-
Die Erfindung betrifft ein Fluggerät zum vertikalen Starten und Landen.
-
Die gegenwärtig bekanntesten Beispiele für derartige Fluggeräte sind einerseits Hubschrauber, andererseits Senkrechtstarter-Flugzeuge, d. h. Flugzeuge mit schwenkbaren Triebwerken. Beide Arten von Fluggeräten bieten den Vorteil, dass ihr Betrieb im Gegensatz zur Mehrzahl herkömmlicher Flugzeuge auch ohne die von Flughäfen bekannten platzaufwendigen Start- und Landebahnen möglich ist. Darüber hinaus bietet die Fähigkeit dieser Fluggeräte zum ”Schwebflug” auch Vorteile während des Einsatzes, beispielsweise bei einem Flug in zerklüftetem Gelände, bei einem langsamen Flug zur Untersuchung von Sachen am Boden und dergleichen. Während Senkrechtstarter-Flugzeuge insbesondere wegen flugtechnischer Schwierigkeiten beim Schwenken ihrer Triebwerke nahezu ausschließlich militärisch eingesetzt werden und insbesondere auf Flugzeugträgern stationiert werden, sind Hubschrauber heutzutage weit verbreitet, beispielsweise im Rettungswesen, in der Landwirtschaft zur Düngung bzw. zur Schädlingsbekämpfung, oder auch, insbesondere in großen Metropolen, als ”Lufttaxis” zum Passagiertransport.
-
Aus der
DE 27 18 178 A1 ist ein Mantelflügel-Senkrechtstarter zum vertikalen Starten und Landen bekannt. Dieser umfasst einen Flugzeugrumpf mit einem Antriebsaggregat und eine am Rumpf angebrachte Auftriebsvorrichtung. Die Auftriebsvorrichtung umfasst wenigstens eine Rotoranordnung mit einer Mehrzahl von Rotorschaufeln, die um eine zumindest beim Starten und Landen vertikale Achse drehbar gelagert und vom Antriebsaggregat in Rotation versetzbar sind zum Erzielen von Auftrieb durch Fördern eines Luftstroms nach unten. Des weiteren umfasst sie eine unter der Rotoranordnung vorgesehen, stationäre Austrittsleitschaufelanordnung mit einer Mehrzahl von Austrittsleitschaufeln.
-
Aus der
DE 1 456 031 A1 ist ein Fluggerät in der Form eines Mantelflügel-Senkrechtstarters zum vertikalen Starten und Landen bekannt mit einem Rumpf, einem Antriebsaggregat und einer in einem zentralen Schacht des Fluggeräts angeordneten Auftriebsvorrichtung. Die Auftriebsvorrichtung umfasst eine Rotoranordnung mit einer Mehrzahl von Rotorschaufeln, die um eine zumindest beim Starten und Landen im Wesentlichen vertikale Achse drehbar gelagert und von dem Antriebsaggregat in Rotation versetzbar sind zum Erzielen von Auftrieb durch Fördern eines Luftstroms nach unten, eine unter der Rotoranordnung vorgesehene stationäre Austrittsleitschaufelanordnung mit einer Mehrzahl von Austrittsleitschaufeln, sowie ein in dem zentralen Schacht des Fluggeräts angeordnetes und fest mit dem Rumpf verbundenes Gehäuse zur zentralen Lagerung der Rotorschaufeln und der stationären Austrittsleitschaufelanordnung. Diese Anordnung hat jedoch den Nachteil, dass sie lediglich eine eingeschränkte Steuerung des Fluggeräts erlaubt.
-
Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, ein Fluggerät der eingangs genannten Art mit verbesserter Steuerung bereitzustellen.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Fluggerät zum vertikalen Starten und Landen mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Das erfindungsgemäße Fluggerät umfasst einen Rumpf mit einem Antriebsaggregat sowie eine vorzugsweise oben am Rumpf angebrachte Auftriebsvorrichtung, wobei die Auftriebsvorrichtung umfasst: wenigstens eine Rotoranordnung mit einer Mehrzahl von Rotorschaufeln, die um eine zumindest beim Starten und Landen vertikale Achse drehbar gelagert und vom Antriebsaggregat in Rotation versetzbar sind zum Erzielen von Auftrieb durch Fördern eines Luftstroms nach unten; und eine unter der Rotoranordnung vorgesehene, stationäre Austrittsleitschaufelanordnung mit einer Mehrzahl von Austrittsleitschaufeln.
