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PATENTANSPRÜCHE
1. Luftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass es zur Beeinflussung seines Verhaltens mehrere von Fluidmotoren (4-7, 493, 461, 605, 607, 647, 648, 805) getriebene, in ihrer Lage veränderbare Propeller (14-17, 140, 150, 160, 170, 496, 497, 604, 606, 705, 706) aufweist.
2. Luftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Propeller (14-17, 140, 150, 160, 170, 496, 497, 604, 606, 705, 706) in ihrer Lage derart veränderbar sind, dass das Luftfahrzeug sowohl zum Senkrechtstart bzw. zur Senkrechtlandung als auch zum waagerechten Flug oder Schweben befähigt ist.
3. Luftfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Propeller (14-17, 140, 150, 160, 170, 496, 497, 604, 606, 705, 706) aus einer senkrechten oder etwa senkrechten Lage in eine waagerechte oder etwa waagerechte Lage schwenkbar angeordnet sind.
4. Luftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungen zwischen den die Druckfluidströme erzeugenden Pumpmitteln (1-3, 11-13, 626, 627) und den die Propeller antreibenden Fluidmotoren mindestens streckenweise durch die Lageänderung der Propeller zulassende Rohre (4', 34, 35, 44, 45, 135, 235, 335, 435) gebildet sind.
5. Luftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckfluidleitungen zu einem durch Zwischenteile stabilisierten Traggerippe (34-37, 44-47) ausgebildet sind, das im Luftfahrzeugrumpf (31, 601) gehalten ist und die Fluidmotoren mit den ihnen zugeordneten Propellern trägt.
6. Luftfahrzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Traggerippe durch mindestens zwei Fluidleitungen bildende Rohre (34-37, 44-47) und zusätzliche Rippen (5') oder weitere Tragteile gebildet und, sich vorzugsweise beiderseits durch den Luftfahrzeugrumpf (31, 601) erstreckend, im Luftfahrzeugrumpf schwenkbar gelagert ist.
7. Luftfahrzeug nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Traggerippen aus mindestens drei Fluidleitungen (34-37, 44-47) mit zwischengesetzten versteifenden Rippen (5') besteht.
8. Luftfahrzeug nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens zwei beiderseits sich durch den Flugzeugrumpf (31, 601) erstreckende und in ihm gelagerte Traggerippe (34-37; 44-47) enthält.
9. Luftfahrzeug nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Traggerippe (34-37; 44-47) mit Lagerkörpern (804) versehen sind, die in am Flugzeugrumpf (31, 601) angeordneten Lagerhülsen (803) schwenkbar gelagert sind.
10. Luftfahrzeug nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Traggerippe (34-37; 44-47) mit einem ihnen gemeinsamen, beide zueinander verhältnisgleich bewegenden Schwenkantrieb (29, 30; 501-511; 605, 607) versehen sind.
11. Luftfahrzeug nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass dem Traggerippe Tragflügelteile (24-27; 125, 225) zugeordnet sind.
12. Luftfahrzeug nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragflügelteile (24-27; 125, 225) an dem genannten Traggerippe (34-37; 44-47) befestigt und von ihm getragen sind.
13. Luftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Propeller teilweise als Klapp-Propeller (496, 497) ausgebildet und in Räumen (489) zusammen mit den Fluidmotoren, die ihnen zugeordnet sind, einfahrbar und ausfahrbar angeordnet sind.
14. Luftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass es mit mindestens einem einziehbaren Propellerpaar (643, 644) versehen ist, das in min destens eine Kammer (641, 642) im Luftfahrzeugrumpf (31,
601), Tragflügelteile oder in Körper an Tragflügelenden einziehbar ist.
15. Luftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass es mit an vorderen und rückwärtigen Trägern schwenkbar angeordneten, Propeller treibenden Fluidmotoren versehen ist, denen auch Tragflügelteile (24-27; 125, 225) zugeordnet sein können.
16. Luftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine rotierende, Propeller tragene Tragflügelscheibe (640) angeordnet ist, deren Propeller länger als der Radius der Scheibe sind und tiefer in sie anziehbar sind, als der Radius der Scheibe ist.
17. Luftfahrzeug nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Propellerblätter zum Scheibenzentrum radial versetzt angeordnet sind.
18. Luftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidmotoren in räumlich voneinander getrennte Druckfluidströme gleicher Durchflussmenge eingeschaltet sind.
19. Luftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass Antriebs- und Bedienungsmittel (101, 102) für die Leitwerksteile durch das Traggerippe und Schwenklager der Leitwerksteile hindurchgeführt sind.
Die Erfindung betrifft ein Luftfahrzeug, das gegebenenfalls senkrecht oder waagerecht fliegen oder schweben kann.
Es sind Hubschrauber und Tragflügel-Luftfahrzeuge bekannt. Manche starten waagerecht, andere senkrecht. Auch der Antrieb von Propellern mittels Fluidmotoren ist bereits bekannt.
Bei den bekannten Luftfahrzeugen nahm man an, dass es der rationellste Weg des Antriebs des Propellers sei, den Propeller direkt auf die Kurbelwelle eines Flugmotors zu setzen. Dadurch sollten Getriebe zwischen Motor und Propeller vermieden werden, wodurch nach der Annahme der bisherigen Technik der grösstmögliche Propellerschub erreichbar wäre, weil man Verluste in Getrieben zwischen Motor und Propeller ausschalten würde.
Diese Annahme der bekannten Technik macht zwar auf den ersten Blick den Eindruck sehr überzeugender Richtigkeit, doch ist sie, wie vom Erfinder erkannt wurde, unter gewissen Umständen ein verhängnisvoller Irrtum, der bisher den Bau von Luftfahrzeugen ganz erheblich beeinträchtigt hat.
Diese Tatsache ergibt sich im Rahmen der Erfindung aus folgender Überlegung, insbesondere anhand der Fig. 1.
Der Impuls, den die Hubschraube (Haupt-Propeller) der Luft nach unten verleiht und durch den die genannte Hubschraube die Tragkraft erzeugt, ist:
I = mV1 = 2 pFVl2 (1)
Die kinetische Energie in dem Luftstrahl hinter der Schraube ist: m EK = - (2V1)2 = 2pFV13 (2)
2
Die Gleichung (2) kann man nach V1 auflösen und erhält:
EMI1.1
wodurch man das V1 der Gleichung (3) in die Gleichung (1) einsetzen kann und erhält:
EMI2.1
N N
H3 = S3 = 8p3F3 2pF 2pF oder
8
H3 = S3 = -pFN2
4 oder
EMI2.2
(5)
EMI2.3
Mit folgenden Bedeutungen: p = Luftdichte (in kg s2/m4) N = Leistung (in kgm/s) S = H = Hubkraft (in kg) I = Impuls (in kg) V, = Geschwindigkeit der Luft in Propellerebene = m/s m = Masse dergegriffenen Luft in Massenkg = kg/9,81 F = Propellerflächeinm2.
Es werde die Propelleranzahl M eingeführt, wobei für den Vergleich mit dem klassischen Hubschrauber vorausgesetzt wird, dass die zu vergleichenden Flugmaschinen Propeller von gleichen Durchmessern verwenden.
Für den Transmissions-Getriebe-Wirkungsgrad sei z7 eingeführt.
In der Gleichung (5) werde demgemäss M und r) eingeführt, worauf man erhält:
EMI2.4
Aus dieser Gleichung ist sofort ersichtlich, dass der Getriebewirkungsgrad nicht mehr mit seinem üblichen Verhältnis, sondern nur noch mit der dritten Wurzel aus dessen Quadrat schädlich ist.
Ferner ist ersichtlich, dass die M -Propeller ein viel grösseres C F geben und der Propellerwirkungsgrad dadurch viel günstiger wird.
Danach vereinfacht man die Gleichung (7) für den Vergleich der Hubschrauber-Systeme weiter, indem man Gleiches für beide annimmt, also die Werte 2, p, N und F fortlässt, also gleiche Leistung, gleiche Propellerdurchmesser und gleiche Luftdichte für beide Hubmaschinenarten voraussetzt, und so erhält man die Vergleichsformel:
EMI2.5
und kann mit ihr ein Vergleichsdiagramm (Fig. 17) errechnen, indem man die Hubkraftvergleichszahl FTL über dem Getriebewirkungsgrad aufträgt und somit einen unmittelbaren Vergleich der Hubschraubersysteme bei gleicher Luft, gleichem Propellerdurchmesser und gleicher Antriebsleistung, aber verschiedenen Getriebewirkungsgraden erhält.
Daraus sieht man, dass die Hubkräfte durch die Erfindung gegenüber der herkömmlichen Technik fast verdoppelt werden können, was für den Erfolg oder Nichterfolg des Senkrechtstarters den Ausschlag geben kann.
Die Berechnung der Hubkräfte, Zugkräfte, Schubkräfte oder der Leistung für entsprechende Kräfte erfolgte oben für den Stand, also wenn das Flugzeug noch keine Vorwärtsgeschwindigkeit V0 hat. Zwischen der Stufe des Stillstandes und der Stufe des Dauerfluges mit gleicher Zugkraft und gleichem Widerstand liegt die Stufe, in der das Flugzeug seine Geschwindigkeit dauernd ändert, z.B. beschleunigt.
Diese Stufe kann man die Beschleunigungsstufe nennen. Im Handbook Flight Technology des Erfinders wird sie Interthrust range genannt. In dieser Stufe nimmt mit zunehmender Geschwindigkeit die Zugkraft der Propeller ab. Für eine bekannte Leistung der Antriebsmaschine erhält man für die Beschleunigungs-Stufe die Propellerzugkraft nach den Formeln des Erfinders:
EMI2.6
deren Ableitung im Handbook of my Flight-Technology nachgelesen werden kann. Die erste dieser beiden Formeln (9) ist die rechnerisch einfachere, die letztere (10) die etwas genauere.
Im späteren Fluge, also nachdem das Flugzeug in der Luft etwa horizontal, parallel zu der Erdoberfläche fliegt, also dann, wenn der Widerstand des Flugzeuges im Gleichgewicht mit der Zugleistung seiner Propeller ist, gilt folgende Gleichung:
W = (p/2) Co A VO2 (11) und ferner: NABGABE W X VO (12)
Diese beiden Gleichungen werden zusammengefasst zu: p ABGABE = - CW A vt,2 VO (13)
2
Die so erhaltene Gleichung (13) wird umgeformt zu:
EMI2.7
wodurch man die Geschwindigkeit des Flugzeuges vorausberechnen kann.
