AT413977B

AT413977B - Luft- und raumfahrzeug

Info

Publication number: AT413977B
Application number: AT11512002A
Authority: AT
Inventors: Firooz Kita
Original assignee: Firooz Kita
Priority date: 2002-07-29
Filing date: 2002-07-29
Publication date: 2006-07-15
Also published as: ATA11512002A

Description

2

AT 413 977 B

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Luft- und Raumfahrzeug, welches für den wiederholten Einsatz, insbesondere zur Beförderung von Personen und Lasten, vorgesehen ist.

Aus der Patentliteratur sind Luft- und Raumfahrzeuge bekannt, welche für extreme Geschwin-5 digkeiten über Schallgeschwindigkeit als auch für extreme Höhen, einschließlich der oberen Atmosphäre und des Weltraums, vorgesehen sind. Beispielsweise beschreibt DE 44 39 073 1 einen diskusförmigen Flugkörper mit einer Strahltriebwerks- und einer Raketentriebwerksanordnung, welcher ua aufgrund seiner besonderen Antriebe zu Langstreckenflügen in großen Höhen (wenigstens 80km) mit großen Geschwindigkeiten (etwa 8000km/h) befähigt sein soll. In io US 4,817,892 A sind ein Luft- und Raumfahrzeug und ein dafür vorgesehener Antrieb beschrieben, welcher Antrieb einen Flug in den oberen Atmosphären und sogar im Weltraum bei mehr als der fünffachen Schallgeschwindigkeit ermöglichen soll.

Der Einsatz von Luft- und Raumfahrzeugen in und außerhalb der Atmosphäre und bei unter-15 schiedlichen Geschwindigkeiten erfordert nicht nur unterschiedliche Antriebe, sondern auch entsprechende Trag- und Manövriervorrichtungen. Derartigen Trag- und Manövriervorrichtungen kommt auch bei den Start- und Landervorgängen besondere Bedeutung zu.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Raum- und Luftfahrzeug der eingangs genann-20 ten Art mit variabel einsetzbaren Trag- und Manövriervorrichtungen auszustatten, welche sowohl für Flüge innerhalb der Atmosphäre über Schallgeschwindigkeit als auch außerhalb der Atmosphäre geeignet sind und insbesondere im Hinblick auf die Sicherheit von zu befördernden Personen und Lasten beim Start- und Landevorgang die Manövrierbarkeit beim Starten und Landen weiter verbessern. 25

Das Ziel der vorliegenden Erfindung wird bei einem Luft- und Raumfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 dadurch erreicht, daß am Rumpf desselben Zusatztrag- und -manövrierflächen zur Verbesserung des Flug- und Manövriervermögens des Luft- und Raumfahrzeuges vorgesehen sind, welche Zusatztrag- und -manövrierflächen zwischen einer Stel-30 lung, in der sie die Außenfläche des Rumpfes im peripheren Bereich vergrößern, und einer Stellung, in der sie im Rumpf integriert sind oder daran anliegen, bewegbar sind.

In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Zusatztrag- und -manövrierflächen im peripheren Seitenbereich des Rumpfes und/oder im peripheren Heckbe-35 reich des Rumpfes vorgesehen. Besonders bevorzugt sind die im peripheren Bereich des Rumpfes vorgesehenen Zusatztrag- und -manövrierflächen im peripheren Seitenbereich mittig angeordnet.

Um die Zusatztrag- und -manövrierflächen noch weiter variabel auszugestalten, sind diese 40 Zusatztrag- und manövrierflächen jeweils aus mindestens zwei Einzelflächen bestehend ausgebildet.

Zur weiteren Verbesserung der Manövrierbarkeit insbesondere am Boden, beispielsweise beim Landevorgang, ist bevorzugt ein im Bodenbereich des Rumpfes des Luft- und Raumfahrzeuges 45 angeordnetes, an sich bekanntes Luftkissen vorgesehen.

Alternativ können in einer weiteren Ausführungsform im Rumpf integrierte oder daran angeordnete Landungsbeine vorgesehen sein, welche bevorzugt ausschiebbar oder ausschwenkbar sind. 50

Diese Landungsbeine sind in einer vorteilhaften Ausführungsform als Treppen ausgebildet, um den zu befördernden Personen das Betreten und Verlassen des Luft- und Raumfahrzeugs zu ermöglichen. 55 Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen weiter erörtert und ausgeführt, wovon 3

AT 413 977 B

Fig. 1: eine schematische Perspektivansicht eines erfindungsgemäßen Luft- und Raumfahrzeuges mit Einsatz von Zusatztrag- und -manövrierflächen ist;

