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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kippflügelflugzeug mit einer gegenüber dem Flugzeug- rumpf von einer horizontalen in eine im Wesentlichen vertikale Position schwenkbaren Tragfläche mit daran befestigten, beim Horizontalflug und beim Vertikalflug einsetzbaren Flugzeugpropeller- triebwerken sowie mit einem am Heck des Flugzeugs angebrachten Höhenleitwerk.
Ein solches Kippflügelflugzeug ist beispielsweise aus der DE 1 275 874 B bekannt. Bei diesem Kippflügelflugzeug ist der Kippflügel auf der Oberseite des Flugzeugrumpfes schwenkbar ange- bracht.
Ein ähnliches Kippflügelflugzeug ist der DE 1 299 535 B zu entnehmen, die sich mit einer Steuereinrichtung beschäftigt, mit deren Hilfe die Steuerwirkung von Steuerpedalen und Steuer- knüppel an die Kipplage des Flügels angepasst wird.
Aus der US-PS 5 758 844 ist ein unbemanntes V/STOL-Fluggerät mit einem mittig angeordne- ten, von den beiden aussen liegenden Schwenkflügeln getrennten Mantelstromtriebwerk bekannt.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein neues Kippflügelflugzeug zu schaffen. Dieses ist erfindungs- gemäss dadurch gekennzeichnet, dass die Tragfläche am Rumpf durch seitliche Stützen abgestützt ist, die in Dreiecksform ausgebildet sind und die am oberen Ende über Gelenke mit der schwenk- baren Tragfläche verbunden sind.
Gemäss einem weiteren Merkmal ist die Steuereinrichtung für das Verschwenken der Tragflä- che mittig zwischen den die seitlichen Stützen mit der Tragfläche verbindenden Gelenken ange- ordnet.
Weiters ist vorgesehen, dass die sich von den an der Tragfläche angebrachten Triebwerken weg erstreckenden Endabschnitte der Tragfläche in Richtung zum Flugzeugrumpf zurückgeklappt werden können.
Gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung sind am Rumpf zwischen der Tragfläche und dem hinteren Höhenleitwerk zusätzliche seitliche Flügel vorgesehen.
Weiters können erfindungsgemäss das hintere Höhenleitwerk und die zusätzlichen seitlichen Flügel zur Gänze schwenkbar und gegebenenfalls mit Steuerklappen versehen sein.
Gemäss einem weiteren Merkmal haben die Propeller gegenläufigen Drehsinn.
Weiters kann die Trimmung des erfindungsgemässen Flugzeuges durch Verlagerung von Bal- last erfolgen.
Der vorliegende Flugzeugtyp ist ein senkrecht startendes Flugzeug mit Propellerantrieb für schnelle Personen- und Lastentransporte.
Als Antrieb ist beispielsweise in Mehrscheiben-Wankelmotor neuester Generation geeignet.
Der Antrieb zum Propeller benötigt eine Übersetzung ins Langsame, so dass pro Luftschraube beispielsweise etwa 2000 UpM und 800 bis 1000 PS zur Verfügung stehen.
Der Propeller ist beispielsweise ein 3- oder 4-Blatt-Propeller. Die Auswahl liegt in der Kompe- tenz des Durchschnittsfachmannes. Dies gilt für den gesamten Antrieb. Die Anordnung der beiden Propeller erfolgt im geringst möglichen Abstand zueinander. Dies gilt auch für den Abstand von Rumpf und vorderer Tragfläche. Die horizontalen Leitflächen am Heck sind aus steuerungstechni- schen Gründen etwas grösser.
Das Gewicht eines Modells ohne Beladung beträgt beispielsweise maximal 650 bis 700 kg.
Das maximale Gesamtgewicht dürfte in diesem Fall bei ca. 1,5 Tonnen liegen. Bei einem normalen Start, der auch möglich sein soll, ist ein höheres Gewicht möglich. Das Flugzeug ist im nicht be- setzten Zustand hinten schwerer. Erst im beladenen Zustand ist der Schwerpunkt ausgeglichen.
Eine Veränderung des Schwerpunktes sollte möglich sein.
Der Flugablauf kann wie folgt beschrieben werden. Der Start erfolgt durch einen schnellen Steigflug, der langsam in eine horizontale Bewegung übergeht, ungefähr wie ein Wasserschifahrer, der aus dem Wasser startet. Die Schwerelinie verläuft in der Startposition genau durch die Tragflä- che. D. h. das gesamte Flugzeuggewicht hängt beim Startvorgang am Propeller. Da auch die hinteren Leitflächen drehbar sind, wird eine exakte Positionierung des Rumpfes möglich.