-
Ferner ist gemäß der Erfindung vorgesehen, dass die Auftriebsvorrichtung eine Tragscheibe, die mittels eines Tragscheibenkopfes am Rumpf angebracht ist, umfasst, wobei die Austrittsleitschaufeln im unteren Bereich der Tragscheibe radial nach außen verlaufend befestigt sind und die Rotorschaufeln an einem darüber liegenden Bereich der Tragscheibe drehbar gelagert sind. Durch die gemeinsame Anbringung an der Tragscheibe können die Rotorschaufeln und die Austrittsleitschaufeln bei einer strömungsmechanischen Optimierung des erfindungsgemäßen Fluggeräts gut aufeinander abgestimmt werden.
-
Um eine Steuerung des erfindungsgemäßen Fluggeräts zu ermöglichen, ist erfindungsgemäß ferner vorgesehen, dass der Tragscheibenkopf mittels eines Kugelgelenks am Rumpf angebracht ist, wobei vorzugsweise ein mit dem Tragscheibenkopf verbundener Kugelkopf in einer am Rumpf vorgesehenen Kugelpfanne aufgenommen ist. Auf diese Weise kann die gesamte Tragscheibe, an der die Rotorschaufeln gelagert und die Austrittsleitschaufeln sowie ggf. die Eintrittsleitschaufeln befestigt sind, gegenüber dem Rumpf gekippt werden, beispielsweise zum Kurven- bzw. Geradeausflug. Es versteht sich, dass eine Kugelgelenkverbindung grundsätzlich auch mit einer im Tragscheibenkopf gebildeten Kugelpfanne und einem oben am Rumpf befestigten Kugelkopf möglich ist.
-
Da der Luftstrom von den Rotorschaufeln nicht exakt vertikal nach unten gefördert wird, sondern insbesondere an den radial äußeren Enden der Rotorschaufeln schräg abwärts nach außen gedrückt wird, ist zweckmäßigerweise vorgesehen, dass sich die Austrittsleitschaufelanordnung in Radialrichtung über einen größeren Bereich erstreckt als die Rotoranordnung.
-
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die radial äußeren Enden der Rotorschaufeln durch ein Deckband miteinander verbunden sind. Dieses Deckband bewirkt eine zusätzliche Führung der Luftströmung und somit eine weitere Verbesserung des Wirkungsgrads. Zudem erhöht das Deckband die Stabilität der Rotoranordnung.
-
In ähnlicher Weise können in einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung die radial äußeren Enden der Austrittsleitschaufeln durch einen Außenwulst miteinander verbunden sein, der vorzugsweise die Rotorschaufeln radial außen umgibt. Auch hierdurch wird zur Verbesserung des Wirkungsgrads des erfindungsgemäßen Fluggeräts ein freies Abströmen des Luftstroms verhindert und außerdem die Stabilität der Austrittsleitschaufelanordnung vergrößert.
-
Eine weitere Führung des Luftstroms zur Verbesserung des Wirkungsgrads kann in Weiterbildung der Erfindung erzielt werden, wenn über der Rotoranordnung eine stationäre Eintrittsleitschaufelanordnung mit einer Mehrzahl von Eintrittsleitschaufeln zur Führung der von der Rotoranordnung angesaugten Luft vorgesehen ist. Bei Verwendung der oben beschriebenen Tragscheibe sind die Eintrittsleitschaufeln hierbei zweckmäßigerweise im oberen Bereich der Tragscheibe radial nach außen verlaufend befestigt.
