CN102616376A - 复合转子 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于飞行器的复合转子。为了提供设计简单且由此还轻并且还可成本有利地制造的复合转子供使用，用于飞行器的复合转子具有马格纳斯转子、横流转子和导向装置。马格纳斯转子可通过第一驱动装置以绕马格纳斯转子轴线旋转的方式来驱动并且具有封闭的侧面。横流转子以绕旋转轴线旋转的方式来保持并且具有轴向地伸延的转子叶群，其可通过第二驱动装置以绕旋转轴线旋转的方式来驱动并且其关于相切的角位置固定地来构造。马格纳斯转子布置在横流转子之内，并且马格纳斯转子轴线在旋转轴线的方向上伸延。导向装置具有罩壳区段，其在周向上部分地围绕横流转子，其中，罩壳区段具有调节机构并且至少关于马格纳斯转子轴线构造成可摆动的。此外，罩壳区段可这样取向使得横流转子产生推进力并且在马格纳斯转子处这样引起横向绕流使得产生根据马格纳斯效应的力，其作为升力起作用。

Description

复合转子

技术领域

本发明涉及一种用于飞行器(Lufttahrzeug)的复合转子(Hybridrotor)、一种带有复合转子的飞行器、复合转子在飞行器中的一种应用以及一种用于使飞行器飞行的方法。

背景技术

复合转子(也称为混合式转子)表示由两个不同的转子类型或转子系统的组合。在飞行器(例如飞机)中这样使用复合转子，即，使两个转子类型或转子系统得到不同的任务。例如，从文件DE 10 2007009951 B3中已知一种飞行设备在其中旋转的柱体(Zylinder)提供上升力(Auftrieb)，而摆线推进器(Zykloidalpropeller)负责可操纵性和推力(Vortrieb)。旋转的柱体也已知为弗莱脱纳转子(Flettnerrotor)，在该转子中转动的柱体被置于绕流

中，由此产生横向于绕流方向指向的力。该所产生的力基于马格纳斯效应并且因此也被称为马格纳斯力。然而显示出，摆线推进器的推进器元件的操控在技术上是高成本的。

发明内容

因此存在提供一种复合转子供使用的需求，其设计简单并由此还很轻并可成本有利地制造。

这通过根据独立权利要求之一的复合转子、飞行器、复合转子在飞行器中的应用以及方法来实现。在从属权利要求中示出示例性的实施形式。

根据本发明的示例性的实施形式设置有用于飞行器的复合转子，其具有马格纳斯转子、横流转子和导向装置。马格纳斯转子可通过第一驱动装置以绕马格纳斯转子轴线旋转的方式来驱动并且具有封闭的侧面(Mantelflaeche)。横流转子以绕旋转轴线旋转的方式来保持并且具有轴向地伸延的转子叶的群(Vielzahl)，其可通过第二驱动装置以绕旋转轴线旋转的方式来驱动并且其关于相切的角位置固定地构造。马格纳斯转子布置在横流转子之内，并且马格纳斯转子轴线在旋转轴线的方向上伸延。导向装置具有罩壳区段，其在周向上部分地围绕横流转子，其中，罩壳区段具有调节机构并且至少关于马格纳斯转子轴线构造成可摆动的。罩壳区段可这样取向使得横流转子产生推进力(Vortriebskraft)并且在马格纳斯转子处这样引起横向绕流使得产生根据马格纳斯效应的力，其作为升力(Auftriebskraft)起作用。

由此可能的是，通过复合转子产生两个对于飞行器所必需的力，即，推进力和升力。在此，横流转子由于其固定的转子叶(其在横流转子的转动期间其不改变其相切的角位置，其即以相对于转子的旋转中心始终相同的取向围绕转子在圆形轨道上运动)尽可能简单地来设计，也就是说，横流转子可简单地来设计并且为转子的重量最小化做出贡献。除了产生推进力的功能之外，横流转子与导向装置相组合还获得第二功能，即，在马格纳斯转子处引起横向绕流，以便可以这样说作为带有旋转的马格纳斯转子的推力发生器(Schuberzeuger)提供尽可能大的升力供使用。由此，通过导向装置的罩壳区段的可调节性提供一种复合转子供使用，其产生可调整的升力和推进力并且因此适合于飞行器。