In obigen Gleichungen bedeuten die praktischerweise verwendeten Grössen: W = Flugzeugwiderstand in kg; p = Luftdichte, z.B. 0,125 kg s2/m4 in Bodennähe; Cw den Widerstandsbeiwert (dimensionslos); A die Tragflächenprojektion in m2; V0 die Fluggeschwindigkeit in m/s und N die Leistungsabgabe des Flugzeugs in kgm/s).
Man kann die Gleichung (14) auch wie folgt schreiben:
EMI2.8
Aus dem auf obiger Grundlage errechneten Diagramm Fig. 17 kann man erkennen, dass man selbst dann, wenn man ein hydrostatisches Getriebe zwischen die Kraftquelle, z.B. einen Verbrennungsmotor oder eine Gasturbine, und die betreffenden Propeller schaltet, ganz wesentlich höhere Hubkräfte oder Zugkräfte im Stand, Senkrecht-Start, bei der Senkrecht-Landung oder beim Flug oder Start mit mässiger Geschwindigkeit erzielt als bei einem bisherigen Luftfahrzeug mit auf den Flansch der Kurbelwelle des Antriebsmotors geflanschten Propeller, wenn in beiden Fällen gleiche Gesamtleistung installiert ist.
Daher ist es rationeller, durch die Antriebsmaschine eine Fluidströme erzeugende Pumpe oder Pumpen anzutreiben und durch jeden der Fluidströme oder durch mehrere Fluidströme eine Anzahl von Fluidmotoren zum Antriebe einer Mehrzahl von Propellern einzusetzen. Diese Lehre gilt unter der weiteren Voraussetzung, dass die mehreren Propeller den gleichen Durchmesser haben, den der bisherige eine Propeller eines herkömmlichen Propellerantriebes hatte.
Es ist daher vorteilhaft, wenn das Luftfahrzeug von mehreren Propellern getrieben wird, wobei die Leistung von der Antriebsmaschine(nen) über ein Mehrstrom-Hydrogetriebe auf die Propeller treibende Hydromotoren übertragen werden kann.
Dadurch erhält man im wesentlichen zwei neue Hauptarten von Luftfahrzeugen, nämlich ein senkrecht startendes Mehrpropellerfahrzeug und ein horizontal startendes Mehrpropeller-Fahrzeug, wobei in beiden Fällen eine Veränderung der Lage der Propeller das Verhalten des Luftfahrzeuges positiv beeinflusst und hilft, Treibstoff zu sparen.
Im ersten, bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung werden die mehreren Propeller dazu benutzt, an Tragflügeln verteilt angeordnet zu werden und dadurch bei geringer Leistungsinstallation einen erhöhten Hub der Propellersumme zu erzielen und dadurch einen rationellen Senkrechtstart und eine rationelle Senkrechtlandung - beides auf kleinem Raum - zu verwirklichen.
Die Propeller werden dabei an einer Fluidleitungskonstruktion gehalten, die in Gelenken im Fahrzeugrumpf schwenkbar ist, wodurch die Propeller aus der senkrechten Achsstellung in die waagerechte Achsstellung verändert, nämlich geschwenkt werden können.
An dem Fluidleitungsgerippe können kleine Tragflügel befestigt werden, so dass das Fahrzeug nach dem Start und nach der Schwenkung der Propeller waagerecht auf kleinen Tragflügeln geringen Widerstandes weiter-fliegen kann.
Während das übliche Tragflügelflugzeug grosse Tragflächen für den Start und die Landung benötigt, hat das erfindungsgemässe nur kleine Tragflügel, weil der Start und die Landung mit Propellern mit senkrechten Achsen erfolgt. Es benötigt daher nur kleine Tragflügel geringen Widerstandes und kann im Tragflügel-Horizontalfluge daher mit weniger Treibstoff auskommen als das herkömmliche Flugzeug.
Dieses Ausführungsbeispiel der Erfindung spart Antriebsenergie bei dem senkrechten Start und bei der senkrechten Landung. Es ist ausserdem sehr leicht herstellbar, billig und betriebssicher. Sein weiterer Vorteil ist der, dass es beim folgenden Tragflügelfluge viel weniger Brennstoff benötigt als ein Hubschrauber. Es kann mit mässiger Geschwindigkeit um 100 bis 150 km/h mit weniger Brennstoff auskommen als ein heute übliches Auto und braucht grössere Brennstoffmengen erst dann, wenn es zu hohen Fluggeschwindigkeiten zwischen 150 km/h und etwa 700 km/h übergeht.
Nach einem anderen ebenfalls bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung werden einige, viele oder ein Propeller im Fluge zusammen mit den sie treibenden Fluidmotoren in den Flugzeugrumpf oder in andere Flugzeugteile, wie Scheiben, Tragflügel od. dgl., eingezogen.
Dadurch wird wiederum Treibstoff gespart, denn im Vorwärtsfluge braucht das Luftfahrzeug nicht so viele Propeller wie beim senkrechten Start oder bei der senkrechten Landung. Durch das Einziehen eines oder mehrerer Propeller für den schnellen Vorwärtsflug wird der Widerstand der eingezogenen Propeller im Luftstrom ausgeschaltet und dadurch eine geringere Zugkraft zum Vorwärtstrieb des Luftfahrzeuges ausreichend.
Weitere Ausführungsbeispiele und Vorteile der verschiedenen Möglichkeiten nach der Erfindung werden anhand der Figuren im einzelnen beschrieben. Es ist möglich, einzelne Bauteile alleine oder in Kombination anzuordnen oder gelegentlich auch aus Preisgründen fortzulassen, je nachdem, welche Luftfahrzeugart man bauen oder verwenden will.
Mathematische, technische und ökonomische Einzelheiten können nachgelesen werden in dem Handbook of my Flight-Technology von Karl Eickmann, das von Dr.
Richard Breinlich,- Felsenkellerweg 1, D-7120 Bietigheim, bezogen werden kann.
In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 die aus der Propellerlehre bekannte Strömung durch den Propellerkreis, und zwar einmal bei senkrechtem Propeller im Schweben ohne Bewegung in der Luft und einmal bei waagerechtem, horizontalem Vorwärtsflug mit der Fluggeschwindigkeit Vc,
Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel eines Senkrechtstarters der Erfindung, und zwar im Massstabe von etwa 1: 100 für ein bis drei Personen, wobei das Fahrzeug einmal mit senkrechten Propellern und Tragflügeln für den Senkrechtstart oder die Senkrechtlandung und einmal für den Horizontalflug mit horizontal gerichteten Tragflügeln und Propellerachsen sowie daneben, von oben gesehen, im Horizontalflug dargestellt ist,
Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel des Senkrechtstarters der Erfindung, und zwar mit acht Propeller, wobei die Darstellung in derselben Weise wie in Fig. 2 gezeigt ist.
Fig. 4 einen waagerechten Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines Senkrechtstarters der Erfindung im Horizontalflug, wobei eine Schraffur der Übersicht halber fortgelassen ist,
Fig. 5 einen Querschnitt durch Fig. 4 entlang der Schnittlinie V-V,
Fig. 6 einen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel der Vereinigung mehrerer Druckfluidleitungen von verschiedenen Kraftquellen auf eine gemeinsame Druckfluidleitung,
Fig. 7 die schematische Darstellung eines Schaltplanes für den Antrieb von vier Doppelmotoren durch drei Kraftquellen,
Fig. 8 ein Ausführungsbeispiel einer Kraftanlage, die gemäss der Erfindung verwendet werden kann,
Fig. 9 ein Ausführungsbeispiel der Schwenkvorrichtung des Traggerippes der Erfindung,
Fig. 10 eine Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispieles eines Senkrechtstarters der Erfindung,
Fig.
11 eine Ansicht einer anderen Ausführung eines Senkrechtstarters entsprechend Fig. 10,
Fig. 12 eine beispielhafte Ausführung eines diskusförmigen Rotations-Tragflügels mit einziehbaren Propellerblättern der Erfindung,
Fig. 13 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Senkrechtstarters der Erfindung,
Fig. 14 und 15 eine weitere Traggerippe-Tragflügel-Ausbildung der Erfindung,
Fig. 16 ein Ausführungsbeispiel eines einziehbaren Klapppropellers der Erfindung und
Fig. 17 ein Diagramm, in dem das Verhältnis der Zugkräfte des erfindungsgemässen Systems bei verschiedenen Wirkungsgraden des hydraulischen Antriebs im Vergleich zum herkömmlichen Kurbelwellen-Propellerantrieb dargestellt ist.
In Fig. 1 ist der aus der Literatur bekannte Propellerstrahl dargestellt, und zwar einmal für den Propeller im Stand, also ohne Vorwärtsbewegung, und einmal im Fluge mit Vorwärtsbewegung. In dem rechten Teil von Fig. 1 ist daher die Fluggeschwindigkeit V0 gleich Null und im linken Teil von Fig. 1 ist die Fluggeschwindigkeit V,. Entsprechend ist, wie aus der Literatur bekannt, in der Propellerebene im rechten Teil der Figur die Geschwindigkeit V1 = V2/2 und im linken Teil von Fig. 1 ist die Geschwindigkeit in der Propellerebene Ví = (Vf,+V2)/2. Dieses ist aus der Propellerlehre allgemein bekannt, und Fig. 1 enthält daher nichts Neues. Es soll hier aber die Basis für die Berechnungen im Rahmen dieser Erfindung erläutern.
Weitere Einzelheiten findet man wieder im bereits genannten Handbook of my Flight-Technology .
Fig. 2 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Luftfahrzeuges, und zwar im oberen linken Teil der Figur einen beispielhaften Senkrechtstarter in Senkrechtflug-Stellung; im unteren linken Teil der Figur den gleichen Senkrechtstarter in Horizontalflugstellung und im rechten Teil der Figur den Blick auf den Senkrechtstarter von oben, wenn derselbe sich im waagerechten Vorwärtsflug befindet. Im Fahrzeugrumpf 31 des als Senkrechtstarter ausgebildeten Luftfahrzeuges befindet sich die Kraftzentrale und ist bevorzugterweise im unteren Teil 10 des Luftfahrzeugkörpers, z.B. auf dem Boden des Rumpfes, angebracht.