-
Bei Verwendung des oben diskutierten Außenwulsts, der die radial äußeren Enden der Austrittsleitschaufeln miteinander verbindet, können die radial äußeren Enden der Eintrittsleitschaufeln zweckmäßigerweise am Außenwulst befestigt sein. Hierdurch wird nicht nur eine optimale Gesamtführung des Luftstroms durch die Kombination aus Austritts- und Eintrittsleitschaufeln erreicht, sondern auch eine besonders große Sicherheit des erfindungsgemäßen Fluggeräts: Die Rotorschaufeln sind dann nämlich unten durch die Austrittsleitschaufeln, oben durch die Eintrittsleitschaufeln und radial außen durch den Außenwulst ”gekapselt”, rotieren also in einer Art Käfig, was die Gefahr von Verletzungen oder Beschädigungen durch die Rotorschaufeln stark verringert.
-
In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Fluggeräts kann vorgesehen sein, dass wenigstens einige, vorzugsweise alle, Austrittsleitschaufeln oder/und Eintrittsleitschaufeln um ihre Längsachse verstellbar sind. Hierbei ist insbesondere die Verstellbarkeit der Austrittsleitschaufeln von großem Interesse. Zum einen kann somit das Anströmen der Austrittsleitschaufeln durch die von den Rotorschaufeln nach unten geförderte Luft variiert und somit der Wirkungsgrad des erfindungsgemäßen Fluggeräts optimiert werden. Zum anderen kann eine weitere Funktion der Austrittsleitschaufeln optimiert werden, nämlich der Momentenausgleich: Bei herkömmlichen Hubschraubern ist hierzu der bekannte Heckrotor vorgesehen, der verhindert, dass sich der Rumpf unter der Rotoranordnung in entgegengesetztem Drehsinn wegdreht. Beim erfindungsgemäßen Fluggerät wird diese Aufgabe nahezu automatisch durch die Austrittsleitschaufelanordnung übernommen, an die der nach unten geförderte Luftstrom beim Auftreffen auf die einzelnen Austrittsleitschaufeln einen Drehimpuls überträgt, der den Momentenausgleich weitgehend bewerkstelligen kann. Es versteht sich, dass die Verstellbarkeit der Austrittsleitschaufeln zur Optimierung nicht nur des Wirkungsgrads, sondern auch des Momentenausgleichs des erfindungsgemäßen Fluggeräts dienen kann. Eine Verstellbarkeit der Eintrittsleitschaufeln wird in der Praxis hingegen im Wesentlichen dazu verwendet werden, ein möglichst axiales, d. h. beim Starten und Landen vertikales Strömen der in die Rotorschaufeln eintretenden Luft zu erreichen.
-
Zweckmäßigerweise kann der Kugelkopf in der Kugelpfanne durch Führungsmmittel geführt sein. Hierunter sind einerseits Führungsmittel zu verstehen, die die Drehung des Kugelkopfs in der Kugelpfanne auf zwei von drei Raumachsen beschränken, da eine Drehung des Kugelkopfs und somit der Tragscheibe um die Hochachse des Fluggeräts nicht erwünscht bzw. nicht sinnvoll ist. Derartige Führungsmittel können in bekannter Weise durch einen in die Kugelpfanne hineinragenden und auf die Mitte des Kugelkopfs zeigenden Stift gebildet sein, der in eine im Kugelkopf vorgesehene Nut eingreift. Zum gleichen Zweck kann auch eine Kreuzkeil-Anordnung verwendet werden, bei der ein Kreuzelement derart in eine größere kreuzförmige Ausnehmung im unteren Bereich des Kugelkopfs eingelegt ist, dass es in dieser Ausnehmung in einer Richtung in der Kugelkopfoberfläche entlang eines begrenzten Wegs verschiebbar ist, in der hierzu orthogonalen Richtung in der Kugelkopfoberfläche jedoch nicht verschiebbar ist und auch nicht um eine durch das Kreuzelement verlaufende Achse drehbar ist. Im Zentrum des Kreuzelements ist ein Langloch orthogonal zu dieser ersten Verschiebungsrichtung ausgebildet, in welches ein mit der Kugelpfanne verbundener Bolzen eingreift. Die Orientierung dieses Langlochs definiert einen zweiten Freiheitsgrad der Bewegung des Kugelkopfs relativ zur Kugelpfanne. Die Winkel, um die der Kugelkopf in der Kugelpfanne in einer dieser beiden Richtungen gedreht werden kann, sind durch das ”Spiel” des Kreuzelements in der kreuzförmigen Ausnehmung bzw. das ”Spiel” des Bolzens im Langloch definiert. Eine Drehung des Kugelkopfs in der Kugelpfanne ist jedoch ausgeschlossen.