Fig. 2: eine schematische Vorderansicht des Luft- und Raumfahrzeuges mit Einsatz von Zusatztrag- und manövrierflächen ist; 5 Fig. 3: eine schematische Perspektivansicht des Luft- und Raumfahrzeuges ohne Einsatz von Zusatztrag- und manövrierflächen ist;

Fig. 4: eine schematische Seitenansicht des Luft- und Raumfahrzeuges ohne Einsatz von Zusatztrag- und manövrierflächen ist;

Fig. 5: eine schematische Durchsicht des Luft- und Raumfahrzeuges von unten ist, welche eine io spezielle Anordnung möglicher Antriebe für eine Vertikal- und/oder Horizontalbewegung zeigt. Fig. 6: eine schematische Vorderansicht des Luft- und Raumfahrzeuges mit einem an der Bodenseite des Luft- und Raumfahrzeuges angeordneten Luftkissen ist; und Fig. 7: eine schematische Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Luft- und Raumfahrzeuges mit ausgefahrenen Landungsbeinen, welche darin integrierte Treppen aufweisen, ist; 15 Fig. 8: eine schematische Vorderansicht desselben mit ausgefahrenen Landungsbeinen, welche darin integrierte Treppen aufweisen, ist;

Fig. 9: eine schematische Vorderansicht eines erfindungsgemäßen Luft- und Raumfahrzeuges mit ausschwenkbaren Landungsbeinen mit darin integrierten Treppen ist, wobei gleichzeitig mehrere Stadien des Ausschwenkvorganges gezeigt sind; und 20 Fig. 10: eine schematische Detailansicht einer Antriebsanordnung ist, welche ein Paar verschwenkbarer Antriebe vorsieht. Diese Antriebsanordnung ist besonders für kleinere Ausführungen des erfindungsgemäßen Luft- und Raumfahrzeuges vorteilhaft, da dadurch kein gleichzeitiges Vorhandensein von Antrieben, welche entweder eine Vertikalbewegung oder eine eine Horizontalbewegung bewirken, erforderlich ist. 25

Das in Fig. 1. gezeigte erfindungsgemäße Luft- und Raumfahrzeug 1 besitzt einen aerodynamisch geformten Rumpf 2, welcher in der dargestellten Ausführungsform eine langgestreckte speerartige Gestaltung aufweist. Neben dieser Rumpfform sind auch andere aerodynamische Formen geeignet, beispielsweise trapezartige Formen. Im Rumpf 2 befinden sich ua Passagier-30 kabinen und/oder Laderäume (nicht gezeigt), welche übereinander oder versetzt in mehreren Ebenen angeordnet sein können. Die Passagierkabinen sind in bekannter Weise mit Sicherheitsvorrichtungen versehen und gewünschtenfalls mit Unterhaltungssystemen ausrüstbar. Der Rumpf 2 weist ferner Sichtfenster 3 auf. An der Oberseite des Rumpfes 2 verfügt das Luft- und Raumfahrzeug über zwei Paar Trag- und Manövrierflächen 4, 5. 35

Der Rumpf 2 verfügt ferner über Aussparungen 6, 7, für Antriebe 8, 9, welche eine Vertikalbewegung sowie insbesondere in Kombination mit weiteren Antrieben ein Schweben ( In-der-Luft-Stehen ) ermöglichen; im dargestellten Fall handelt es sich bei den Antrieben um Düsentriebwerke. 40

Das Luft- und Raumfahrzeug besitzt ferner Zusatztrag- und -manövrierflächen 10, 11, welche die Oberfläche des Rumpfes vergrößern. Von den Zusatztrag- und -manövrierflächen 10, 11 ist ein Paar Zusatztrag- und -manövrierflächen 10 mittig im peripheren Seitenbereich und das andere Paar der Zusatztrag- und -manövrierflächen 11 im peripheren Heckbereich des Rump-45 fes 2 angeordnet. Die Zusatztrag- und -manövrierflächen 10, 11 bestehen in der dargestellten Ausführungsform aus mehreren, ineinandergreifenden, einzelnen Zusatztrag- und -manövrierflächen 12, welche so ausgeführt sein können, daß sie unabhängig voneinander ansteuerbar und ausfahrbar bzw. ausklappbar sind. Auch bei ausgefahrenen/ausgeklappten Zusatztrag- und -manövrierflächen 10, 11 wird die aerodynamische Form des gesamten Luft- und Raumfahr-50 zeuges 1 beibehalten. Die Zusatztrag- und -manövrierflächen 10, 11 können ferner relativ zum Rumpf 2 verschwenkbar sein, wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt. Die Ausführung der Zusatztrag-und Manövrierflächen ermöglicht einen variablen Einsatz ähnlich dem der Flügel von Vögeln.