Dort bilden sie zusammen mit anderen Gewichten einen Gewichts-Schwerpunkt. Am Flugzeugrumpf sind die Schwenklager 29, 30 angebracht, in denen das in der Figur nicht sichtbare Traggerippe schwenkbar gelagert ist und mindestens in die Waagerechtstellung und mindestens in eine annähernd senkrechte Stellung geschwenkt werden kann.
Mit dem Traggerippe verbunden sind die Tragflächen 24 bis 27, die wie aus den Figuren ersichtlich angeordnet sein können. Das Flugzeug hat ausserdem in bevorzugter Ausführung ein Seitenruder 9 und Querruder 7'. An einigen der Tragflächen können Höhenleitwerke 8 wie in Fig. 4 angeordnet sein, oder die Tragflächen können als Höhenleitwerk 8 ausgebildet sein. Das senkrechte Starten und die senkrechte Landung soll im folgenden Senkrechtflug und das Schweben in der Luft ohne Aufwärts- und Abwärtsbewegung soll kurz Schweben genannt werden. Im oberen linken Teil von Fig. 2 sieht man also das Luftfahrzeug in Schwebe- und Senkrechtflugstellung. In dieser Stellung bilden die Propeller 14 bis 17 einen Hubschwerpunkt, wobei die Propeller so angeordnet sind. dass der Hubschwerpunkt oberhalb des bereits genannten Gewichtsschwerpunktes des Senkrechtstarters liegt.
Das Aufwärtsziehen des Hubschwerpunktes oberhalb des nach unten ziehenden Gewichtsschwerpunktes bewirkt automatisch eine immer waagerechte Lage des Flugzeugrumpfes waagerecht zur Meeresoberfläche. Dem Traggerippe sind die Propeller 14 bis 17 haltende und treibende Fluid-, insbesondere Hydromotoren 4 bis 7 (die vorzugsweise Ausführung der Fluidmotoren als Hydromotoren gilt auch für alle den Gegenstand dieser Anmeldung bildenden Fluidmotoren) zugeordnet, die durch eine Kraftquelle mit zueinander gleicher Drehzahl so angetrieben werden, dass die Propeller 14 und 15 ein Propellerpaar bilden, die Propeller 16 und 17 ein zweites Propellerpaar bilden und die Motoren und Propeller in jedem Propellerpaar zueinander entgegengesetzte Umlaufrichtungen erhalten. Einen beispielhaften Innenaufbau des Luftfahrzeuges von Fig. 2 sieht man in Fig. 4 oder in Fig. 7.
Obwohl die praktische Ausführung eines Luftfahrzeuges nach Fig. 2 und 9 sowie auch der Ausführungen nach den anderen Figuren von Luftfahrzeugen der Erfindung vom jeweiligen Stande der Technik und vor allem vom jeweiligen zeitlichen Stande der Technik der Triebaggregate abhängig ist, sind Fig. 2 und 3 massstäblich, und zwar im Massstabe von etwa 1 : 100, um einen ersten Überblick über das heute technisch bereits verwirklichbare und in der Verwirklichung befindliche Stadium zu demonstrieren.
Möglich und in praktischer Planung sind natürlich nach Fig. 2 und 3 nicht nur die massstäblich dargestellten Einbis Drei-Personen-Kleinflugzeuge, sondern auch solche für eine grössere Personenzahl und für grosse Traglasten. Die massstäbliche Darstellung soll also keinesfalls andeuten, dass die Luftfahrzeug- bzw. Senkrechtstarter-Ausführung nach der Erfindung auf die massstäbliche Darstellung in Fig. 2 und 3 beschränkt sei.
Im übrigen zeigt Fig. 2 den heute am billigsten herstellbaren Senkrechtstarter für ein bis drei Personen oder entsprechendes Transportgewicht. Dieses Luftfahrzeug hat also in einer grösseren Autogarage Platz und kann darin auch gebaut werden. Die Herstellungskosten sind wesentlich geringer als der Preis heutiger Luxus-Personenwagen.
Fig. 3 zeigt ein ähnliches Luftfahrzeug, das sich von Fig. 2 dadurch unterscheidet, dass statt vier Propeller insgesamt acht Propeller angeordnet sind, wobei die zusätzlichen Propeller mit 140, 150, 160 und 170 bezeichnet sind.
Im übrigen entspricht der prinzipielle Aufbau von Fig. 3 dem der Fig. 2, so dass die obige Beschreibung von Fig. 2 auch für Fig. 3 gilt, soweit im folgenden nicht noch zusätzliche Unterschiede erläutert werden. Der Senkrechtstarter von Fig. 3 hat also acht Fluidmotoren und Propeller statt vier in Fig. 2 und entsprechend werden eine grössere Anzahl Druckfluidleitungen angeordnet, oder die äusseren Propeller 140, 150, 160, 170 werden von den inneren Fluidmotoren 4 bis 7 mechanisch angetrieben.
Auch Fig. 3 ist massstäblich im Massstabe 1:100 gezeichnet, wobei der Massstab natürlich nicht absolut exakt sein muss. Fig. 3 zeigt die elegantere und anstrebenswertere Lösung, während Fig. 2 die heute leichter verwirklichbare zeigt. Die Ausführung nach Fig. 3 ist die wesentlich teurere, diejenige nach Fig. 2 die heute wesentlich billigere Lösung.
Verwirklichbar ist die Ausführung nach Fig. 2 leichter, da sie Propeller mit grösseren Durchmessern hat. Die Propeller mit grösseren Durchmessern heben wesentlich mehr als Propeller mit kleineren Durchmessern. Propeller in den erstrebenswerten Grössenordnungen sind heute vorhanden.
Der Nachteil der Ausführung nach Fig. 2 ist, dass die Propellerspitzen bei Waagerechtflug bis unter den Rumpfboden reichen und daher bei Notlandung in Waagerechtflugstellung im Gelände die Propellerspitzen in den Boden schlagen oder auf ihm zerschellen würden, wenn die Propeller nicht vor der Notlandung in Waagerecht-Stellung arretiert würden.
Das erfordert für die Notlandung eine Arretierung der Propeller, die in Fig. 3 fortfällt. Der grosse Vorteil der Ausführung nach Fig. 3 ist also, dass der Propellerdurchmesser so klein ist, dass die Propellerspitzen bei der waagerechten Notlandung den Boden nicht berühren können.
Vorteile bei der Ausführung nach Fig. 2 und 3 sind, dass diese Senkrechtstarter keine Einziehfahrwerke benötigen, sondern mit nur teilweise und mit nur schwach aus dem Rumpf nach unten vorstehenden Rädern für den Waagerechtstart auskommen und der wichtige Vorteil, dass sie auch ohne Flugplatz direkt von einem Platze von etwa 10 mal 10 Metern Abmessung aus senkrecht starten und bei Windstille in ihn auch hinein landen können.
(Bei der heutigen 1978er Ausführung hat die in der Figur dargestellte Flugmaschine acht Stück HO-V-62 Verstellpropeller des Propellerwerkes Hoffmann in Rosenheim, Oberbayern, drei Antriebsmaschinen der Firma Rotary Engine Kenkyusho nach der Fig. 8, Hydromotoren der letztgenannten Firma und Hydropumpen-Doppelstrompumpen ebenfalls der letztgenannten Firma, und zwar z.B. nach den USA-Patenten 3 850 201, 4 037 523 und 3 977 302. Die Propeller haben bei den ausgeführten Maschinen 1,6 Meter Durchmesser und die Kraftmaschinen nach Fig. 8 haben 100 bis 180 PS, je nach Ausführung. Für die Kraftmaschinen sind Ersatzteile für den Verbrennungsmotorenteil in allen Kleinstädten der Welt erhältlich. Die Kraftmaschinen sind solche mit rationellem Betrieb, also mit gutem Wirkungsgraden, wie die von Viertakt-Verbrennungsmotoren. Sie sind leise, und man hört das Flugzeug kaum.
Ihr Gewicht einschliesslich den Pumpaggregaten für die Lieferung von vier Druckfluidströmen gleicher Liefermenge pro Kraftmaschine ist etwa 90 kg trocken. Die erwarteten technischen Daten sind: Reichweite Benzinverbrauch Reichweite ohne Fluggeschwin- Benzinverbrauch Zwischenlandung in km 281 km/h 29,2 1/100 km 421 km 260 23,0 520 224 17,8 672 Der Verkaufspreis nach Anlauf der serienmässigen Produktion mag um DM 90.000,- bis 140.000,- liegen. Der gegenwärtige Preis für Prototypen unter den USA-Gesetzen für experimental aircraft ist höher.
Die Teile des Apparates können auch einzeln von der Firma Rotary Engine Kenkyusho bezogen werden, so dass der Käufer den Senkrechtstarter unter den genannten USA-Gesetzen für Experimental Aircraft selber bauen und für den Flug zulassen kann.)
Da der Senkrechtstarterbesitzer bei Schlechtwetter überall senkrecht auf einem kleinen Platz landen und im Gasthaus übernachten kann, ist eine teure Navigations-Instrumentierung und Funkanlage für den privaten Senkrechtstarter-Besitzer nicht unbedingt erforderlich. Die besondere Sicherheit des Senkrechtstarters liegt ja darin, dass man bei Schlechtwetter, wenn kein Flugplatz in der Nähe ist, nicht unbedingt im Schlechtwettergebiet umkommen muss.
In Fig. 4 bis 7 sind einige wesentliche bevorzugte Einzelheiten der bevorzugten Ausführung eines Senkrechtstarters der Erfindung schematisch dargestellt. Schnittzeichnungen durch die einzelnen Fluidpumpen und Fluidmotoren, insbesondere Hydropumpen und Hydromotoren, werden in dieser Anmeldung nicht gegeben, da einschlägige Patentschriften, die derartige Figuren enthalten, genannt wurden und ausserdem derartige Einzelheiten, deren Testresultate, Abmessungen, Leistungen, Gewichte, Verbindungs- und Befestigungsmöglichkeiten im genannten Handbook und in der in ihm genannten Literatur studiert werden können. Daher kann sich Fig. 4 und können sich die entsprechenden anderen Figuren auf eine schematische Darstellung beschränken.