-
Unter Führungsmitteln sind jedoch auch Mittel zu verstehen, die eine definierte Ausgangsstellung des Kugelkopfs in der Kugelpfanne herbeizuführen versuchen, beispielsweise mittels eines in die Kugelpfanne hinein federvorgespannten Druckbolzens, der in eine im Kugelkopf parabolisch geformte Kalotte eingreift und somit im Ruhezustand des Fluggeräts eine Neutralstellung des Tragscheibenkopfes definiert. Dieser Druckbolzen kann mit dem für die Kreuzkeil-Anordnung eingesetzten Bolzen identisch sein.
-
Vorteilhafterweise kann ferner vorgesehen sein, dass der Kugelkopf über eine Flanschverbindung am Tragscheibenkopf befestigt ist. Dies erlaubt einerseits ein leichtes Auswechseln des Kugelkopfs bei Verschleiß, andererseits eine leichte Abnahme der Tragscheibe, beispielsweise zum Transport des Fluggeräts, ohne die Notwendigkeit, das Kugelgelenk zu zerlegen.
-
Ebenso kann vorteilhafterweise ein oberer Abschnitt der Kugelpfanne abklappbar oder abnehmbar ausgebildet sein. Zweckmäßigerweise wird dieser obere Abschnitt hierzu aus zwei Halbringen gebildet sein, die im montierten Zustand des Kugelgelenks miteinander fest verschraubt sind. Das Abklappen eines dieser beiden Halbringe oder das Abnehmen des gesamten Abschnitts vergrößert dann den Schwenkbereich des Kugelkopfs in der Kugelpfanne, beispielsweise auf 90° oder mehr gegenüber der Vertikalachse, so dass ein platzsparender Transport des Fluggeräts möglich ist.
-
Zur Steuerung des erfindungsgemäßen Fluggeräts ist in einer einfachen Ausführungsform vorgesehen, dass der Kugelkopf mit einer Steuerstange verbunden ist, die in einen Betätigungsbereich für einen Piloten im Rumpf hineinragt. In diesem Fall kann der Pilot durch einfaches Ergreifen und Schwenken der Steuerstange über den Kugelkopf die Tragscheibe schwenken, ggf. innerhalb der durch die Führungsmittel zugelassenen Freiheitsgrade. Es versteht sich, dass alternativ zu dieser einfachen manuellen Art des Schwenkens der Tragscheibe auch die Verwendung elektrischer oder/und hydraulischer oder/und pneumatischer Systeme in Frage kommt.
-
Grundsätzlich ist es möglich, dass das Antriebsaggregat die Rotorschaufeln mechanisch antreibt. Hierbei ist beispielsweise an die von herkömmlichen Hubschraubern bekannten Antriebe mittels eines Verbrennungsmotors mit Getriebe und einer Rotorwelle zu denken, an der die Rotorschaufeln befestigt sind.
-
Vorzugsweise ist bei dem erfindungsgemäßen Fluggerät jedoch vorgesehen, dass das Antriebsaggregat die Rotorschaufeln pneumatisch antreibt. Der pneumatische Antrieb bietet, wie im Folgenden gezeigt werden wird, die Möglichkeit zum wellenlosen Antrieb der Rotoranordnung, was im Vergleich zu herkömmlichen Hubschraubern Verschleißprobleme zu vermeiden hilft und das beim Fluggerät auftretende Gesamt-Kreiselmoment verringert, was eine leichtere Bauweise und bessere Manövrierbarkeit ermöglicht.
