von 0° bis 360° vom Winde getroffen, so hüllen die Richtungen der zu den verschiedenen Anstellwinkeln gehörigen und durch die entsprechenden Druckpunkte gehenden Windkräfte eine Kurve ein, die man als metazentrische Kurve bezeichnet. Die theoretische Untersuchung zeigt, daß aus deren Verlauf Schlüsse auf die statische Stabilität gezogen werden können. Bedeutet S die Lage des Schwerpunktes, Abb. 19, s dessen Projektion auf den resultierenden Luftwiderstand R, M das Metazentrum, s Mh die metazentrische Höhe, dy die Drehung des resultierenden Luftwiderstandes, die der Aenderung da des Anstellwinkels entspricht, so lautet die Stabilitätsbedingung: für h>0 muß > 0, sein. dq da 10° 70° Abweichung vom natürlichen Flugwinkel Die weichung von diesem Winkel gezeichnet, Abb. 18. größten rückführenden Momente liefert die breit zur Strömungsrichtung gestellte Schwanzfläche I. Die gewölbte Kopffläche gewährt, mit dieser Schwanzfläche verbunden, gegen Kippen größere Sicherheit als gegen Aufdrehen. Die kleinsten Momente erzeugt die Schwanzfläche III, und diese würde deshalb, bei der gleichen Größe wie die beiden andern Flächen angewendet, ungünstig zu beurteilen sein. Trotzdem hat aber gerade diese Fläche Eigenschaften, die sie als Stabilisierungsfläche besonders wertvoll machen. Wie die Untersuchung der Schwanzflächen für sich zeigt, wachsen die Windkräfte auf die breitgestellte Fläche mit zunehmendem Anstellwinkel bedeutend rascher an als die Kräfte auf die langgestellte Fläche; dagegen liegt bei der langgestellten Fläche der größte Widerstand bei einem bedeutend größeren Winkel als bei der breitgestellten und erreicht zudem noch einen größeren Absolutbetrag als bei dieser. Als Schwanzfläche angewandt, ergibt die langgestellte Fläche bei kleinen Abweichungen vom Flugwinkel sehr kleine rückführende Momente, welche jedoch mit zunehmender Abweichung sehr rasch anwachsen. Dieses Verhalten wird nun gerade gewünscht. Die kleinen rückführenden Momente in der Nachbarschaft des Flugwinkels bedingen eine große Steuerfähigkeit des Flugzeuges; die großen Momente bei größeren Abweichungen sichern das Gleichgewicht auch noch bei groben Störungen. Bei Anwendung einer langgestellten Fläche ist besonders auf genügende Größe derselben zu achten. dx Die Winkel dq und da sind positiv im Uhrzeigersinn zu zählen; h ist positiv, wenn der Vektor s M, von s ausаф gehend, die Richtung von R hat. Damit nun > 0 ist, da 29. März 1913. zentrum im entgegengesetzten Sinne um den augenblicklichen Krümmungsmittelpunkt der metazentrischen Kurve dreht. 2) h< 0. Bei einer Drehung des Systems um den Schwerpunkt muß sich das Metazentrum im gleichen Sinne um den augenblicklichen Krümmungsmittelpunkt der metazentrischen Kurve drehen. Die metazentrische Kurve wurde für eine ebene und für eine gewölbte Fläche von (20×10) qcm Größe durch Versuche bestimmt. Für die ebene Fläche ergibt sich der in Abb. 21 dargestellte Verlauf. Die Kurve ist symmetrisch zur Flächenebene und deren Normale S, der sie sich beiderseits asymptotisch nähert. Der Anschluß an die Fläche erfolgt tangential. Wird die Fläche zunächst in der Pfeilrichtung ०० 7° 10,5° '14' 19° In Abb. 22 ist die metazentrische Kurve für die gewölbte Fläche (Wölbung 1/20) nebst der Kurve der spezifischen Windkräfte wiedergegeben. Läßt man zunächst die Fläche wieder in der angegebenen Richtung anströmen und dreht sich hierauf die Windrichtung im Sinne der Uhrzeigerbewegung um 360°, so ist die Kurve im Sinne der Bezeichnung aa' bcc'd d' efga zu durchlaufen. Die Enveloppé ist also, wie alle metazentrischen Kurven, zusammenhängend; ferner ist sie symmetrisch zur Flächennormale S. Die Spitzen bei a' bezw. c' sind durch den Umstand begründet, daß, wenn die konkave Seite der Fläche zunächst senkrecht vom Winde getroffen wird, nun bei Verkleinerung des Anstellwinkels das Druckzentrum bis zu einem bestimmten Winkel nach vorne rückt (hier 15o), von da ab aber nach rückwärts wandert. Die spezifischen Winddrücke sind von der Flächensehne aus in Richtung der Tangente bis zum Schnitt mit