Antriebsmaschine, z.B. Verbrennungsmotor 11, treibt Vierstrom-Druckfluiderzeuger 1. Entsprechend treiben die Antriebsmaschinen 12 und 13 die Vierstrom-Druckfluiderzeuger 2 und 3. Von jedem der genannten Druckfluiderzeuger führen vier räumlich voneinander getrennte Druckfluidleitungen zu den vier Fluidmotoren 4 bis 7, und zwar je eine von jedem Druckfluiderzeuger zu je einem der genannten Motoren 4 bis 7. Diese Leitungen sind durch Linien mit an ihnen angebrachten Pfeilen dargestellt, wobei die Pfeile die Strömungsrichtung des Druckfluids angeben. Die Rücklaufleitungen innerhalb des Rumpfes sind nicht gezeigt, sondern durch Pfeile am Ende der Rückleitungen des Traggerippes angedeutet, um die Figur nicht zu unübersichtlich zu gestalten.
Auch die Benennung der Druckfluidleitungen mit Bezugsziffern würde die Übersichtlichkeit der Figur stören.
Durch die Pfeile und Linien sind die Verbindungen und Strömungsrichtungen sichtbar und auf Bezugszeichen ist daher verzichtet. Erwähnenswert ist noch, dass gleiche Druckfluidausgänge aus den Druckfluiderzeugern 1, 2 oder 3 mit denen aus anderen Druckfluiderzeugern 1, 2 oder 3 verbunden und je zu einer gemeinsamen Leitung zusammengefasst werden können, was vorteilhafterweise über Rückschlagventile geschieht.
In Fig. 6 ist eine derartige Vereinigung mehrerer Druckfluidleitungen, die von verschiedenen Antriebssätzen 1, 11; 2, 12 oder 3, 13 kommen und dann zu einer gemeinsamen Leitung vereint werden, gezeigt. 235, 335 und 435 sind die von verschiedenen Antriebssätzen 1, 11; 2, 12 oder 3, 13 kommenden getrennten Druckfluidleitungen. Sie münden in je ein Rückschlagventilgehäuse, in dem sich das bevorzugterweise schwach federgespannte jeweilige Rückschlagventil 15' befindet. Von jedem der Rückschlagventilgehäuse geht eine Verbindungsleitung zu der gemeinsamen Weiterleitung, der Druckfluidleitung 135, die dann zu dem betreffenden Fluidmotor 4, 5, 6 oder 7 führt und diesen mit je einem Viertel der Antriebsenergien aller drei Antriebsmaschinen 11, 12 und 13 versorgt.
Halterungen 16' können zur Führung der Rückschlagventile 15' angeordnet werden und zwischen 15' und 16' können schwache, nicht eingezeichnete Druckfedern eingesetzt werden.
Im Fahrzeugrumpf 31 sind vier Schwenklager 29, 30 angeordnet, in deren Schwenklagerbuchsen 30 die Schwenklagerkörper 29 drehbar gelagert und gehalten sind. Durch die Schwenklagerkörper 29 erstrecken sich die Druckfluidleitungen 35 und 45, wobei sie je im Flugzeugrumpf münden.
Ebenfalls erstrecken sich die Rückflussleitungen 4', die eine oder mehrere sein können, durch die Schwenklagerkörper 29, wobei sie ebenfalls je mindestens eine Mündung innerhalb des Flugzeugrumpfes haben. Die Mündungen sind mit Anschlüssen für flexible Druckleitungen versehen, so dass zwischen den Druckmittelpumpen und den genannten Mündungen z.B. flexible Hochdruckschläuche oder eine Kombination aus starren und flexiblen Leitungen angeordnet werden können. Flexible Leitungsteile oder schwenkbare Leitungsverbindungen sind notwendig, um die Druckfluidleitungen auch beim Schwenkvorgang des Traggerippes betriebssicher zu erhalten.
Die Druckfluidleitungen 34 und 44 führen durch einen der Schwenklagerkörper 29 zu dem Fluidmotor 4. Die Druckfluidleitungen 35 und 45 führen durch einen anderen Schwenklagerkörper 29 zu dem Fluidmotor 5. Die Druckleitungen 36 und 46 führen durch den dritten Schwenklagerkörper 29 zu dem Fluidmotor 6 und die Druckfluidleitungen 37 und 47 führen durch den vierten Schwenklagerkörper 29 zu dem Fluidmotor 7. Von jedem der genannten Fluidmotoren führt mindestens eine Rückflussleitung 4' durch den dem betreffenden Motor 4 bis 7 zugeordneten Schwenklagerkörper 29 in den Flugzeugrumpf zurück.
Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 und 5 sind zwischen den genannten Druckfluidleitungen und Rückfluidleitungen Rippen 5' angebracht, die aus den genannten Leitungen einen biegefesten und tragfähigen Körper bilden, der in den vorliegenden Unterlagen und in anderer Literatur Tragrahmen oder Traggerippe genannt wird. Bei der Ausbildung des Trag 72, 82, 92 über Rückschlagventile, wie z.B. in Fig. 6, den entsprechenden Druckfluidleitungen der beiden anderen Antriebssätze 1, 11 und 3, 13 zugeschaltet werden, z.B. die Druckfluidleitung 62 zu den Druckfluidleitungen 61 und 81; die Druckfluidleitung 72 zu den Druckfluidleitungen 71 und 91; die Druckfluidleitung 82 zu den Druckfluidleitungen 83 und 63 und die Druckfluidleitung 92 zu den Druckfluidleitungen 93 und 73.
Bei Blockieren oder Stillstand je eines der Rotoren der Doppelrotor-Fluidmotoren fliesst die volle Leistung des betreffenden Antriebssatzes dann zu je einem Viertel in den anderen Rotor des betreffenden Fluidmotors.
Bei Lauf aller Rotoren der Doppelrotor-Fluidmotoren erhält jeder Rotor dieser Motoren ein Achtel der von dem Antriebssatz 2, 12 abgegebenen Druckfluidleistung. Es wäre auch möglich, statt drei Antriebssätze vier oder mehr anzuordnen, so dass die Sonderschaltung des Antriebssatzes 2, 12 überflüssig würde. Bei der Kleinausführung des Senkrechtstarters nach Fig. 2 und 3 muss man aber das Gesamtgewicht des Senkrechtstarters gering halten, damit ein rationeller Senkrechtflug möglich wird, ohne dass die Propeller unangenehm grosse Durchmesser erhalten müssen. Daher sind nicht mehr Antriebsaggregate als zweckmässig zu installieren. Es sei noch einmal erwähnt, dass zwei der Antriebsaggregate auch ausreichen würden, dann aber ein Ausfall eines Antriebsaggregates beim Senkrechtflug gegebenenfalls zum Absinken des Flugzeuges führt.
Gesetzlich ist jedoch der Hubschrauberantrieb auch durch eine einzige Antriebsmaschine zugelassen, wenn die Antriebsmaschine den gesetzlichen Anforderungen oder den Anforderungen der Luftfahrtbehörden entspricht. Entsprechend ist es nicht ausgeschlossen, den Senkrechtstarter auch mit einer einzigen Vierstrom- oder Achtstrom-Antriebsvorrichtung auszurüsten.
Anstatt zwei Tragflügel oder Tragflächenpaare anzuordnen, wie in Fig. 2 bis 4 gezeigt, kann man auch drei, ein oder vier, fünf oder sechs oder mehr Tragflügel- oder Tragflächenpaare anordnen, insbesondere dann, wenn das Luftfahrzeug ein Lastenschlepper werden soll.
Wie die Erwähnung eines Interkontinental-Flugzeuges zeigt, ist der Baugrösse nach oben zunächst noch keine allzu sichtbare Grenze gesetzt. Für den Einzelmenschen oder für die Familie ist zunächst einmal das billigste, rationellste oder kleinste Senkrechtstartflugzeug von Interesse und entsprechend wurden in den Figuren Ausführungsbeispiele dargestellt. Diese Ausführungsbeispiele können noch dadurch verkleinert werden, dass man leistungsstarke, kleine Gasturbinen-Propeller-Schaft-Gasturbinen als Antriebsmaschinen yerwendet.
(Diese sind käuflich erhältlich und befinden sich auch im Lieferprogramm nach dem Handbook of my Flight Technology . Sie wiegen um 65 kg bei etwa 300 oder 400 PS.)
Die erwähnten Gasturbinen sind mit entsprechenden Mehrstrompumpen gekuppelt. Doch sind Gasturbinen teuer und ihr Brennstoffverbrauch ist nicht gering. Es lag daher mehr daran, in den Figuren solche Ausführungsbeispiele zu bringen, die rationell wie ein Kraftfahrzeug betrieben werden können und für die man die Ersatzteile für die Verbrennungsmotoren nahezu überall ab Lager erhalten kann.
Die Verwendung heutiger Flugmotoren ist nicht notwendig und beim bisherigen Studium haben sich alle handelsüblichen Flugmotoren als ungeeignet erwiesen. Ihnen fehlen Flansche zum Direktanschluss der Fluid- oder Hydropumpen, Kühlgebläse für den Senkrechtflug, und schliesslich sind sie auch oft zu schwer und die Befestigungen nicht unbedingt für die Aufhängung im Flugzeugrumpf oder für die Aufstellung auf dem Boden des Flugzeugrumpfes geeignet. Daher hat der Erfinder seine eignen Antriebsaggregate entwickelt.
In Fig. 10 und 11 sind weitere Ausführungsbeispiele von Senkrechtstartern der Erfindung gezeigt. Der Luftfahrzeugrumpf 601 hat darin einen vorderen Träger 602 und einen rückwärtigen Träger 603. An den Enden der Träger befinden sich Schwenklagerhülsen, in denen je ein mit Schwenklagerkörpern versehener Fluidmotor schwenkbar aufgehängt ist. Die Fluidleitungen von den Druckstrom-Aggregaten im Luftfahrzeugrumpf führen durch die Träger, die Schwenklagerhülsen und die Schwenklagerkörper zu den Fluidmotoren, wie das im einzelnen in der USA-Patentanmeldung 800 756 beschrieben ist. Wichtig ist, dass im Senkrechtflug der vordere Propelier 604 am Fluidmotor 605 oberhalb des vorderen Trägers 601 getragen ist, während der rückwärtige Propeller 606 am Fluidmotor 607 in Senkrechtflugstellung nach unten zeigt, also unterhalb des rückwärtigen Trägers 603 angeordnet ist.