-
Zur Realisierung eines pneumatischen Antriebs ist zweckmäßigerweise vorgesehen, dass das Antriebsaggregat einen Verbrennungsmotor, vorzugsweise Wankelmotor, sowie eine vom Verbrennungsmotor angetriebene Drucklufterzeugungsvorrichtung umfasst, wobei die Drucklufterzeugungsvorrichtung vorteilhafterweise einen Radialverdichter umfasst. Derartige Radialverdichter, d. h. Luftverdichter, bei denen Luft durch Zentrifugalkräfte in geeignet gebildeten rotierenden Kanälen nach außen geschleudert und dabei verdichtet wird, sind als Strömungsmaschinen zur Erzeugung großer Mengen stark verdichteter Luft an sich bekannt, so dass ihre grundsätzliche Funktionsweise hier nicht weiter erläutert werden wird.
-
Um die erzeugte Druckluft zur Rotoranordnung zu transportieren, könnte an die Verwendung eines einfachen Druckluftschlauchs von der Drucklufterzeugungsvorrichtung zur Rotoranordnung gedacht werden. Um einen solchen freien und somit störenden Schlauch zwischen Rumpf und Tragscheibe jedoch zu vermeiden, ist jedoch zweckmäßigerweise vorgesehen, dass am Rumpf des Fluggeräts wenigstens eine Rumpf-Druckluftleitung vorgesehen ist, die von der Drucklufterzeugungsvorrichtung erzeugte Druckluft zu wenigstens einer im Tragscheibenkopf vorgesehenen Tragscheibenkopf-Sammelleitung leitet, vorzugsweise zu mehreren entlang des Umfangs des Tragscheibenkopfs gleichmäßig verteilten Tragscheibenkopf-Sammelleitungen, wobei im Fall der Verwendung des oben diskutierten Kugelgelenks vorteilhafterweise die Rumpf-Druckluftleitung in einen Ringkanal im Kugelkopf mündet, von dem die Tragscheibenkopf-Sammelleitungen ausgehen. Auf diese Weise ist also ein Transport der Druckluft in den Tragscheibenkopf ohne störende und Zusatzgewicht mit sich bringende freie Leitungen möglich.
-
Zum Weitertransport der Druckluft hin zu der Rotoranordnung ist vorzugsweise vorgesehen, dass die wenigstens eine Tragscheibenkopf-Sammelleitung mittels wenigstens einer Teilleitung mit wenigstens einem Tragscheiben-Ringkanal verbunden ist, der jeweils in einem radial äußeren Bereich der Tragscheibe entlang ihres Umfangs verläuft, wobei dann zweckmäßigerweise die Tragscheibe von einem Rotorring der Rotoranordnung umgeben ist, an dem die Rotorschaufeln befestigt sind und vorzugsweise wenigstens ein Tragscheiben-Ringkanal, der Antriebsluft-Ringkanal, entlang seines Umfangs an einer Mehrzahl von Stellen mit Düsenöffnungen versehen ist, die zum Rotorantrieb mit am Rotorring vorgesehenen Turbinenschaufelelementen zusammenwirken. Die Rotorschaufeln werden also bei dieser bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fluggeräts ähnlich wie in einer Radialturbine durch die Druckluft angetrieben, die durch die Düsenöffnungen aus dem als Antriebsluft-Ringkanal bezeichneten Tragscheiben-Ringkanal ausströmt. Es versteht sich, dass anstelle der Verwendung eines die Rotorschaufeln radial innen miteinander verbindenden Rotorrings mit Turbinenschaufelelementen in einer alternativen Auführungsform ohne Rotorring derartige Turbinenschaufelelemente auch am radial inneren Ende jeder einzelnen Rotorschaufel vorgesehen sein können.
-
In einer einfachen Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Rotorring in einem den Düsenöffnungen gegenüberliegenden Bereich entlang seines Umfangs eine Mehrzahl von die Turbinenschaufelelemente bildenden Rotorring-Kanälen aufweist. Das Vorsehen derartiger Kanäle im Rotorring, beispielsweise durch Fräsen, ist einfacher als das Anbringen getrennter Turbinenschaufelelemente.
-
Um mit Hilfe der aus dem Antriebsluft-Ringkanal auf die Turbinenschaufelelemente strömenden Druckluft die Rotoranordnung in Drehung zu versetzen, ist bevorzugt vorgesehen, dass die Rotorring-Kanäle radial verlaufen und die Orientierung der Düsenöffnungen eine Tangentialkomponente aufweist.