与根据现有技术的可垂直起飞的飞机(例如所谓的摆动转子构造(Schwenkrotorkonfiguration)，例如V22-鱼鹰)相比，根据本发明的飞行器提供更简单的机械的解决方案和更高的飞行安全性，尤其在巡航(Reiseflug)与起飞或降落之间的过渡阶段中。

根据本发明，马格纳斯转子为旋转对称的空心体，其通过马格纳斯效应引起空气流动的偏转。

根据本发明，横流转子引起循环流动。它为旋转的空气流动，其同时与线性的空气流动叠加，线性的空气流动同样由横流转子引起或者也通过在飞行过程期间飞行器在空气中的运动引起。

旋转的空气流动和线性的空气流动形成组合流动，其在置于组合流动中的几何体处产生马格纳斯效应。该体因此也称为马格纳斯体或马格纳斯转子。

在组合流动中，附加地也可由此产生或支持旋转的空气流动，即，以旋转的方式驱动马格纳斯转子。马格纳斯体或马格纳斯转子的转动可导致马格纳斯效应的更强的体现。

对于马格纳斯效应决定性的是，在马格纳斯转子的表面与带有所提及的横向环流或横向绕流和循环流动的组合流动之间的相对运动。

应明确指出的是，例如固定的马格纳斯转子或马格纳斯体、例如固定的柱体由于旋转的横流转子和组合流动已经可引起马格纳斯效应。

例如，马格纳斯转子构造有在转动轴线上保持相同的圆形的横截面(直径)，即马格纳斯转子在几何的意义上为柱体或柱形体。

例如，马格纳斯转子构造有在转动轴线上均匀变化的(圆形的)直径，也就是说，例如平截圆锥体(Kegelstumpf)。

例如，马格纳斯转子构造有在转动轴线上抛物线形地增加并且又减小的(圆形的)直径，例如以球体的形式。

例如，马格纳斯转子也可由不同的平截圆锥体区段和/或柱体区段组合在一起。

根据本发明的另一方面，马格纳斯转子轴线平行于横流转子的旋转轴线伸延。

根据本发明的另一方面，马格纳斯转子与横流转子同心地布置。

根据本发明的另一方面，马格纳斯转子轴线倾斜于横流转子的旋转轴线伸延，其中，马格纳斯转子轴线例如与旋转轴线撑开平面。

根据本发明的另一方面，复合转子具有转子轴线，其中，马格纳斯转子的马格纳斯转子轴线形成该转子轴线。

根据本发明的另一方面，马格纳斯转子、例如柱体和横流转子绕转子轴线旋转。就此而言，在几何的意义上使用概念转子轴线。

根据本发明的另一方面，经由第一轴驱动马格纳斯转子，并且经由第二轴驱动横流转子，其中，第一和第二轴例如同心地布置，例如处于相互交织(ineinander)。

根据本发明的另一方面，可在横流转子的旋转方向上驱动马格纳斯转子。

根据另一方面，可与横流转子的旋转方向相反地驱动马格纳斯转子，例如以产生有目的的输出(Abtrieb)。

根据另一方面，也可在相反的方向上驱动横流转子和马格纳斯转子，例如为了制动目的。

根据本发明的另一方面，在马格纳斯转子处产生的根据马格纳斯效应的力(也称为马格纳斯力)为升力和/或推进力。

根据本发明的另一方面，横流转子产生横向于马格纳斯转子轴线伸延的流动。

根据本发明的另一方面，横流转子与导向装置一起形成横流鼓风机

根据本发明的另一方面，横流鼓风机用作推力发生器。

根据本发明的示例性的实施形式，罩壳区段在面对横流转子的一侧上具有圆弧形。

根据本发明的另一方面，罩壳区段在马格纳斯转子的整个长度上构造有相同的横截面形状。

根据本发明的替代的方面，罩壳区段在马格纳斯转子的长度上具有不同的横截面形状。由此例如可能根据关于飞行器的相应位置提供横流转子的附加的空气动力学特性供使用。

根据本发明的另一方面，罩壳区段在横截面中(也就是说横向于马格纳斯转子轴线观察)具有圆弧段形状。

根据本发明的另一方面，罩壳区段在背对横流转子的一例上具有可调节的成形元件(Profilelement)，借助于其可改变在背对侧上的横截面形状，用于改进空气动力学特性。例如，根据摆动位置进行改变。