Bei Flügen mit Geschwindigkeiten von einfacher bis zu mehrfacher Schallgeschwindigkeit wer-55 den die Zusatztrag- und -manövrierflächen wie in Fig. 3 gezeigt, im Rumpf 2 integriert bzw. 4

AT 413 977 B daran angelegt, um die aerodynamische Form weiter zu verbessern. Zusätzlich werden die Aussparungen 6, 7 im Rumpf 2, worin sich die Antriebe 8, 9 für eine Vertikalbewegung befinden, mit Abdeckungen 13, 14 verschlossen. Diese Abdeckungen 13, 14 gewährleisten so im geschlossenen Zustand die vollkommen aerodynamische Form des Rumpfes 2 bei Überschall-5 geschwindigkeit. Sie können in üblicher Art, zB elektrisch oder elektronisch gesteuert, geöffnet oder geschlossen werden. In technikbekannterweise kann die Steuerung auch so ausgebildet sein, daß ein Umschalten auf manuelle Steuerung, beispielsweise in Notfällen, möglich ist. Eine Seitenansicht des Luft- und Raumfahrzeuges 1 bei Überschallgeschwindigkeit zeigt Fig. 4. io Weitere Antriebe 15, 16 für eine Horizontalbewegung sind, wie in Fig. 5 gezeigt, im oberen Heckbereich sowie an der Unterseite des Luft- und Raumfahrzeuges 1 vorgesehen. Bei den gezeigten Antrieben 15 handelt es sich um Düsentriebwerke, welche im Bugbereich bzw. im Heckbereich des Rumpfes angeordnet sind; die Antriebe 16, welche im Mittelbereich bzw. im Heckbereich des Rumpfes angeordnet sind, sind als Raketentriebwerke ausgestaltet. In einer 15 bevorzugten Ausführungsform des Luft- und Raumfahrzeugs können anstelle des einen, im Bugbereich angeordneten Düsentriebwerks, mindestens zwei Düsentriebwerke vorgesehen sein.

Als Antriebe können allgemein neben Düsentriebwerken und Raketenantriebe weitere Antriebe 20 eingesetzt werden, welche in der Luft- und Raumfahrt bekannt sind. Insbesondere können auch derartige Kombinationen oder Triebwerke ausgewählt werden, welche ein Schweben ( In-der-Luft-Stehen ) des erfindungsgemäßen Luft- und Raumfahrzeuges ermöglichen. Als Treibstoffe kommen in Abhängigkeit vom Antrieb beispielsweise Kerosin und Wasserstoff zum Einsatz sowie weitere, welche im Luft- und Raumfahrwesen bekannt sind. 25

Fig. 6 zeigt ein Luft- und Raumfahrzeug 1 beim Landevorgang, welches zur weiteren Verbesserung der Manövrierbarkeit am Boden ein im Bodenbereich des Luft- und Raumfahrzeuges 1 angeordnetes, an sich bekanntes Luftkissen 17 besitzt, welches bei Bedarf eingesetzt werden kann. Derartige Luftkissen sind beispielsweise von den Hovercraft-Fahrzeugen bekannt. Das 30 Luftkissen gewährleistet neben der besseren Manövrierfähigkeit am Boden auch zusätzliche Sicherheit für die zu befördernden Personen und/oder die Ladung bei Landungen auf dem Wasser, auf mit Schnee oder Eis bedeckten Böden etc. Daneben kann das Luftkissen auch eine Rettungsfunktion übernehmen, indem es beispielsweise bei einer Notlandung im Wasser Auftrieb für das erfindungsgemäße Luft- und Raumfahrzeug gewährleistet. 35

In weiteren Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Luft- und Raumfahrzeuges 1 weist dieses im Rumpf 2 integrierte oder daran angeordnete Landungsbeine 18 auf, welche bevorzugt ausschwenkbar oder ausschiebbar sind. 40 Bevorzugt sind diese Landungsbeine 18 für die Entladung bzw. den Ausstieg von Personen mit darin integrierten Treppen 19 ausgerüstet. Für ein Rangieren bspw. in einem Hangar oder auf einem Flugfeld sind in üblicher Weise in den Landungsbeinen 18 integrierte Räder (nicht gezeigt) vorgesehen. 45 Für kleinere Ausführungen des erfindungsgemäßen Luft- und Raumfahrzeugs sind verschwenk-bare Antriebe 20 für eine Vertikal- und Horizontalbewegung vorteilhaft, wie sie in Fig. 10 beispielhaft gezeigt sind.