-
Es ist jedoch auch möglich, dass die Düsenöffnungen radial orientiert sind und der Verlauf der Rotorring-Kanäle eine Tangentialkomponente aufweist. Es versteht sich und ist von Radialturbinen grundsätzlich bekannt, dass auch Mischformen dieser Orientierungen der Düsenöffnungen einerseits und der Turbinenschaufelelemente in Form von Rotorring-Kanälen andererseits möglich sind.
-
Die auf die oben beschriebene Weise pneumatisch angetriebene Rotoranordnung kann grundsätzlich auf verschiedene Arten an der Tragscheibe drehbar gelagert sein, beispielsweise mittels Gleit- oder/und Wälzlagern. Bevorzugt ist jedoch vorgesehen, dass die Tragscheibe an ihrem Außenumfang mit einer von unten nach oben breiter werdenden, vorzugsweise konischen Rotor-Lagerfläche ausgebildet ist, und dass wenigstens ein Tragscheiben-Ringkanal, der Lagerluft-Ringkanal, entlang seines Umfangs an einer Mehrzahl von Stellen mit Auslassöffnungen versehen ist, die in Luftlagertaschen der Rotor-Lagerfläche münden, welche einer zugeordneten Gegenlagerfläche des Rotorrings gegenüberliegen. Die Rotoranordnung ist also durch ein Luftpolster zwischen der mit Luftlagertaschen versehenen Rotor-Lagerfläche der Tragscheibe und der zugeordneten Gegenlagerfläche des Rotorrings gelagert. Der Lagerluft-Ringkanal kann hierbei mit dem oben beschriebenen Antriebsluft-Ringkanal identisch sein. Vorzugsweise wird man jedoch den Antriebsluft-Ringkanal und den Lagerluft-Ringkanal getrennt in der Tragscheibe vorsehen, wobei dann beide Ringkanäle jeweils durch wenigstens eine Teilleitung mit Druckluft aus den Tragscheibenkopf-Sammelleitungen versorgt werden.
-
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Fluggeräts ist vorgesehen, dass die Drucklufterzeugungsvorrichtung ein Axialgebläse aufweist. Im Gegensatz zu der vom Radialverdichter erzeugten Druckluft, die zum Antrieb und zur Lagerung der Rotoranordnung verwendet wird, kann die von einem derartigen Axialgebläse axial abgeblasene Druckluft zur Erzeugung von Schub für das erfindungsgemäße Fluggerät eingesetzt werden. Hierdurch wird die Manövrierfähigkeit des Fluggeräts im Vergleich zu einer reinen Vortrieberzeugung durch Kippen der Tragscheibe relativ zum Rumpf verbessert.
-
In einer einfachen Ausführungsform kann das Axialgebläse durch eine Propellerwelle mit Schaufeln gebildet sein, deren Anstellwinkel zur Axialrichtung zwischen einer Minimalschubstellung und einer Maximalschubstellung verstellbar ist. Dies ermöglicht eine Veränderung der axial abgeblasenen Druckluftmenge und somit des Schubs ohne Veränderung der Propellerwellendrehzahl, wie sie bei einer Anordnung mit feststehenden Schaufeln erforderlich wäre.
-
Besonders vorteilhaft ist eine derartige Gestaltung dann, wenn die Propellerwelle entlang ihres Außenumfangs eine Mehrzahl von Radialverdichterkanälen aufweist. Es versteht sich, dass diese außen an der Propellerwelle vorgesehenen Radialverdichterkanäle den oben im Zusammenhang mit dem Antrieb und der Lagerung bereits diskutierten Radialverdichter bilden. Radialverdichter und Axialgebläse sind also bei dieser bevorzugten Ausführungsform als Kombination an ein und derselben Propellerwelle vorgesehen, was den Platzbedarf der gesamten Drucklufterzeugungsvorrichtung sowie ihr Gewicht und ihre Herstellungskosten zu begrenzen hilft.