根据本发明的另一方面，在马格纳斯转子的侧面与转动的转子叶之间在径向上设置间距，其取决于马格纳斯转子的直径。

例如，马格纳斯转子的直径是刚好如侧面到转子叶的间距那么大直至两倍那么大。

根据另一示例，马格纳斯转子的直径与到转子叶的间距的比例为2∶1。

根据本发明的方面，可自由选择转子叶的轮廓高度和定位角，其中，这两个参数在作用方面彼此相关。此外，可确定横流转子的直径。而转子叶的数量与横流转子的直径和轮廓高度相关。如果确定了这些尺寸，那么也已知横流转子的内径，即，转子叶与中心点的间距。然后从以上提及的在马格纳斯转子的侧面与转子叶之间的间距与马格纳斯转子的直径的比例中得出马格纳斯转子(例如柱体)的直径。

根据本发明的示例性的实施形式，转子叶在横截面中相应具有带有凹侧和凸侧的弯曲的形状，其中，凹侧面对马格纳斯转子。

根据本发明的另一方面，设置有至少两个、优选地16个转子叶。

根据本发明的示例性的实施形式，转子叶在横截面中相应具有与径向成15°至70°的角度。

根据本发明的另一方面，转子叶在横截面中相应具有与径向成30°的角度。

概念径向指的是在马格纳斯转子轴线和转子叶的横截面的中心之间的连接线，而对于弯曲的横截面形状，在横截面中的方向指的是切向。

如已经提及的那样，在横流转子转动期间，转子叶不改变其角度。

根据本发明的另一方面，转子叶在轴向上平行于旋转轴线伸延，也就是说，其具有与旋转轴线恒定的间距。

根据本发明的另一方面，转子叶在轴向上倾斜于旋转轴线伸延，其中，转子叶具有与旋转轴线增加的或减小的间距，也就是说，转子叶相应在带有旋转轴线的平面中伸延，然而倾斜于旋转轴线。

根据本发明的示例性的实施形式，马格纳斯转子为柱体并且在其端部的区域中相应具有伸出超过柱面的端板(Endscheibe)。概念柱面指的是柱体的侧面或周面。

根据本发明的另一方面，板构造在柱体的端侧的端部处。

根据本发明的另一方面，端板与柱体一起旋转；例如板直接固定在柱体处。

根据本发明的示例性的实施形式，柱体具有板的群，其布置在端板之间，其中，板具有比侧面更大的直径。

根据另一方面，所提及的板设置在马格纳斯转子中，马格纳斯转子具有另一旋转对称的形状。

根据本发明还设置有飞行器，其具有机身区域和根据以上所描述的实施例和方面中的一个的至少一个复合转子。在此，至少一个复合转子的马格纳斯转子和横流转子保持在机身区域处。此外，设置有用于使至少一个复合转子的马格纳斯转子旋转的第一驱动装置和用于使至少一个复合转子的横流转子旋转的第二驱动装置。马格纳斯转子轴线横向于飞行方向布置，例如以在大约30°与150°、优选地45°至135°、进一步优选地80°至100°之间的角度，例如90°。