Der vordere Propeller 604 ist daher ein Zugpropeller, aber der hintere Propeller 606 ist ein Druckpropeller. In Fig. 10 schwenkt der vordere Propeller etwa bis zu 45 Grad oder in Sonderfällen bis zu 60 Grad nach vorn, während der hintere Propeller um die angemessene Gradzahl rückwärtsschwenkt, wenn das Luftfahrzeug vorwärtsfliegen soll. Das Luftfahrzeug nach Fig. 10 wird von den Propellern allein getragen und gezogen. Tragflügel sind in Fig. 10 nicht vorhanden.
Im Gegensatz zu Fig. 10 hat die Ausführung nach Fig. 11 den Schwenkmotoren 605 und 607 zugeordnete zusätzliche Tragflügel 608 und 609. Das Luftfahrzeug nach Fig. 11 kann daher die Fluidmotoren mit ihren Propellern und Tragflügeln bis zur praktisch waagerechten Propellerachse schwenken. Im Horizontalflug kann das Luftfahrzeug nach Fig. 11 auf Tragflügeln fliegen, während das nach Fig. 10 von schräggestellten Propellern getragen wird.
Da beim Luftfahrzeug nach Fig. 10 die Tragflügel wegfallen, hat dieses Fahrzeug auch keinen Tragflügelwiderstand. Es ist sehr einfach und sehr billig und kann Propeller mit grossen Durchmessern und grosser Tragfähigkeit erhalten. Da es nicht auf Tragflügeln notlanden kann, erhält es bevorzugterweise Fluidmotoren mit automatischer Autorotationsanstellung der Propellerwinkel beim Fluidmotorenausfall, z.B. nach der oben schon genannten USA-Patentanmeldung 800 756. Die Einzelheiten der Aufhängung, Schwenkbetätigung usw. kann man im Handbook of my Flight Technology nachlesen. Der Frage der Rationalität der einzelnen Ausführungsarten im Fluge sind im genannten Handbook umfangreiche mathematische Kapitel gewidmet.
In Fig. 10 und 11 sieht man bei der Ansicht von der Seite her nur je einen vorderen und einen hinteren Propeller. Doch ist schon anhand von Fig. 2 und 3 verständlich, dass man auch mehrere Propeller seitlich nebeneinander links und rechts der Fahrzeugmittelebene anordnen kann.
Das kann man bei den Ausführungen nach Fig. 10 und 11 vorsehen.
Die beispielhafte Antriebsmaschine nach Fig. 8, die als Antriebssatz 1, 11 oder 2, 12 oder 3, 13 in Fig. 2 und 3 eingesetzt werden oder auch in anderen der Figuren eingesetzt werden kann, hat einen Verbrennungsmotor 623, eine Luftkühlung 625, die gelegentlich durch Wasserkühlung ersetzt ist, Aufhängungen 622 und 621, einen Turbocharger 624 und Doppelstrom-Hydra-Pumpen 626 und 627 mit Druckleitungsanschlüssen 631 bis 634.
(In einer praktischen Ausführung wiegt der Verbrennungsmotorenteil einschliesslich Turbocharger trocken 75 kg und leistet dabei 100 bis 120 PS je nach Treibstoff und Ladedruck. Als Zweitaktmotor nach der USA-Patentanmeldung 807 975 leistet das Aggregat bei 5 kg geringerem Gewicht je nach Brennstoff und Ladedruck bis 150 oder 180 PS. Die Doppelstrompumpen, die von dem Forschungsinstitut des Erfinders bezogen werden können, wiegen je nach Ausführung 6 bis 9 kg für zwei Förderströme, wobei jede Pumpe die Hälfte der Leistung des Verbrennungsmotors aufnimmt.)
Die Fluidmotoren und Propeller nach der Erfindung arbeiten im allgemeinen ausserordentlich erschütterungsfrei, schwingungsfrei und leise. Durch flexible Aufhängung der Antriebsmaschine in den Aufhängungen 621 und 622 werden Vibrationsübertragungen von den Verbrennungsmotoren auf das Flugzeug eingeschränkt.
Für den Nahverkehrt von einigen hundert Kilometern, einigen wenigen Kilometern oder bis zu einigen tausend Kilometern erscheinen die Ausführungsbeispiele nach Fig. 2 und 3 als ziemlich ideale Lösungen. Für den Langstreckenverkehr oder den Überseee-Interkontinental-Flug haben diese Lösungen zu kleine Propellerdurchmesser. Im Interkontinentalflug kann das Treibstoffgewicht höher als das Flugzeuggewicht sein. Die Propeller mit den kleinen Durchmessern heben dann zu wenig oder benötigen zu hohe Antriebsleistungen, um das schwere Interkontinental-Flugzeug noch senkrecht heben zu können.
Wie aus den Formeln hervorgeht, gibt es nur drei Möglichkeiten, die Hubkraft zu erhöhen. Für das höhere Gewicht des Langstrecken- oder Interkontinental-Flugzeugs aber wird eine grössere Hubkraft benötigt, wenn man senkrecht starten will. Die zwei bisher bekannten Möglichkeiten, den Hub zu vergrössern, waren nach Formel (5) die Möglichkeit, den Propellerdurchmesser, also F , oder die Antriebsleistung N zu vergrössern. Dem hat der Erfinder die dritte Möglichkeit hinzugefügt, nämlich die Anzahl der Propeller mittels Anordnung des Getriebes zwischen der Antriebsmaschine und den mehreren Propellern zu vergrössern, indem in die Gleichung (1) die Anzahl M der Propeller eingeführt wurde.
Die Verwendung der zweiten Möglichkeit, nämlich die Leistung N zu vergrössern, ist beschränkt, da die grössere Antriebsleistung eine schwerere Antriebsmaschine erfordert.
Die Vergrösserung der Leistung würde also zu einer zu grossen Vergrösserung des Gewichtes des Senkrechtstarters führen, was dann zur Folge hätte, dass wieder mehr Kraftstoff mitgenommen werden muss. Mehr erforderliche Leistung und mehr erforderlicher Kraftstoff würden das Gewicht gegenseitig hochschaukeln. Zwar könnte man, wie Militärflugzeuge der Senkrechtstart-Ausführung es tun, leichte Gasturbinen hoher Leistung einsetzen. Dann aber wird der Kraftstoffverbrauch beim Start und bei der Landung bereits so hoch, dass in den paar Minuten des Startes und der Landung ein bemerkenswerter Teil des Gesamttreibstoffes verbraucht wird. Ausserdem verbrauchen die Gasturbinen im Fluge mehr Treibstoff als die Antriebsmaschinen des Erfinders. Und schliesslich sind die Schaft-Gasturbinen noch so teuer, dass ein Privatmann sie kaum bezahlen kann.
Die enorme Treibstoffvergeudung beim Senkrechtstart der Militärflugzeuge kann ein Zivilflugzeug sich kaum leisten. Die Leistungserhöhung kann also nur ganz begrenzt eingesetzt werden und die einzige Möglichkeit, das durch Treibstoffmengen schwere Interkontinentalflugzeug senkrecht in die Luft zu bringen, besteht daher nur in der Möglichkeit, die Propellerfläche F zu vergrössern und gleichzeitig eine erfindungsgemäss grössere Propellerzahl M mitzuverwenden.
Daher setzt der Erfinder für den Senkrechtflug schwerer Langstreckenfahrzeuge eine Mehrzahl von Propellern grösseren Durchmessers ein. In der Regel benötigt man allerdings für die Hubkraftsteigerung einklappbare oder einziehbare Propeller, was in Hinsicht auf das Einklappen der grossen Propeller im Fluge eine grössere Pilotenerfahrung und ein umfangreicheres und langwierigeres Pilotentraining erfordert.
Im folgenden werden einige weitere von vielen erfin dungsgemässen Ausführungen von veränderlichen Propellern in entsprechenden schematischen Darstellungen beschrieben.
Fig .12 zeigt den durch den Piloten am einfachsten zu kontrollierenden Propeller. Er hat in einer rotierenden, dem
Umfange zu zugespitzten Scheibe 640 zwei einziehbare und ausfahrbare Propellerblätter 643 und 644. Sie sind in den Führungskanälen 641 und 642 radial nach aussen zu bewegen, also ausfahrbar und einfahrbar. Je weiter die Propellerblätter 643 und 644 ausgefahren werden, je grösser wird der
Propellerdurchmesser. Je grösser wird also auch die Propeller-Kreisfläche F und je höher wird damit die Hubkraft des Propellers bei gleicher Antriebsleistung. Die Auswärts- und Einwärtsbewegung der Propellerblätter 643 und 644 kann man z.B. mittels Gewindespindeln 645 und 646 betätigen, die durch entsprechende Motoren 647 und 648 angetrieben und vom Piloten ferngesteuert werden können.
Die prinzipielle Anordnung derartiger Propellerblätter in einer diskus ähnlichen Scheibe mit scharfem Aussendurchmesser ist an sich bereits bekannt und in der Literatur auch beschrieben.
Die ausgefahrenen Propellerblätter dienen dabei für den Senkrechtstart, und im eingefahrenen Zustande dient die Scheibe 640 als Tragfläche für den Horizontalflug.
Die bekannten Vorschläge für derartige Scheibentragflügel mit einziehbaren Propellerblättern wurden aber bisher kaum technisch ausgeführt. Ihre Ausführung hatte auch nicht viel Sinn, denn die bisherigen Vorschläge hatten ganz erhebliche Mängel. Der grösste Mangel war, dass die Propellerblätter achsgleich angeordnet waren. Daher konnte ein Propellerblatt nur eine Länge von etwas weniger als den halben Durchmesser der Flügelscheibe haben. Der Durchmesser des Propellerkreises konnte im äussersten ausgefahrenen Zustande nur weniger als den doppelten Durchmesser der Flügelscheibe erhalten. Die Hubkraft vergrösserte sich dabei nicht allzuviel und ausserdem war die Hubkraft durch den Widerstand der Scheibe beim Senkrechtflug begrenzt.
Die Scheibe störte auch die Ausbildung des Propellerstrahles nach Fig. 1 sehr erheblich. Die volle Leistung nach den beschriebenen Formeln konnte daher bei den bekannten Scheiben-Regelpropellern gar nicht erreicht werden.