der -Kurve abzunehmen, und zwar nach oben positiv (= Auftrieb), nach unten negativ (= Abtrieb). Die -Kurve ist dem Verlauf der metazentrischen Kurve entsprechend mit a1 bı cı dı dı' gi bezeichnet. Ferner sind einige Berührungspunkte der Tangente, die den betreffenden Anstellwinkeln entsprechen, festgelegt. Schließlich wurde noch für eine Verbindung aus Kopfund Schwanzfläche der für die Wirklichkeit in Betracht kom mende Teil der metazentrischen Kurve gezeichnet, Abb. 23. Für kleine Anstellwinkel erhält man wohl Schnittpunkte der aufeinanderfolgenden Richtungen des Luftwiderstandes und somit einen Teil E der Enveloppe. Für größere Winkel fallen sie, da sie mehr und mehr parallel werden, weit über die Zeichenebene hinaus; die Kurve ist daher in der Richtung S sehr schmal und langgestreckt. Die spezifischen Windkräfte sind wieder durch die Kurve gegeben. Wenden wir nun die vorher angegebenen Stabilitätsbedingungen beispielsweise auf die in Abb. 22 dargestellte gewölbte Fläche an uud betrachten diese zunächst, wenn ihre konkave Seite unter einem Winkel a > 15o angeströmt wird. Die metazentrische Höhe h ist in diesem Falle negativ. Es kommen also die Bedingungen unter 2 in Betracht. Erfährt die Fläche z. B. eine Drehung im Uhrzeigersinn der Anstellwinkel wird verkleinert so wandert das Metazentrum auf dem entsprechenden Ast SE der Enveloppe weiter nach oben, d. h. es dreht sich ebenfalls im Uhrzeigersinn um den augenblicklichen Krümmungsmittelpunkt der Kurve. Wie wir wissen, ist dies die Bedingung für stabilen Flug. Betrachtet man hingegen die Fläche bei Winkeln a < 15°, so ist die Strecke h ebenfalls wieder negativ. Dreht deutscher Ingenieure. sich die Fläche um den Schwerpunkt, so verschiebt sich das Metazentrum auf dem Stück EA der Hüllkurve, dreht sich hierbei aber im entgegengesetzten Sinn um den Krümmungsmittelpunkt der metazentrischen Kurve. Daraus ergibt sich, daß in diesem Winkelbereich der Flug labil ist. Zusammenfassung. Es wird die an der Technischen Hochschule zu München errichtete Versuchsanordnung für experimentelle Aerodynamik und Flugtechnik beschrieben. Zu den Versuchen wird ein künstlicher Luftstrom verwendet, der durch einen Kanal mit kreisrundem Querschnitt von 950 mm Durchmesser strömt. Hierauf wird auf experimentellem Wege die statische Längsstabilität eines Drachenflugzeuges, d. h. dasjenige Drehmoment untersucht, das nach einer vorausgegangenen Störung den natürlichen Flugwinkel wiederherzustellen bestrebt ist. Dabei wird der Einfluß, den der Abstand zwischen Kopf- und Schwanzfläche, die Schränkung der beiden Flächen und das Seitenverhältnis der Schwanzfläche auf die Größe des rückführenden Momentes ausüben, betrachtet. Schließlich werden Stabilitätsbetrachtungen mittels der metazentrischen Kurven angestellt. Sitzungsberichte der Bezirksvereine. Eingegangen 6. Januar 1913. Aachener Bezirksverein. Hr. Rasch berichtet über die Vorschläge des Ausschusses für Einheiten und Formelgrößen1). Hr. Straßner erstattet den Kassenbericht. Ferner wird der Jahresbericht über das Vereinsjahr 1912 erstattet. Hr. Grunewald spricht über Versuche an nassen und trocknen umlaufenden Luftpumpen für Kondensationsanlagen). Hr. Scholz berichtet über die von der Stadtverwaltung geplante vereinigte Feuermelder- und Normaluhrenanlage. Eingegangen am 3. Februar 1913. Berliner Bezirksverein. Am 24. Oktober wurde das Institut für Gärungsgewerbe und Stärkefabrikation besichtigt. In einem einleitenden Vortrage machte der Vorsteher des Institutes, Hr. Geh. Reg.