Man kann sowohl die hinteren Leitflächen als auch die Leitklappen der grossen Tragflächen zur Lagesteuerung des Rumpfes verwenden. Auch eine Veränderung des Schwerpunktes durch Verschieben von Gewicht bietet sich an, um eine genaue Trimmung zu erreichen.
Wenn das Flugzeug die erforderliche Höhe und den Horizontalflug erreicht hat, sollte eine Zy- linderabschaltung möglich sein, d. h. die Motoren arbeiten nur mehr mit Teillast und bei verringer- tem Treibstoffverbrauch. Erst beim Landeanflug wird wieder auf die notwendige volle Motorleistung
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zurückgeschaltet.
Ein weiterer wichtiger Punkt besteht darin, dass die Propeller gegenläufig arbeiten, um im Flug eine harmonische, gleichmässige Anströmung zu erreichen.
Die Lagesteuerung in der Start- und Landephase wird vollelektronisch geregelt.
In der Parkposition können die Tragflächen ab dem Motor platzsparend zurückgelegt werden.
In dieser Flügelstellung kann auch gestartet werden. Bevor der Übergang in den Horizontalflug eingeleitet wird, werden die Flügelenden wieder nach vor geklappt.
In weiterer Zukunft sollte auch ein Flugbetrieb ohne manuelle Steuerung möglich sein, indem man die Koordinaten des Wunschzieles einprogrammiert und das Ziel automatisch angeflogen wird.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Die Fig. 1 stellt ein Kippflügelflugzeug mit nach oben gerichteten Rotoren von der Seite dar. Fig. 2 stellt ein Kippflügelflugzeug gemäss dieser Erfindung mit nach vorn gerichteten Rotoren dar. Fig. 3 zeigt ein Kippflügelflugzeug gemäss dieser Erfindung mit nach oben gerichteten Rotoren von vorne. Fig. 4 zeigt ein Kippflügelflugzeug gemäss dieser Erfindung mit nach vom gerichteten Rotoren von vorne.
Fig. 1 zeigt ein Kippflügelflugzeug, bei dem sich die Tragfläche 1 in Startposition befindet, d.h. mit nach oben gerichteten Rotoren 3. Die Schwerelinie des Flugzeuges verläuft genau senkrecht durch die Tragfläche, und das Flugzeug hängt am Propeller. Der Rumpf 2 ist waagrecht an der Haupttragfläche 1 hängend dargestellt.
Es ist bei normalem Flugbetrieb notwendig, dass die normalerweise ruhig stehende Haupttrag- fläche von einer waagrechten in eine senkrechte Stellung verdrehbar ist.
Das erfindungsgemässe Kippflügelflugzeug ist in Fig. 2 mit waagrecht angeordneter Haupttrag- fläche 1 und nach vorne gerichteten Rotoren 3 dargestellt.
Die horizontale Heckfläche 4 kann sowohl am unteren als auch am oberen Ende der senkrech- ten Leitfläche 6 angebracht werden, wobei der Fachmann die beste Position ermittelt.
Die Bewegung der horizontalen Heckflächen 4,5 verläuft in der Regel synchron zueinander und weitgehend synchron zur Bewegung der Haupttragfläche 1. Erst bei einer Lageabweichung des Rumpfes 2 in der Übergangsphase von einem stehenden in einen waagrechten Vorwärtsflug kommt es in den horizontalen Heckflächen 4,5 zu einer Bewegungsabweichung zur Haupttragflä- che 1, um wieder eine optimale waagrechte Lage des Rumpfes 2 zu erreichen. In der ersten Flug- phase nach dem Start übernimmt die horizontale Heckfläche 5 die Hauptsteuerungsaufgabe zur Lagekontrolle des Rumpfes 2. Bei erreichter horizontaler Fluggeschwindigkeit übernimmt aus- schliesslich die horizontale Heckfläche 4 alle Steueraufgaben, die in dieser Position anfallen.
Mit einer guten Steuerbarkeit ist zu rechnen, weil darauf zu achten ist, dass beide Steuerflächen 4,5 den durch die Propeller 3 erzeugten Luftstrom kontaktieren und darin arbeiten. Das beste Verhält- nis zwischen optimaler Steuerleistung und geringstem Luftwiderstand ist durch Tests zu ermitteln.
Es ist eine vollkommene Drehbarkeit der waagrechten Heckflächen 4,5, beispielsweise mit beweglichen Steuerklappen auf der Rückseite, vorgesehen.