Durch die Erfindung werden derartige Scheibentragflügel mit einziehbaren Propellerblättern wesentlich verbessert. Dei Verbesserung besteht in erster Linie darin, dass die Propellerblätter nicht achsgleich, sondern achsparallel und vom Zentrum der Scheibe radial versetzt angeordnet werden. Dadurch entstehen statt einer Haltekammer der bisherigen Ausführung zwei zueinander etwa parallele Haltekammern 641, 642, die in ihrer Länge fast dem Durchmesser der rotierenden Tragflügelscheibe 640 entsprechen. Analog dazu können die Propellerblätter eine Länge erhalten, die fast dem Durchmesser der Tragflügelscheibe 640 entspricht. Während die herkömmliche rotierende Tragflügel Propeller-Scheibe im Senkrechtflug einen Durchmesser von etwa 3,6mal Radius der Scheibe erreichte, wird nunmehr ein Durchmesser von etwa 5,2mal dem Radius der Scheibe erreicht. Das Verhältnis 5,22/3,62 ergibt 2,086.
Daraus folgt, dass bei gleichem Gewicht der rotierenden Tragflügelscheibe die Propellerkreisfläche etwa 2,1mal grösser als eine der bekannten Technik ist und folglich die rotierende Tragflügelscheibe 1,28mal mehr hebt als eine der bekannten Technik.
Gleichzeitig ist das Verhältnis des Propellerstrahles zum Widerstandsdurchmesser der Scheibe günstiger als in der bekannten Technik.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass die Rotation der Scheibe mit ihren Propellerblättern von Fluidmotoren erzeugt werden kann, die durch die erläuterten Pumpaggregate angetrieben werden können. Ausserdem kann der Gleichlauf des Propeller-Ausfahr- und Einfahrvorganges gerippes und der genannten Lagerteile der Schwenklager 29, 30 müssen die Regeln der Festigkeitslehre beachtet werden, da die Betriebssicherheit des Senkrechtstarters wesentlich von der Haltbarkeit und Festigkeit des Traggerippes abhängt.
Die Druckleitungen und Rückfluidleitungen können Stahlrohre oder Leichtmetallrohre sein und durch die Rippen 5' miteinander verschraubt, vernietet oder verschweisst sein. Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 und 3 sind sie zur Zeit Stahlrohre, Präzisions-Stahlrohre von 16 bis 24 mm Aussendurchmesser und 1,2 bis 1,8 mm Wandstärke. Der Erfinder hat bereits Traggerippe mit nur etwa 9 kg Gewicht und bester Haltbarkeit in der Praxis gebaut. Vorzugsweise werden zwei insbesondere als Druckfluidleitungen ausgebildete Traggerippeteile 35, 45 und 34, 44 oder 36, 46 und 37, 47 durch Verbindungsbügel miteinander zu einem kompletten, mindestens ein Fluidmotorenpaar 4, 5 oder 6, 7 und Propellerpaar 14, 15 oder 16, 17 tragenden und treibenden kompletten Traggerippe verbunden.
Der Erfinder zieht es vor, diese Verbindungen als Bügel auszubilden, damit die Mündungen der Fluidleitungen nicht relativ zu den Tragrohren abgebogen werden müssen. Diese Ausbildung hat den grossen Vorteil, dass man die Rohre, z.B. nach dem Schweissen der Rippen, in einfacher Weise durch gerade, unverbogene Mündungen hindurch putzen, also innen von Schweissschlacken und Fremdkörpern putzen kann. Denn Sauberkeit innerhalb der Leitungen ist eine unabänderliche Vorbedingung für den Betrieb des hydrostatisch getriebenen Senkrechtstarters. In der praktischen Ausführung sind auch die Verbindungsbügel durch in der Figur nicht eingezeichnete Rippen so verbunden, dass die Festigkeit, Steifigkeit und Haltbarkeit des gesamten kompletten Traggerippes gewährleistet ist. Die Hydromotoren wiegen in einer praktischen Ausführung nach den Beispielen von Fig. 2 und 3 je 8 bis 19 kg.
Die Traggerippe wiegen pro Propellerpaar 9 bis 18 kg und die Tragflächen 24 bis 27 je 8 bis 29 kg.
An denTragflügelteilen oder Tragflächen 24 u. 25 sind vorteilhafterweise die Querruder 7 angebracht. Der Rumpf erhält im allgemeinen ein Seitenruder 9 und entweder wird die hintere Tragflächenanordnung mit den Tragflächen 26 und 27 als verstellbares Höhenleitwerk ausgebildet, oder es werden den Tragflächen 26 und 27 Höhenleitwerke 8 zugeordnet. Die genannten Leitwerke können mechanisch, elektrisch oder hydraulisch bedient werden, und die entsprechenden Steuerleitungen führt man praktischerweise ebenfalls durch die genannten Schwenklagerkörper 29, z.B. durch die Mitte des betreffenden Schwenklagerkörpers 29. Die Steuermittel und Antriebsmittel für die genannten Ruder und Leitwerke sind in der Figur nicht eingezeichnet, da sie gegen über dem bekannten Stande der Technik nicht unbedingt etwas Neues enthalten müssen.
Vorteilhaft ist aber die Anordnung der Antriebs- und Bedienungsmittel teilweise innerhalb des genannten Traggerippes und die Leitung derselben teilweise durch den Schwenklagerkörper 29 hindurch.
Fig. 5 zeigt einen Schnitt durch einen Traggerippeteil entlang der Schnittlinie V-V. In ihm sind in beispielshafter Weise die Rückfluidleitungen 4" nahe zueinander gelegt, die Druckfluidleitungen 34 und 44 aber so weit voneinander und die Rückflussleitungen 4' so weit von den Druckfluidleitungen distanziert, dass der Querschnitt des Traggerippes die ausreichende Festigkeit und Steifigkeit erhalten kann, um die Fluidmotoren 4, 5, 6, 7; die Propeller 14, 15, 16, 17 und die Tragflächen 24, 25, 26, 27 betriebssicher und schwingungsfrei tragen und halten zu können. Vorteilhafterweise sind am Traggerippe Haltemittel 6' angeordnet, von denen in der Tragfläche 25 einige eingezeichnet sind. An ihnen kann man, wie z.B. in Fig. 5 gezeigt, die Tragflächenteile 125 und 225 befestigen, z.B. anschrauben oder annieten.
Die Tragflächenteile 125 und 225 können auch einteilig ausgebildet sein, oder es können Tragflügelhäute (z.B. Aluminiumplatten oder Plastikplatten von sehr dünner Ausführung) über Formrippen angebracht werden. Die Schrauben oder Nieten 14' zeigen derartige Befestigungsbeispiele. Während in Fig. 5 der Querschnitt des Traggerippes prinzipielle Dreiecksform zeigt, wird oft auch eine prinzipielle Quadrat- oder Rechteckform verwendet oder bei vielpropellerigen Senkrechtstartern auch Fünfeck-, Sechseck- usw. -Form. In Fig. 5 ist das Profil des Tragflügels symmetrisch, doch kann auch die übliche unsymmetrische Tragflügelprofilform oder eine andere verwendet werden.
Ist der Tragflächenquerschnitt unsymmetrisch, entspricht er z.B. dem üblichen Tragflügelprofil, dann darf der Tragflügel nicht ohne weiteres senkrecht für den senkrechten Start oder für die senkrechte Landung angestellt werden, weil dann eine rückwärts gerichtete Auftriebskraft am Tragflügelprofil ausgebildet würde, die den Flugapparat nicht senkrecht aufsteigen oder landen liessen, sondern einen Rückwärtsflug bei Start und Landung verursachen würde. Der Tragflügel muss deshalb bei diesen Manövern etwas nach vorne geneigt bleiben, damit eine senkrechte Flugbewegung beim Start und der Landung erreicht wird. Denn die Propeller bewirken einen nicht unerheblichen Luftstrahl über die Tragflügel, der beim herkömmlichen Einpropeller-Flugzeug kaum vorhanden war.
Die Tragflächen wirken daher bei Tragflügelprofilform selbst beim Schweben bereits so, als würden sie sich mit nicht unerheblicher Geschwindigkeit durch die Luft bewegen. Diese Einzelheiten erscheinen im genannten Handbook of my Flight-Technology und sie sind teilweise auch in der USA Patentanmeldung 760 006 beschrieben. Die strichlierten Linien in den Hydromotoren 4 bis 7 deuten an, dass diese Motoren Einrotormotoren oder Mehrrotormotoren nach dem USA-Patent 3 977 302 sein können. Doppelrotormotoren findet man auch in der DE-OS 2 420 853 oder in der DE-OS 2 420 614.
Fig. 9 zeigt schematisch einen Schnit durch Fig. 4 entlang der Schnittlinie IX-IX und eine beispielhafte Antriebsvorrichtung für die Schwenkbewegung des genannten Traggerippes mit den Hydromotoren 4 bis 7, Propellern 14 bis
17 und den Tragflächen 24 bis 27 daran. Natürlich kann sie auch für das Luftfahrzeug gemäss Fig. 3 mit acht Propellern und Fluidmotoren verwendet werden. In den Schwenklagerkörpern 29 sind die durchgehenden Druckfluidleitungen 35, 45 und 37, 37 sowie die Rückflussleitungen 4' sichtbar. Ausserdem zeigen die Mitten Antriebs- und Steuerleitungen 101 und 102 für den Antrieb entsprechender Ruder oder Lenkwerke. Im Fahrzeugrumpf ist der Antriebsmotor 501 befestigt, durch den im Ausführungsbeispiel die selbsthemmende Spindel 502 hindurchgeht und -on ihm nach rechts oder links bewegt wird.
Der Motor 501 wird vom Piloten ferngesteuert. was der Hauptlenkvorgang des Senkrechtfluges ist. Zweckmässig wird hier dem Hydraulikzylinder-Antrieb ein Rotationsmotor 501 und eine Spindel 502 vorgezogen, damit eine Selbsthemmung vorhanden ist und die Spindel 502 sich nicht unter Schwingungen oder Erschütterungen allein verstellen kann. An dem in der betreffenden Schwenklagerbuchse 30 gelagerten Schwenklagerkörper 29 ist ein entsprechender Hebel angebracht, und zwar Hebel 509 am linken und Hebel 510 am rechten Schwenkkörper. An den Enden der Spindel 502 befinden sich Schwenkbefestigungen 503 und 504 mit beweglichen Gelenken 505 und 506 zu den Schwenkverbindungen 507 und 508 an den Übertragungsteilen 509 und 510.