由此可能提供一种飞行器供使用，在其中复合转子承担推进的功能和上升的功能。换句话说，与带有机翼

和例如螺旋桨驱动(Propellerantrieb)的传统的飞机相比，复合转子承担用于推进的螺旋桨的功能和用于上升的机翼的功能。

根据本发明的另一方面，存在附加的机翼。

根据本发明的另一方面，为了控制飞行器设置有水平尾翼和垂直尾翼(Seitenleitwerk)，例如在机身区域的后部的区域中。

根据本发明的另一实施例，飞行器具有纵轴线并且在纵轴线两侧相应设置有根据前述实施例和方面中的一个的至少一个复合转子。

根据本发明的另一方面，设置有至少两个复合转子，其布置在纵轴线的相对的侧上，其中，该至少两个复合转子彼此间隔开并且形成驱动对或驱动组。

根据本发明的另一方面，为了控制飞行器，每个复合转子设置不同的转速，也就是说，通过复合转子的不同的操控可在纵轴线的两侧上产生不同的升力和推进力。

根据本发明的另一实施例，设置有根据前述实施例和方面中的一个的至少两个在纵向上间隔开的复合转子。

根据本发明的另一方面，在纵向上设置有至少两个驱动对或两个驱动组。

本发明也包括根据以上描述的实施例和方面中的一个的复合转子在飞行器中的应用。

根据本发明的另一方面还设置有带有根据以上提及的实施例和方面中的一个的复合转子的飞行器的应用。

根据本发明的另一实施例，设置有用于使飞行器飞行的方法，其包括以下步骤：

a)使马格纳斯转子绕马格纳斯转子轴线转动，其中，马格纳斯转子具有封闭的侧面以产生根据马格纳斯效应的力；

b)使横流转子绕旋转轴线转动，横流转子具有轴向地伸延的转子叶群，其关于相切的角位置固定地构造，其中，飞行器的横流转子的转动产生推进力，其横向于马格纳斯转子轴线伸延；其中，马格纳斯转子布置在横流转子之内并且旋转轴线在马格纳斯转子轴线的方向上伸延；以及

c)使导向装置的罩壳区段取向，罩壳区段在周向上部分地围绕横流转子，通过使罩壳区段关于马格纳斯转子轴线这样摆动使得通过横流转子在马格纳斯转子处引起横向绕流，借助于横向绕流产生根据马格纳斯效应的力。

根据本发明的另一方面，利用马格纳斯转子的转动产生升力。

根据本发明的另一方面，利用马格纳斯转子的转动也产生推进力，其支持通过横流转子产生的推进力。

根据本发明的另一方面，通过这两个转子类型产生具有升力向量和推力向量的力。

根据本发明的另一方面，这样设置马格纳斯转子的横向绕流使得产生根据马格纳斯效应的力，其作用在飞行器处。

根据本发明的另一方面，根据马格纳斯效应的力为推进力和/或升力，如以上已经提及的那样。

根据本发明的另一实施例，可这样分别调整马格纳斯转子的转动和横流转子的转动以及导向装置的摆动，使得可调节不同的驱动力和推进力。

用于控制的方案在此例如包括以下方面：

1.横流转子的转速影响流经的空气的速度且由此影响推力(Schub)。

2.马格纳斯转子的转速影响绕流的空气的偏转且由此通过马格纳斯效应也影响升力。

3.可摆动的导向板(Leitblech)影响环流和流经复合转子的空气的方向并且由此影响合力的方向(由推力和升力组成)。

因此，所提及的调整可能性使转速改变成为可能，其影响力的大小。导向板的调节影响力的方向。

根据本发明的另一方面，可调节不同的飞行方向。

根据本发明的另一方面，这样调节导向装置使得产生竖直的升力和推进力，其使飞行器的垂直起飞或短起飞(Kurzstarten)(也就是说，以极小的起飞距离起飞)成为可能。

应指出的是，装置的实施例和方面的特征也适用于方法的实施形式以及装置的应用，并且反之亦然。此外，也可使在其中未明确提及的特征自由地相互组合。

附图说明

接下来根据附图详细研究本发明的实施例。其中：

图1显示了带有根据本发明的实施例的复合转子的飞行器；

图2以示意性的横截面显示了根据本发明的复合转子；

图3显示了图2的复合转子的局部；

图4显示了带有根据本发明的复合转子的飞行器的另一实施形式；

图5显示了根据本发明的复合转子的另一实施形式；

图6显示了带有根据本发明的复合转子的飞行器的另一实施形式；

图7显示了带有根据本发明的复合转子的飞行器的另一实施形式；

图8显示了带有根据本发明的复合转子的飞行器的另一实施形式；

图9以剖面图显示了根据本发明的复合转子的另一实施形式；

图10显示了根据本发明的复合转子的另一实施形式；以及

图11显示了用于使带有根据本发明的实施例的复合转子的飞行器飞行的方法。

具体实施方式

在图1中以斜视图显示了飞行器10。飞行器10具有机身区域12和至少一个复合转子14。例如，设置有两个复合转子，在机身区域的一例上相应布置其中的一个。此外，飞行器10在机身区域的后部区域中具有垂直尾翼16以及水平尾翼18。