Die seitlichen Stützen 7 sind in dreieckiger Form ausgebildet, um eine optimale Statik für alle auftretenden Kräfte an der Haupttragfläche 1 zu erreichen. Am oberen Ende der Stütze 7 ist ein Gelenk 8 angebracht, um eine Drehung der Tragfläche 1 von einer senkrechten in eine waagrechte Lage und wieder zurück zu ermöglichen.
Die Haupttragfläche 1 ist durch eine in Tragflächenlängsrichtung verlaufende Lagerung in der Mitte der Tragfläche, wie oben erwähnt, von einer senkrechten in eine waagrechte Lage veränder- bar. Der Bewegungsbereich sollte mindestens 90 betragen. Die Steuerung des Bewegungsablau- fes erfolgt am oberen Kontaktpunkt des Rumpfes 2 mit der Haupttragfläche 1 mittels eines Hubzy- linders oder einer anderen technischen Lösung, wie in Fig. 3 dargestellt.
Erfindungsgemäss ist vorgesehen, dass zwischen den Querstreben 7 die Steuerung 9 für die Bewegungen der Haupttragfläche 1 angeordnet ist.
In Fig. 2 ist, von der Seite gesehen, die Lage der Haupttragfläche 1 bei normalem Vorwärtsflug dargestellt.
Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemässen Flugzeuges von vorn. Die Seiten- streben 7 sind über die an ihrem oberen Ende angebrachten Gelenke 8 mit der Haupttragfläche 1 verbunden. Mit 9 ist die mittlere Lagerung der Tragfläche 1 am Rumpfoberende bezeichnet. In
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diesem Bereich ist die Steuerung zur Lageveränderung der Haupttragfläche 1 eingebaut.
Die Leitklappen 10 der Haupttragflächen 1 ermöglichen in der gezeigten Stellung ein beliebiges Positionieren des Flugzeuges im Schwebeflug in jede beliebige Richtung, sowohl gegen als auch im Uhrzeigersinn.
Die Tragflächenenden 11 sind im oberen Bereich mit einem Gelenk 12 versehen und können, wenn sich das Flugzeug in der in Fig. 3 gezeigten Stellung (Startstellung) befindet, zurückgeklappt werden. Es ist möglich, mit zurückgeklappten Tragflächenenden 11 zu starten, sie im Schwebeflug in die für den normalen Flug erforderliche Stellung zu bringen und zu arretieren.
Das sowohl im Schwebeflug als auch am Boden mögliche Nach-vor- oder Zurücklegen der senkrecht stehenden Tragflächenenden 11 in Flug- oder Parkposition ist ein Merkmal der Erfin- dung.
In Fig. 3 sind die waagrechten Heckflächen in normaler Position (Vorderansicht) dargestellt.
Die beste Länge und Position dieser Flächen ist vom Fachmann zu ermitteln.
Die Tragflächenenden 11sind in vorgelegtem Zustand (Startposition) gezeigt.
Die Propeller 3 laufen bei diesem Flugzeugtyp gegenläufig, d. h. von vorn betrachtet, wie in Fig. 4 abgebildet, dreht sich der rechte Propeller im Uhrzeigersinn und der linke gegen den Uhrzei- gersinn. Dies ist sehr wichtig, um in der Übergangsphase von einem Schwebe- in einen vorwärts gerichteten Flug eine stabile Lage des Flugzeugs zu erreichen.
Die Tragflächenenden 11sind in der Fig. 4 in normaler Flugposition gezeigt. Bei den bewegli- chen Flügelenden 11ist auf besonders leichte und stabile Konstruktion zu achten, um beim Zu- rück- oder Nach-vor-Drehen der Tragflächenenden 11 im Schwebeflug den Schwerpunkt des Flugzeuges nicht zu stark zu verändern.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Kippflügelflugzeug mit einer gegenüber dem Flugzeugrumpf von einer horizontalen in eine im Wesentlichen vertikale Position schwenkbaren Tragfläche mit daran befestigten, beim
Horizontalflug und beim Vertikalflug einsetzbaren Flugzeugpropellertriebwerken sowie mit einem am Heck des Flugzeugs angebrachten Höhenleitwerk, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragfläche (1) am Rumpf (2) durch seitliche Stützen (7) abgestützt ist, die in Drei- ecksform ausgebildet sind und die am oberen Ende über Gelenke (8) mit der schwenkba- ren Tragfläche (1 ) verbunden sind.