-
In Weiterbildung dieser Drucklufterzeugungsvorrichtung kann vorgesehen sein, dass die Propellerwelle axial verschiebbar ist zwischen einer Maximalhubstellung, in der die Ausgänge der Radialverdichterkanäle vollständig dem Eingang der wenigstens einen Rumpf-Druckluftleitung gegenüberliegen, und einer Minimalhubstellung, in der die Ausgänge der Radialverdichterkanäle zumindest teilweise wenigstens einem Ableitungskanal gegenüberliegen. Somit kann auch die Rate der durch den Radialverdichter erzeugten Druckluft für die Tragscheibe verändert werden, ohne die Propellerwellendrehzahl verändern zu müssen. Stattdessen wird dann, wenn die Tragscheibe Maximalhub liefern soll, die gesamte vom Radialverdichter erzeugte Druckluft in die Rumpf-Druckluftleitung eingeleitet, wohingegen dann, wenn die Tragscheibe nur minimalen Hub liefern soll, beispielsweise zum reinen Beibehalten eines Schwebe-Flugzustands oder zum langsamen Sinken, eine einstellbare Teilmenge der vom Radialverdichter erzeugten Druckluft in den Ableitungskanal geleitet wird.
-
In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Drucklufterzeugungsvorrichtung sind die Schaufeln des Axialgebläses in der Propellerwelle jeweils mittels einer mit einem Zahnrad versehenen Welle gelagert, wobei jedes Zahnrad mit einer von der Propellerwelle getrennten Zahnstange derart kämmt, dass bei Verschiebung der Propellerwelle von der Maximalhub- in die Minimalhubstellung die Schaufeln von der Minimalschub- in die Maximalschubstellung gedreht werden. Bei einer derartigen Gestaltung kann also der Pilot durch Verstellen eines einzigen Parameters, nämlich der Position der Propellerwelle in der Drucklufterzeugungsvorrichtung, zwischen typischen Flugzuständen hin- und herschalten, nämlich zwischen maximalem Steigen bei minimaler Vorwärtsbewegung einerseits und maximaler Reisegeschwindigkeit bei minimaler Steigrate andererseits.
-
Zweckmäßigerweise ist hierbei vorgesehen, dass der wenigstens eine Ableitungskanal in einen Bereich stromabwärts der Schaufeln des Axialgebläses mündet. Hierdurch wird gewährleistet, dass bei Flugzuständen mit minimalem erforderlichem Auftrieb, d. h. wenn die Ausgänge der Radialverdichterkanäle maximal mit den Eingängen des wenigstens einen Ableitungskanals überlappen, die nicht zur Tragscheibe geleitete Druckluft des Radialverdichters sinnvoll für den Vorschub des erfindungsgemäßen Fluggeräts verwendet wird. Es versteht sich, dass die Kombination des Radialverdichters mit diesem Ableitungskanal zum Vortrieb des Fluggeräts ausreicht. Auf ein Axialgebläse kann dann vollständig verzichtet werden.
-
Je nach Verwendungszweck des erfindungsgemäßen Fluggeräts kann vorgesehen sein, dass vorzugsweise stromabwärts des Axialgebläses eine Zufuhrvorrichtung zur Zufuhr von Stoffen in den axial abgeblasenen Druckluftstrahl vorgesehen ist. Dies ist beispielsweise bei landwirtschaftlichen Einsätzen des Fluggeräts sinnvoll, bei denen Düngemittel, Schädlingsbekämpfungsstoffe und dergleichen versprüht werden sollen. Dies kann dann ohne eigens erforderliche Sprühvorrichtung durch einfaches Zuführen der jeweiligen Stoffe in den axial abgeblasenen Druckluftstrahl erfolgen.
-
Ferner kann in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, dass stromabwärts des Axialgebläses, vorzugsweise im Bereich des im Flugbetrieb hinteren Rumpfendes, eine Leitschaufel-Anordnung, vorzugsweise ein steuerbares Schaufelgitter, vorgesehen ist, wobei dann vorteilhafterweise das Fluggerät eine Steuerungsvorrichtung zur Steuerung der Leitschaufel-Anordnung mittels eines Fußpedals in einem bzw. dem Betätigungsbereich umfasst. In diesem Fall kann der Pilot das erfindungsgemäße Fluggerät auch mittels der Leitschaufel-Anordnung manövrieren, was die Lenkung des Fluggeräts durch Verkippen der Tragscheibe relativ zum Rumpf gegebenenfalls unterstützt.