在图1中显示的飞行器10例如构造成飞机，其中，除了小型客机之外也设置有用于乘客的大型飞机以及还有运输机和其它飞机类型。

根据本发明的另一方面(其然而未详细示出)，飞行器也可为其它的行驶器类型(Fahrzeugtyp)，例如飞船。

参考图1，复合转子14具有马格纳斯转子、横流转子和导向装置，然而在此其未详细地设有附图标记，而是在接下来的附图中进一步阐述。

至少一个复合转子的马格纳斯转子和横流转子保持在机身区域处。此外，飞行器10具有用于使至少一个复合转子的马格纳斯转子旋转的第一驱动装置20和用于使至少一个复合转子的横流转子旋转的第二驱动装置22。在图1中设有附图标记24的马格纳斯转子轴线横向于飞行方向布置，飞行方向在图1利用箭头26指出。

根据本发明的另一方面(其同样在图1中示出)，飞行器10具有纵轴线28并且在纵轴线28两侧相应设置有至少一个复合转子14。

在在图6、7和8中在复合转子的布置和数量方面探讨其它实施例之前，应根据图2继续详细阐述复合转子14。

在图2以示意性的剖面图显示了复合转子14。用于飞行器的复合转子14具有马格纳斯转子30、横流转子32和导向装置34。

马格纳斯转子30可通过驱动装置以绕其马格纳斯转子轴线旋转的方式来驱动并且具有封闭的侧面36。马格纳斯转子轴线利用附图标记38表示。

应指出的是，复合转子14包括马格纳斯转子30、横流转子32和导向装置34。虽然关联地提及第一和第二驱动装置20、22，然而在所描述的实施形式中其不为根据本发明的复合转子14的直接的组成部分。

根据另一方面，除了马格纳斯转子30和横流转子32以及导向装置34之外，复合转子14还包括第一驱动装置20和第二驱动装置22。

例如，可通过第一驱动装置20(其在图1中提及，然而在该处未详细示出)驱动马格纳斯转子30。

横流转子32以绕旋转轴线旋转的方式来保持并且具有轴向地伸延的转子叶42的群40，其可通过驱动装置以绕旋转轴线旋转的方式来驱动。例如，可通过第二驱动装置22(其已结合图1被提及)驱动转子叶42。

马格纳斯转子30布置在横流转子32之内，并且马格纳斯转子轴线38在旋转轴线的方向上伸延。

例如，马格纳斯转子轴线38平行于旋转轴线伸延。

根据本发明的一个方面，马格纳斯转子30与横流转子32同心地布置。

根据未示出的实施例，马格纳斯转子30布置在横流转子32之内，其中，相应的转动轴线彼此错置。在此，转动轴线相互可具有角度并且例如可处于一个平面中。

转子叶42关于相切的角位置固定地构造。相切的角位置理解为转子叶相应相对于切线所占据的角度。如在图3中所示，转子叶42具有在例如弯曲地构造的转子叶42的两个外部的点之间的连接线44。在横流转子转动时，转子叶42沿着圆形轨道46绕作为中心或转动轴线的马格纳斯转子轴线实施运动。转动轴线或马格纳斯转子轴线38可与转子叶42的所设想的中心48相连接，这通过径向地伸延的连接线50示出。垂直于该连接线50示出切线52。转子叶42利用其取向(其通过线44指出)具有角位置54，其在图3中附加地利用符号α表示。

应指出的是，虽然矢量(Richtungsgerade)44未伸延穿过转子叶的所设想的中心，从而矢量44也不在转子叶的中心48与切线52相交，然而平行于矢量44伸延的线将占据与切线52相同的角度54。

根据所显示的实施例，转子叶42在轴向上平行于旋转轴线伸延，也就是说，其具有与旋转轴线恒定的间距。

根据本发明的另一未详细显示的方面，转子叶42在轴向上倾斜于旋转轴线伸延，其中，转子叶具有与旋转轴线增加的或减小的间距，也就是说，转子叶相应在带有旋转轴线的平面中伸延，然而倾斜于旋转轴线。

在图2中显示的导向装置34具有罩壳区段56，其在周向上部分地围绕横流转子。罩壳区段56具有调节机构58，利用该调节机构58罩壳区段56构造成可至少关于马格纳斯转子轴线38摆动，这利用双箭头符号60指出。

根据本发明的另一方面，调节机构具有一个或多个执行器或者另外的驱动器，以进行摆动或保证在相应到达的位置中的锁止，然而这未详细显示。

如在图2中通过象征性的流动箭头62所指出的那样，罩壳区段56可这样取向，使得横流转子32引起推进力64(其象征性地利用箭头示出)并且同时引起在马格纳斯转子处的横向绕流，这利用箭头符号66指出。