Als Konstruktionsmaterialien für das Luft- und Raumfahrzeug kommen die herkömmlichen in so der Luft- und Raumfahrt verwendeten Hochleistungsmaterialien zum Einsatz. Um die Sicherheit, insbesondere der zu befördernden Personen, zu gewährleisten können die üblichen bekannten Sicherheitseinrichtungen vorgesehen werden. Das erfindungsgemäße Luft- und Raumfahrzeug ist darüber hinaus so konstruiert, daß es bei einer Landung im Wasser (beispielsweise in einem Notfall) wasser- und druckdicht ist. 55

Claims

5 AT 413 977 B Das erfindungsgemäße Luft- und Raumfahrzeug eignet sich zur Beförderung von Personen und Lasten mit hoher Geschwindigkeit über Schallgeschwindigkeit. Aufgrund seiner Antriebe für eine Vertikal- und eine Horizontalbewegung kann das Luft- und Raumfahrzeug senkrecht starten und landen, wodurch keine Start- und Landebahnen erforderlich werden. Durch eine geeig-5 nete Auswahl möglicher Antriebe kann das erfindungsgemäße Luft- und Raumfahrzeug, wie bereits vorstehend erwähnt, auch schweben. Ferner ist kein Zusatzflugzeug oder keine Zusatzträgerrakete erforderlich, um das Luft- und Raumfahrzeug auf eine Flugbahn in den obersten Schichten der Atmosphäre oder im Weltraum zu bringen. Auf diese Weise können Personen und Lasten rasch und unter Vermeidung des zunehmend dichter werdenden Flugverkehrs und io der überlasteten Flughäfen sicher befördert werden. Die mögliche Beförderungskapazität des erfindungsgemäßen Luft- und Raumfahrzeugs ist variabel und kann beispielsweise bis zu mehrere hundert Personen umfassen. Es ist auch möglich, das Luft- und Raumfahrzeug zur Beförderung von Astronauten (Wissenschafter, Touristen) auszurüsten, wobei für ein Andocken an eine Raumstation geeignete Andockvorrichtungen vorgesehen werden. Auch ein Einsatz im 15 Militärbereich ist möglich, dazu kann das Luft- und Raumfahrzeug beispielsweise über Mittel zur Tarnung, beispielsweise eine speziell ausgeführte Rumpfhülle, verfügen. Das Luft- und Raumfahrzeug kann darüber hinaus ebenso wie bekannte Luft- und Raumfahrzeuge gewünschten-falls mit zusätzlichen Einrichtungen ausgerüstet sein, beispielsweise mit Einrichtungen, welche ein Betanken während des Fluges ermöglichen. 20 Neben den vorstehend detailliert beschriebenen Ausführungsformen erstreckt sich die Erfindung auch auf alle weiteren Ausführungsformen, welche vom Umfang der nachstehenden Patentansprüche umfaßt sind. 25 Patentansprüche: 1. Luft- und Raumfahrzeug für den wiederholten Einsatz, insbesondere zur Beförderung von Personen und Lasten, mit einem aerodynamisch ausgebildeten Rumpf, mindestens einem 30 Antrieb zur Erzeugung einer Senkrecht- und/oder Horizontalbewegung des Luft- und Raumfahrzeuges, mindestens einem Paar Trag- und Manövrierflächen sowie am Rumpf vorgesehene Zusatztrag- und -manövrierflächen zur Verbesserung des Flug- und Manövriervermögens des Luft- und Raumfahrzeuges, welche Zusatztrag- und -manövrierflächen zwischen einer Stellung, in der sie die Außenfläche des Rumpfes im peripheren Bereich 35 vergrößern (Fig. 1), und einer Stellung, in der sie im Rumpf integriert sind oder daran an-liegen (Fig. 3), bewegbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatztrag- und Manövrierflächen (10, 11) von den Trag- und Manövrierflächen (4, 5) getrennt und an diese nicht angrenzend im peripheren Seitenbereich des Rumpfes (2) und/oder im peripheren Heckbereich des Rumpfes (2) vorgesehen sind. 40
2. Luft- und Raumfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im peripheren Seitenbereich des Rumpfes (2) vorgesehenen Zusatztrag- und -manövrierflächen (10, 11) im peripheren Seitenbereich mittig angeordnet sind.
3. Luft- und Raumfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zu satztrag- und -manövrierflächen (10, 11) jeweils aus mindestens zwei Einzelflächen (12) bestehend ausgebildet sind.
4. Luft- und Raumfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß so weiterhin mindestens ein, bevorzugt im Bodenbereich des Rumpfes (2) des Luft- und Raumfahrzeuges (1) angeordnetes, an sich bekanntes Luftkissen (17) vorgesehen ist.
5. Luft- und Raumfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin im Rumpf (2) integrierte oder daran angeordnete Landungsbeine (18) vorgese- 55 hen sind, welche bevorzugt ausschiebbar oder ausschwenkbar sind. 6 AT 413 977 B
6. Luft- und Raumfahrzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Landungsbeine (18) darin integrierte Treppen (19) zum Betreten und Verlassen des Luft- und Raumfahrzeugs besitzen. 5 Hiezu 5 Blatt Zeichnungen 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55