Die Drehung des Motors (Umlauf des Rotors im Motor 501) bewegt die Spindel zwischen den Enden der Schwenkteile 507, 508 nach rechts oder links, und zwar zwischen der gezeichneten rechten Endlage und einer linken Endlage. Die gezeigte rechte Endlage ist für den Horizontalflug, während die Linkslage für den Senkrechtflug, also für Start und Landung ist. Die Lage dazwischen ist für den Flug in der genannten Beschleunigungs- oder Interthrust-Stufe. Es sei noch erwähnt, dass die Schwenkbewegung auch so weit ausgedehnt werden kann, dass das Luftfahrzeug in der Luft eine heftige Bremsung durch einige Rückwärtsschwenkungen der Propellerachsen erfahren kann. Ebenso kann der Motor 501 für so hohe Drehzahl ausgelegt sein, dass die Schwenkbewegung sehr schnell ausgeführt werden kann.
Man möge sich von der Vorstellung befreien, dass in einem überfüllten Luftverkehr höhere Zusammenstossgefahr bestehe. Derartige Zusammenstossgefahr besteht auch im kommenden, z.B.
einem mit Millionen der Senkrechtstarter nach dieser Erfindung überfüllten Luftraum durchaus nicht unbedingt. Denn ein Senkrechtstarter dieser Erfindung ist nicht an eine hohe Fluggeschwindigkeit gebunden, um sich im Luftraum halten zu können, und ausserdem kann seine Geschwindigkeit in der Luft ähnlich plötzlich gebremst werden, wie die eines Kraftfahrzeuges auf der Strasse. Die Zusammenstossgefahr ist im überfüllten Luftraum sogar geringer als die Gefahr des Zusammenstosses von Autos auf der Strasse, denn die Senkrechtstarter dieser Erfindung können mit automatischen Zusammenstoss-Vermeidern nach dem USA-Patent 3 801 046 ausgerüstet werden, die sich einander nähernde Luftfahrzeuge zügig abbremsen und bei weiterer Annäherung schliesslich völlig auf Geschwindigkeit Null abbremsen.
In Fig. 7 ist einer derjenigen Schaltpläne schematisch gezeigt, der bei den Senkrechtstartern nach Fig. 2 und 3 bevorzugt wird. Darin sind Rückflussleitungen nicht eingezeichnet, um die Übersichtlichkeit nicht einzuschränken.
Ebenso sind die Fluidtanks nicht eingezeichnet.
Bei den Senkrechtstartern nach Fig. 2 und 3 sind drei oder vier Antriebsaggregate vorgesehen, insbesondere drei, weil derartige Aggregate heute im Forschungsinstitut des Erfinders vorhanden sind in der angepassten Leistungsgrösse. Die Leistungsbemessung ist dabei so, dass zwei der Antriebsmaschinen ausreichende Leistung abgeben, um den Senkrechtstarter in der Luft im Schweben erhalten zu können. Die dritte Antriebsmaschine ist eine Leistungsreserve.
Eine automatische Leistungsüberwachung, die dem Gashebel des Piloten untergeordnet oder übergeordnet sein kann, vermag die Gashebel der Antriebsmaschinen auf 2/3 bis 3/4 der Maximalleistung zu begrenzen und automatisch die zwei restlichen Antriebsmaschinen auf Vollgas zu stellen, wenn eine der Antriebsmaschinen im Senkrechtfluge ausfällt. Fotos und Leistungsdiagramme der beispielhaften Antriebsmaschinen befinden sich im Handbook of my Flight-Tech nology > . Anstelle einer automatischen Leistungsüberwachung kann diese natürlich auch durch den Piloten übernommen werden, je nach Ausrüstungsgrad des Senkrechtstarters.
Fällt im Senkrechtflug, also beim senkrechten Start oder bei der senkrechten Landung, eine der Antriebsmaschinen aus. dann nimmt die Steiggeschwindigkeit ab und der Pilot merkt dann an der Abnahme der Steiggeschwindigkeit oder an der Zunahme der Sinkgeschwindigkeit, dass eine seiner mehreren Antriebsmaschinen ausgefallen ist. Er wird dann das Landemanöver einleiten, um nicht auf die Dauer mit nur zwei Antriebsmaschinen weiterzufliegen.
Bei grösseren Ausführungen des Erfindungsgegenstandes, insbesondere für Langstrecken- und Interkontinental Flugzeuge, ist eine Landung bei Ausfall einer der Maschinen nicht notwendig. Denn diese erhalten eine solche Antriebsmaschinen-Anzahl, dass die Flugzeuge auch bei Ausfall zweier der Antriebsmaschinen über dem Atlantik bis Amerika weiterfliegen können. Der Ausfall einer oder zweier Antriebsmaschinen über dem Ozean hat lediglich zur Folge, dass das Flugzeug dann langsamer fliegt, etwas länger unterwegs ist, weniger Benzin verbraucht und eine wesentlich grössere Reichweite erhält, so dass es, z.B. bei einem Fluge von Frankfurt aus, statt in New York zu landen, auch noch bis Chicago weiterfliegen kann, wenn eine oder zwei Antriebsmaschinen schon über Frankreich ausfielen und das Übersee-Flugzeug dadurch zum geringeren Benzinverbrauch gezwungen wurde.
Im übrigen sind in der bevorzugten Ausführung die Antriebsmaschinen nicht in den Tragflügeln, wie bisher üblich, sondern im Rumpf untergebracht, so dass der Flugzeugmechaniker ausgefallene Antriebsmaschinen im Langstreckenflug während des Fluges reparieren kann und Teile ausgetauscht oder Ersatzmaschinen angeschlossen werden können.
Bei den Kraftfahrzeugen von heute sind derartige vorteilhafte Möglichkeiten noch nicht allgemein üblich.
Die vier in vier räumlich voneinander getrennten Druckfluidkammergruppen mit zueinander gleicher oder verhältnisgleicher Fördermenge, z.B. nach DE-OS 2 420 543 oder US-PS 3 398 698, erzeugten Druckfluidströme verhältnisgleicher oder gleicher Durchflussmenge 61, 71, 81, 91 des als. Druckfluid-Vierstrom-Anlage ausgebildeten Antriebssatzes 1, 11 führen zu den vorderen Rotoren der Doppelrotor Fluidmotoren 4, 5, 6, 7, entsprechend dem USA-Patent 3 977 302. Die vier Druckfluidströme gleicher Durchflussmenge 63, 73, 83, 93 führen zu den hinteren Rotoren 57, 56, 54 und 55 der Doppelrotor-Fluidmotoren entsprechend dem genannten USA-Patent. Wenn einer der Rotoren der Fluidmotoren z.B. durch Fremdkörper im Druckfluidkreislauf, blockiert, wird der zugeordnete Antriebssatz durch Überlastung abgewürgt, da der blockierende Rotor kein Druckfluid mehr aufnimmt.
Die gesundgebliebenen anderen Rotoren der Doppelrotor-Fluidmotoren nach USA-Patent 3 977 302 übernehmen dann den Antrieb der sich durch die Rotoren erstreckenden Propellertrag- und -treibwelle allein und der blockierende Rotor sowie die drei anderen durch die Druckfluidschaltung stillgesetzten Rotoren schalten sich dabei automatisch durch Freilauf von der sie drehzahlmässig überholenden Treib- und Tragwelle ab. Wenn andererseits eine der Antriebsmaschinen 1, 11 oder 3, 13 ausfällt, wird in den genannten Fluidmotoren jeweils nur noch einer der beiden Rotoren weitergetrieben, und der jeweils eine der Rotoren pro Fluidmotor übernimmt dann wieder den Antrieb der Trag- und Treibwelle, während der jeweilige nicht mehr treibende Rotor durch Freilauf-Drehzahl-Überholung automatisch von der Trag- und Treibwelle des betreffenden Motors abgeschaltet ist.
(In Briefen führender Experten kommt immer wieder zum Ausdruck, dass man nur Axialkolbenmotoren für verwendbar hält, Radialkolbenmotoren aber nicht verwendbar seien. Diese irrige Annahme ist noch dadurch gefördert worden, dass nach Studium der Aggregate des Erfinders in Japan durch deutsche Experten Anfang der sechziger Jahre eine Tendenz auch in Deutschland entstanden ist, Radialkolben-Pumpen wieder zu bauen. Diese erschienen dann Anfang der siebziger Jahre unter Umgehung der Patente der tieftauchenden Kolbenschuhe des Erfinders, was zu so kurzem Kolbenhub führte, dass diese Aggregate wohl als Kurzhub-Hochdruckpumpen sehr gut sind, des geringen Kolbenhubes wegen aber als Hydromotoren nicht mehr rationell verwendbar sind. Das Auftauchen dieser Art Radialkolbenpumpen hat daher den unrichtigen Eindruck verstärkt, dass Radialkolbenmotoren generell nicht rationell einsetzbar seien.
Tatsache ist, dass Radialkolbenmotoren hohe Wirkungsgrade über 90% erreichen und sehr betriebssicher sind, wenn sie mit den tieftauchenden Kolbenschuhen oder mit tieftauchenden, freifliegenden Kolbenschuhen nach den Patenten des Erfinders gebaut werden.)
Der Antriebssatz 2, 12 von Fig. 7 arbeitet auf beide Rotoren aller Fluidmotoren, derart, dass die Leitungen 62, durch in die Druckfluidströme gleicher Durchflussmenge eingeschaltete Hydromotoren 647, 648 zum Antreib der Spindeln 645, 646 erzwungen werden, was bei der Vortechnik nicht ohne weiteres garantiert war.
Man kann eine oder mehrere der Tragflügelpropellerscheiben am Luftfahrzeug anordnen. Die Handhabung des Überganges vom Senkrechtflug zum Waagerechtflug durch den Piloten ist bei diesen Tragflügel-Propellerscheiben relativ einfach, da ein stufenloser Übergang möglich ist. Von Nachteil ist aber der hohe Wirkungsgradverlust im Propellerstrahl durch den Widerstand der zur Luftstrahlachse senkrechten Scheibe. Die aufgeführten Gleichungen müssen daher mit einem Scheibenwirkungsgrade multipliziert werden, wodurch die aktuelle Hubkraft zwar merkbar verringert wird, doch ist der Scheibenwirkungsgrad bei der Erfindung besser als der der Vortechnik. Empirische Daten solchen Scheibenwirkungsgrades liegen bisher kaum vor.