如在图2中通过转动箭头68所指出的那样，横流转子的转动顺时针进行，这此外也已经通过转子叶的位置得出。

此外，利用马格纳斯转子转动箭头70指出，在所显示的实施例中马格纳斯转子同样顺时针旋转。

通过马格纳斯转子的转动70和横向绕流66产生根据马格纳斯效应的力72。力72以补充推进力64的方式引起复合转子的升力74。

如未详细显示的那样，通过第一轴驱动马格纳斯转子，而通过第二轴驱动横流转子，第一轴和第二轴例如同心地布置，例如交织地伸延。

横流转子32与导向装置34一起形成横流鼓风机，其产生横向于马格纳斯转子轴线38伸延的流动。

如此外可在图2中识别出的那样，罩壳区段具有面对横流转子的一侧76。面对横流转子的该侧76具有圆弧形状，其与环绕的转子叶42相关联。

根据一个实施形式，罩壳区段56在马格纳斯转子的整个长度上构造有相同的横截面。对此替代地还设置成，罩壳区段在马格纳斯转子的长度上可具有不同的横截面形状，然而这未详细显示。

在图4中显示了另一实施例，在其中，以示意性的且非常简化的前视图显示出飞行器10。如可识别出的那样，位于附图右侧的复合转子14(也就是说，关于飞行方向左舷侧的复合转子)具有马格纳斯转子30和横流转子32。此外，存在导向装置34，然而这未详细示出。

在图5a中显示了带有马格纳斯转子30的复合转子14，马格纳斯转子30例如构造成柱体。

根据本发明的另一方面(然而其未详细显示)，马格纳斯转子构造成平截圆锥体或者由不同的平截圆锥体区段和/或柱体区段组合在一起。例如，马格纳斯转子也可具有其它的旋转对称的形状或其它的旋转对称的形状的区段，例如球形的形状(如球体)。

根据在图5b中显示的另一实施例，马格纳斯转子30为柱体并且在其端部76的区域中相应具有伸出超过柱面的端板78。例如，端板78构造在柱体的端侧的端部处并且与柱体一起旋转。

根据在图5c中示出的另一实施例，马格纳斯转子30的柱体具有板82的群80，其布置在两个端板之间，其中，板82具有比侧面36更大的直径。

如在图5c中所示，端板78和板82具有相同的直径。根据另一实施例(然而其未显示出)，板82具有不同于在端部处的板78的直径，例如更小的直径。此外，另外设置成，在另一实施例(其同样未示出)中，板82具有不同的直径，例如朝向机身区域变小。

在图6中示出另一方面。根据实施例，飞行器10构造有复合转子14，其例如设置在机身12之上并且从机身区域两侧伸出(wegstehen)或超出(überstehen)。

根据另一实施例，飞行器10构造有两个复合转子14，其在纵向上彼此间隔开。如在图7中示意性所示，布置有两个相应明显伸出超过机身12的侧向区域的复合转子14。

根据另一实施例，所显示的复合转子14也可构造成相应两个紧邻布置的复合转子14，这在图14中对于后面的复合转子14示例性地通过接缝83指出。

根据另一实施例(其已经在图1中示出)，垂直于纵轴线28设置有至少两个复合转子14，其布置在纵轴线28的相对侧上，其中，该至少两个复合转子彼此间隔开，例如通过处于其之间的机身区域12，并且形成驱动对或驱动组84。