-Rat Prof. Dr. M. Delbrück, nähere Angaben über die Organisation des Institutes. Hierauf folgte ein Vortrag mit Lichtbildern von Hrn. Prof. Dr. P. Lindner über die Biologie in den Gärungsgewerben. Das Institut für Gärungsgewerbe zu Berlin bildet zusammen mit dem ihm benachbarten Institut für Zuckerindustrie und mit der Versuchsanstalt für Getreideverarbeitung die Technische Abteilung der Königlichen Landwirtschaftlichen Hochschule zu Berlin, es untersteht deren Rektorat und Kuratorium. Die Gesamtanlage in der Seestraße ist in der Abbildung wiedergegeben. Der Name der Anstalt ist eine Sammelbezeichnung für die in ihr organisch vereinigten Versuchsanstalten folgender gärungsgewerblicher oder landwirtschaftlich-technischer Verbände: Verein der Spiritusfabrikanten in Deutschland, Verein Versuchs- und Lehranstalt für Brauerei in Berlin, Verein der Stärkeinteressenten in Deutschland, Verein der Kornbrennereibesitzer und der Preßhefefabrikanten Deutschlands, Verband deutscher Essigfabrikanten, Verband deutscher Kartoffeltrockner. Zweck aller dieser Verbände und daher auch des Institutes ist die Förderung der vertretenen Gewerbe auf jede Weise, besonders durch wissenschaftliche Forschung, durch Versuchsanstellung, durch Unterricht und Veröffentlichungen. Die Organisation ist folgende: Das 11 ha große Grundstück, das teilweise als Versuchsfeld verwendet wird, sowie die Gebäude sind Eigentum der Königlichen Landwirtschaftlichen Ver 1) Vergl. Z. 1912 S. 1644. 2) Vergl. Z. 1912 S. 1975 u. f. lich waltung. Die Erhaltung und Verwaltung des Institutes liegt fast völlig in Händen der genannten, zusammen 10238 Mitglieder zählenden Verbände, die dafür 261600 M jährlich aufbringen. Ferner bilden die Einnahmen des Institutes: ein Staatszuschuß, der jedoch bestimmungsgemäß ausschließzur Förderung der Aufgaben der Rohstoffabteilung des Institutes (Züchtungs-, Sorten- und Düngungsversuche) dient, ein weiterer Reichszuschuß aus den Erträgen der Brausteuer, ferner der Ertrag aus dem Verkauf der eigenen Glasbläserei (Kontrollgeräte), Einkünfte aus Unterrichtshonorar, für Analysen, Gutachten, Betriebsrevisionen und aus Veröffentlichungen, endlich der Erlös aus den Erzeugnissen der Versuchsfabriken (Bier, Bierhefe, Preßhefe, Reinkulturen und Mikroorganismen). Der Haushalt des Institutes beträgt rd. 2 Mill. M. Ueberschüsse werden ausschließlich für wissenschaftliche Aufgaben im Sinne der Förderung der Gewerbe verwendet. Den Verbänden ist die entscheidende Stimme über die Verwaltung und die Personalien, über die einzuschlagenden Arbeitsrichtungen und die Bestimmungen über die abzuhaltenden Unterrichtskurse vertraglich gesichert. Der Verein der Spiritusfabrikanten in Deutschland und der Verein Versuchs- und Lehranstalt für Brauerei in Berlin besitzen die Rechte einer juristischen Person; sie vertreten das Institut gegenüber der Regierung und finanziell, die übrigen Verbände haben mit dem Verein der Spiritusfabrikanten Sonderabkommen abgeschlossen. Der Vorsteher des Institutes ist Mitglied des Lehrerkollegiums der Königlichen Landwirtschaftlichen Hochschule, er vertritt dort die betreffenden Gewerbe; das Institut dient in gleicher Weise dem Unterricht für die an den Institutskursen beteiligten Studierenden, die, sofern sie mindestens ein Semester bleiben, bei ausreichender Vorbildung in der Hörerliste der Hochschule geführt werden, wie auch den Studierenden der übrigen Fakultäten der Hochschule, die den gärungsgewerblichen Unterricht besuchen wollen. Die Gesamtorganisation ist so beschaffen, daß die Gewerbe, die sich im Institut zum Zweck ihrer Förderung auf wissenschaftlicher Grundlage vereinigt haben, in ihm unter staatlicher Aufsicht eine den besondern Verhältnissen jedes einzelnen Gewerbes Rechnung tragende Anstalt besitzen, auf deren Wirksamkeit die Gewerbe selbst den wünschenswerten weitgehenden Einfluß haben. Einer leitenden Hand unterstehend, ermöglicht die bestehende Organisation dennoch den einzelnen Abteilungsvorstehern, die mit der Praxis, den technischen und wissenschaftlichen Bedürfnissen der Gewerbe in steter Fühlung bleiben, die Selbständigkeit des Arbeitens. Die im Institute tätigen 83 wissenschaftlichen Beamten vertreten folgende Fächer: Chemie und Physik, Botanik und Bakteriologie, Technologie der Gewerbe, Nationalökonomie, Ingenieurwissenschaften, Physiologie, Landwirtschaft usw. Das Institut umfaßt zahlreiche Abteilungen und Versuchsfabriken, deren Arbeiten und Aufgaben sehr mannigfaltig und interessant sind. Neben dem Laboratorium für analytische und Stickstoffuntersuchungen besteht eine feue |