Wirkungsgradmässig günstiger ist das System nach Fig.
16. Links in Fig. 16 ist ein Klapp-Propeller mit 496, 497 im ausgefahrenen Zustande und mit 496, 497 im eingefahrenen Zustande dargestellt. 496 ist das eine Klappbett des Propellers und 497 das andere Klappbett des Propellers.
Angetrieben ist der Propeller durch den Fluidmotor 493.
Im Tragflügel ist der Propellerraum 489 angeordnet, in den der nach vorne zusammengeklappte Propeller eingefahren werden kann. Der Antrieb 485 ist im Flugzeugteil, z.B. im Tragflügel 480, angeordnet, um den Fluidmotor in Position 482 einzuziehen und die eingeklappten Klappflügel 486, 487 in der Propellerkammer im eingefahrenen Zustande unterzubringen. An die Motoranschlüsse 483, 484 müssen bei dieser Ausführung flexible Druckfluidleitungen angesetzt werden, damit der Einfahr- und Ausfahrvorgang verwirklicht werden kann. Die Propellerkammer 489 kann man vorteilhafterweise zwischen den Fluidleitungen 463, 464, 465 und 466 des Traggerippes anordnen. 481 zeigt die Tragflügelaussenhaut.
Der Zweck einer solchen beschriebenen Anordnung ist es, beim Senkrechtstart mehrere zusätzliche Propeller M zu haben, die die Hubkraft vergrössern, die man aber im Horizontalflug nicht mehr benötigt und daher im Horizontalflug in ein Flugzeugteil einzieht, damit sie im Horizontalfluge keinen unnützen Widerstand hervorrufen und keinen unerwünschten Leistungsverbrauch verursachen.
Die grösste Hubkraft für Langstreckenflugzeuge, Interkontinentalflugzeuge oder Lastenschlepper beim Senkrechtflug erreicht man durch die Anordnung nach Fig. 13. Sie enthält vier Klapp-Propeller nach Fig. 16, jedoch Klapp Propeller mit viel grösseren Radien der Klappflügelradien. In diesem Ausführungsbeispiel kann der Klappflügelradius fast die Länge des Luftfahrzeugrumpfes erhalten. Die Propellerkreisflächen werden dabei so gross, dass mit relativ geringer Leistung ein sehr hohes Luftfahrzeuggewicht mit viel Treibstoff im Luftfahrzeug gehoben werden kann. Entsprechend sind zwei Klapp-Propeller an schwenkbar gelagerten Fluidmotoren am vorderen und hinteren Ende des Luftfahrzeugrumpfes angeordnet, die man in zwei im Luftfahrzeugrumpf angeordnete Propellerkammern 711 einziehen kann.
Die Kammern erstrecken sich fast durch die ganze Länge des Luftfahrzeugrumpfes, wodurch der grosse Propellerradius möglich wird. Die Propellerkreisfläche jedes dieser Propeller hat dann einen Durchmesser von fast der zweifachen Länge des Luftfahrzeugrumpfes. Zusätzlich können an den Flügelenden etwa zigarrenförmige, lange Behälter 707 und 708 angeordnet werden, die gleichzeitig die Randwirbel der Tragflächenenden reduzieren können, wie bisherige Brennstofftanks an Tragflügelenden. Diese Tragflügelbehälter 707 und 708 erhalten Propellerkammern 712 und 713 zur Aufnahme der eingeklappten und eingefahrenen Propeller und der Hydromotoren im Horizontalflug. Da die Propelleranordnung in Fig. 16 bereits dargestellt ist, werden in Fig. 13 nur die Propellerkammern gezeigt, da aus Fig. 16 im Prinzip ersichtlich ist, wie man die Propeller und die Fluidmotoren den Propellerkammern zuordnet.
In Fig. 13 hat man also vier grosse Propeller symmetrisch zum Luftfahrzeugrumpf verteilt angeordnet. Im vorderen Teil 703 des Höhenleitwerks mögen die Propeller 705 für den Horizontalflug angeordnet sein, die, wie aus den anderen Figuren bekannt, durch Fluidmotoren angetrieben werden. Das Höhenleitwerk ist mit 704 bezeichnet. Diese Luftfahrzeugausführung kann einen guten Horizontalflug mit geringem Widerstandsbeiwert des Luftfahrzeugs bringen. Sehr grosse Reichweiten, z.B. für den Interkontinentalflug sind möglich. Ebenso sind sehr grosse Hubkräfte möglich für den Senkrechtflug, so dass das Luftfahrzeug ausser sich selbst auch die grossen Benzinmengen für den kommenden Interkontinentalflug mitheben kann. Aber die Herstellung dieses Luftfahrzeuges ist nicht mehr billig.
Entweder erfordert diese Ausführung ein ganz hohes Pilotentraining beim Einziehen der grossen Propeller, oder aber die Propeller müssen stufenlos einklappbar ausgebildet werden, was teure Propeller verursacht. Für den Kurz- und Mittelstrekkenflug wird man daher aerodynamisch eventuell etwas ungünstigere Ausführungen nach Fig. 2 und 3 vorziehen, da deren Einfachheit und Betriebssicherheit den eventuell etwas grösseren aerodynamischen Widerstand durch vier Tragflügelteile überwiegen. Die Tragflügel 701 und 702 haben, wie üblich, Querruder 709.
Im oberen Teil von Fig. 13 sieht man einen Träger, z.B. 602 nach Fig. 10 oder 11. Er ist zweiteilig gegabelt und enthält in den Gabelzweigen die Fluidleitungen 801 und 802. Die Enden der Gabelzweige 602 sind als Schwenklagerhülsen 803 ausgebildet, in denen die Schwenklagerkörper 804 des Fluidmotors 805 schwenkbar gelagert sind. Der Fluidmotor 805 kann daher in dem Träger 602 schwenken.
Die Fluidleitungen führen von dem Träger 602 durch die Schwenklagerkörper 804 in den Fluidmotor 805 hinein und bei der Rückleitung aus ihm heraus. An der Welle des Fluidmotors ist die Propellerhalterung 815 angebracht. Durch sie hindurch kann sich die Klappvorrichtung 806 ertrecken, die durch Gelenke 808, 809 und 810 mit den Klappflügelteilen 811 und 812 des Propellers 811, 812 gelenkig verbunden sein kann. Durch Axialbewegung der Vorrichtung 806 können die Propellerflügel 811, 812 wahlweise spitz nach vorne eingeklappt oder radial nach aussen zur üblichen Propellerform ausgeklappt werden. Zur Lagerung des Klappvorganges sind die Propellerflügel 811, 812 in den Lagern 813 und 814 der Propellerhalterung 815 gelagert. Der Antrieb der Vorrichtung 806 kann z.B. durch elektrische oder hydraulische Fernbedienung erfolgen.
Ebenso erfolgt der Antrieb der Schwenkung des Fluidmotors 805 mit seinen Lagerkörpern 804 in den Lagerhülsen 803 der Trägergabel 602 durch elektrische oder hydraulische Fernbedienung über Fluidzylinder oder besser über Motoren und Gewindespindeln mit entsprechenden Gewidebuchsen.
In Fig. 14 und 15 ist eine weitere beispielhafte Ausführung der Befestigung von Tragflügelteilen am Traggerippe dargestellt. Die Fluidleitungen 463, 464, 465 und 466 sind hier an den Kanten eines Quadrates angeordnet, z.B.
derart, dass die Fluidleitungen unverbogen direkt an die Anschlüsse des Fluidmotors 461 gerade angeschraubt werden können. Die gerade Fluidleitung hat den grossen Vorteil der einfachen inneren Reinigungsmöglichkeit und ausserdem ist sie billig, da das Biegen fortfällt. Die Rohrleitungen des Traggerippes werden von oben und von unten von parallel zur Flugrichtung verlaufenden Leichtstoffplatten 467 um griffen. Die Leichtstoff-Halbplatten 467A und 467B werden durch eine Überlegplatte 467D miteinander verschraubt oder vernietet, so dass das Traggerippe fest von den Plattenteilen 467 umgriffen ist und die genannten Platten 467 fest am Traggerippe 463 bis 466 gehalten sind.
Die Aussenhaut 468 der Tragfläche 469 wird an den genannten Platten 467 befestigt und erhält durch sie die Tragflügel-Profilform. 462 ist der vom Fluidmotor 461 getriebene Propeller, Fig. 14 ist ein Schnitt durch Fig. 15 entlang der Schnittlinie XIV XIV.
(Weitere Einzelheiten sind in 50 Millionen Wörtern in der einschlägigen Literatur des Erfinders und in seinen Prüfungsberichten enthalten. Die vorliegenden Unterlagen enthalten daher nur wenige der Ausführungsbeispiele. Die Angaben von Grössen und Leistungen einzelner Ausführungsbeispiele dienten dazu, dem Leser einen Eindruck in technische Einzelheiten zu geben. Doch hat die Nennung von technischen Daten in diesen Unterlagen nicht den Zweck, den Eindruck zu erwecken, dass z.B. die Ausführungen nach Fig. 2 und 3 nur in der Grösse und Leistung geplant seien, wie als Beispiele in den technischen Daten angegeben. Vielmehr gehören zu den einzelnen Figuren Ausführungen verschiedener Baugrössen und auch Abwandlungen je nach Verwendungszweck oder Aufgabe des betreffenden Senkrechtstarters.
Von der Beschreibung von Wirkungen und Teilen von Hilfsaggregaten und Zusatzgeräten musste abgesehen werden, um die Beschreibung in diesen Unterlagen auf das Wesentliche zu beschränken. Eine Kurzzusammenfassung der Flugtechnik befindet sich im bereits genannten Handbook of my Flight-Technology . Antriebsaggregate, Hydropumpen, Hydromotoren und Prototypen gemäss Fig. 2 und 3 können vom Erfinder käuflich erworben werden. Die genannte einschlägige Literatur des Erfinders ist am Ende des genannten Handbuches aufgeführt.)