在图8中显示了一个实施例，在其中飞行器10在纵向上具有两个驱动对或驱动组84。

在图9中显示了横流转子32的另一实施例。在所显示的实施例中，横流转子32具有16个转子叶42。

根据另一实施例设置有至少两个转子叶42，然而这未详细示出。

转子叶在横截面中相应具有带有凹侧86和凸侧88的弯曲的形状。如可识别出的那样，凹侧86面对马格纳斯转子30。

根据本发明的另一方面，转子叶的横截面形状在其长度的走向中(也就是说在飞行器的宽度上)变化。

马格纳斯转子30在图9中仅仅象征性地表示并且尤其在其尺寸上也可相对于横流转子不同地构造。

如已经结合图3所阐述的那样，转子叶在横截面中具有与径向的角度54。例如，该角度54的值处于大约15°至70°的范围中。

如在图9中所示，根据一实施例，转子叶相应具有与径向30°的角度。

根据本发明的另一方面(未详细显示)，在马格纳斯转子的侧面和转动的转子叶之间在径向上设置有间距，其取决于马格纳斯转子的直径。

例如，马格纳斯转子的直径是刚好如侧面到转子叶的间距那么大至两倍那么大。

根据另一示例，马格纳斯转子的直径与到转子叶的间距的比例为2∶1。

根据本发明的另一方面，在径向上在转动的转子叶42与侧面36之间设置有间距89，其为转子叶42的轮廓高度87的一倍至两倍。

如已经提及的那样，根据与图9不同的另一示例，该间距为马格纳斯转子的直径的尺寸的一倍至一半。

根据本发明的另一方面，转子叶42具有直径85，其为转子叶42的轮廓高度87的五倍至八倍。

根据本发明的另一方面，设置有转子叶42的周缘间距83，其至少与转子叶42的轮廓高度87一样大。

例如，原理上可自由选择转子叶的轮廓高度、周缘间距以及数量。然后例如在应用优选的比例“马格纳斯转子间距/直径”时由此得到马格纳斯转子直径和在马格纳斯转子的侧面与转子叶之间的间距。

如以上已经提及的那样，例如设置成，可独立于横流转子的转速来操控或调节马格纳斯转子的转速以及旋转方向。

此外，在图9中示意性地表示导向板56，尤其在尺寸或结构上的构造方面。

在图10中显示了复合转子的另一实施例，在其中，导向装置34的罩壳区段56具有背对横流转子的一侧90，在该侧90处设置有可调节的成形元件92，借助于成形元件92可改变在背对侧90上的横截面形状，这通过双箭头94象征性地表示。应指出的是，成形元件92仅仅在右边的区域中示出，然而同样也可设置在导向装置34的左边(也就是说在使用图2中的流线的情况下关于飞行方向)的、前部的区域中。例如根据导向装置的摆动位置进行横截面形状的改变。

根据本发明还设置有用于使飞行器飞行的方法100，其在图11中示出并包括以下步骤：

-在步骤a)中设置有马格纳斯转子绕马格纳斯转子轴线的转动110，其中，为了产生根据马格纳斯效应的力112马格纳斯转子具有封闭的侧面。

-在步骤b)中设置有横流转子绕旋转轴线的转动114，横流转子具有轴向地伸延的转子叶的群，其关于相切的角位置固定地构造，其中，飞行器的横流转子的转动产生推进力116，其横向于马格纳斯转子轴线伸延。

在此，马格纳斯转子布置在横流转子之内并且旋转轴线在马格纳斯转子轴线的方向上伸延。

-在步骤c)中设置有导向装置的罩壳区段的取向118，罩壳区段在周向上部分地围绕横流转子，对此罩壳区段关于马格纳斯转子轴线的摆动这样设置，使得通过横流转子在马格纳斯转子处引起横向绕流122，借助于横向绕流122产生根据马格纳斯效应的力112。

根据本发明的另一方面，三个步骤a)、b)和c)同时进行，或步骤c)根据需要进行。

根据本发明的另一方面，通过马格纳斯转子的转动110产生升力。根据本发明的另一方面，利用马格纳斯转子的转动同样地或替代地产生推进力。

因此，关于飞行器，即产生两个力，即，根据马格纳斯效应的力112和推进力116。

根据另一实施例(这在图11中通过虚线和矩形图示表示)，产生力122，其具有升力向量和推力向量。

根据本发明的另一方面(其然而在图11中未详细示出)，马格纳斯转子的转动110和横流转子的转动114以及导向装置的摆动120可这样分别调整，使得可调节不同的驱动力和推进力或者说不同的驱动力向量分量和推进力向量分量。

根据另一方面由此可调节不同的飞行方向，其中，应尤其强调的是，导向装置可这样调节，使得产生竖直的升力和推进力，其使飞行器的垂直起飞或短起飞(也就是说，带有极小的起飞距离的起飞)成为可能。

可以不同的方式组合以上描述的实施例。尤其地，装置的方面也可用于方法的实施形式以及装置的应用，并且反之亦然。

补充地应指出的是，“包括”不排除其它的元件或步骤，而“一”或“一个”不排除多个。此外，应指出的是，参考以上实施例中的一个所描述的特征或步骤也可与以上描述的其它实施例的其它特征或步骤相组合地使用。在权利要求中的附图标记不应视为限制。

Claims (12)

1.一种用于飞行器的复合转子(14)，其带有

-马格纳斯转子(30)；

-横流转子(32)；和

-导向装置(34)；

其中，所述马格纳斯转子能够通过第一驱动装置(20)以绕马格纳斯转子轴线(38)旋转的方式来驱动并且具有封闭的侧面(36)；

其中，所述横流转子以绕旋转轴线旋转的方式来保持并且具有轴向地伸延的转子叶(42)的群(40)，所述转子叶(42)能够通过第二驱动装置(22)以绕所述旋转轴线旋转的方式来驱动并且其关于相切的角位置(54)固定地来构造；

其中，所述马格纳斯转子布置在所述横流转子之内，并且所述马格纳斯转子轴线在所述旋转轴线的方向上伸延；

其中，所述导向装置具有罩壳区段(56)，其在周向上部分地围绕所述横流转子；其中，所述罩壳区段具有调节机构(58)并且至少关于所述马格纳斯转子轴线构造成可摆动的；

其中，所述罩壳区段能够这样取向使得所述横流转子产生推进力(64)并且在所述马格纳斯转子处这样引起横向绕流(66)使得产生根据马格纳斯效应的力(72)，其作为升力起作用。

2.根据权利要求1所述的复合转子，其特征在于，所述罩壳区段在面对所述横流转子的一侧上具有圆弧形状。

3.根据权利要求1或2所述的复合转子，其特征在于，所述转子叶在横截面中相应具有带有凹侧(86)和凸侧(88)的弯曲的形状；其中，所述凹侧面对所述马格纳斯转子。

4.根据权利要求1、2或3所述的复合转子，其特征在于，所述转子叶在横截面中相应具有与径向成15°至70°的角度(54)。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的复合转子，其特征在于，所述马格纳斯转子为柱体并且在其端部(76)的区域中相应具有伸出超过柱面的端板(78)。

6.根据权利要求5所述的复合转子，其特征在于，所述柱体具有板(82)的群(80)，所述板(82)布置在两个所述端板之间，其中，所述板具有比所述侧面更大的直径。

7.一种飞行器(10)，其具有：

-机身区域(12)；

-至少一个根据前述权利要求中任一项所述的复合转子(14)；

其中，至少一个所述复合转子的马格纳斯转子和横流转子保持在所述机身区域处；

其中，设置有用于使至少一个所述复合转子的马格纳斯转子(30)旋转的第一驱动装置(20)和用于使至少一个所述复合转子的横流转子(32)旋转的第二驱动装置(22)；

其中，所述马格纳斯转子轴线横向于飞行方向(26)布置。

8.根据权利要求7所述的飞行器，其特征在于，所述飞行器具有纵轴线(28)并且在所述纵轴线两侧相应设置有至少一个根据权利要求1至6中任一项所述的复合转子。

9.根据权利要求7或8所述的飞行器，其特征在于，设置有至少两个在纵向上间隔开的根据权利要求1至6中任一项所述的复合转子。

10.根据权利要求1至6中任一项所述的复合转子在飞行器中的一种应用。

11.一种用于使飞行器飞行的方法(100)，其包括以下步骤：

a)使马格纳斯转子绕马格纳斯转子轴线转动(100)；其中，所述马格纳斯转子具有封闭的侧面以产生根据马格纳斯效应的力(112)；

b)使横流转子绕旋转轴线转动(114)，所述横流转子具有轴向地伸延的转子叶群，其关于相切的角位置固定地构造；其中，所述飞行器的横流转子的转动产生推进力(116)，其横向于所述马格纳斯转子轴线伸延；并且

其中，所述马格纳斯转子布置在所述横流转子之内并且所述旋转轴线在所述马格纳斯转子轴线的方向上伸延；以及

c)使导向装置的罩壳区段取向(118)，所述罩壳区段在周向上部分地围绕所述横流转子，通过使所述罩壳区段关于所述马格纳斯转子轴线这样摆动(120)使得通过所述横流转子在所述马格纳斯转子处引起横向绕流(122)，借助于所述横向绕流(122)产生根据马格纳斯效应的力。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述马格纳斯转子的转动和所述横流转子的转动以及所述导向装置的摆动能够这样分别调整，使得能够调节不同的驱动力和推进力。

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