-
Zweckmäßigerweise ist in diesem Fall auch vorgesehen, dass dem Fußpedal ferner ein vorzugsweise im Bereich des vorderen Rumpfendes angebrachtes Lenkbugrad eines Fahrwerks zugeordnet ist, wobei dann in der Regel das Fahrwerk ferner vorzugsweise federnd am Rumpf angebrachte Heckräder umfasst. Derartige Fahrwerke sind von Hubschraubern grundsätzlich bekannt und erlauben das Lenken des Fluggeräts bei Fahrt am Boden, wobei der Vortrieb des Fluggeräts durch eine bezüglich des Rumpfes gekippte Rotoranordnung oder/und das Axialgebläse erzeugt werden kann. Bei der Gestaltung der Lenkmittel für das erfindungsgemäße Fluggerät ist zweckmäßigerweise vorgesehen, dass die Steuerstange im Betätigungsbereich zwei Drehgriffe aufweist, von denen der eine zur Steuerung der Verbrennungsmotorleistung und der andere zur Steuerung der Propellerwellenverschiebung ausgelegt ist. Eine derartige Gestaltung mittels zweier vom Pilot in der Regel ständig gehaltener Drehgriffe kann für eine besonders sinnfällige Steuerung des Fluggeräts verwendet werden, da Piloten beispielsweise bei plötzlichem Auftauchen eines Hindernisses in der Flugbahn üblicherweise dazu neigen, beide Drehgriffe auf vollen Anschlag zu drehen, was in diesem Fall also maximale Leistung des Verbrennungsmotors und somit der Propellerwelle der Drucklufterzeugungsvorrichtung sowie maximalen Auftrieb bei minimalem Vortrieb in der Maximalhub- und Minimalschub-Stellung der Propellerwelle entspricht
-
Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass am Rumpf Stabilisierungsflügel befestigt sind. Hierdurch kann die Manövrierbarkeit des erfindungsgemäßen Fluggeräts weiter verbessert werden.
-
Aus Sicherheitsgründen kann vorgesehen sein, dass in der Tragscheibe ein Rettungsfallschirm aufgenommen ist. Ein derartiger Rettungsfallschirm kann so dimensioniert sein, dass das gesamte Fluggerät mit seinen Insassen bei einem Motorausfall gerettet werden kann.
-
Um insbesondere in einem solchen Schadensfall, aber auch grundsätzlich während des Flugs, beispielsweise unmittelbar vor dem Landen, einen von Flugzeugen her bekannten Sinkflug zu ermöglichen, können an die Austrittsleitschaufelanordnung Tragflächenelemente angesetzt sein. Dies lässt ein besseres Sinkflugverhalten erwarten als in dem selbstverständlich ebenfalls möglichen Fall, in dem derartige Tragflächenelemente am Rumpf befestigt sind. Ausserdem erzeugen diese Tragflächenelemente zusätzlichen Auftrieb, so dass die Rotoranordnung mit niedrigerer Leistung betrieben werden kann, was Treibstoff einspart.
-
Allerdings ist im Fall der Anbringung der Tragflächenelemente an der Austrittsleitschaufelanordnung ein Kippen der Auftriebsvorrichtung zum Erreichen eines Vortriebs weniger sinnvoll, da wegen der mitgekippten Tragflächenelemente dann der Luftwiderstand des Fluggeräts ansteigt. In diesem Fall sollte der Vortrieb daher zweckmäßigerweise durch das Axialgebläse erzeugt werden.
-
Ferner kann in Weiterbildungen der Erfindung vorgesehen sein, dass die Rotoranordnung wellenlos um eine zumindest beim Starten und Landen vertikale Achse drehbar an der Tragscheibe gelagert ist.
-
Die wellenlose Lagerung der Rotoranordnung bietet gegenüber der von herkömmlichen Hubschraubern bekannten Befestigung der Rotoranordnung an einer Antriebswelle mehrere Vorteile: So vermeidet man den mit einer verschleißanfälligen Antriebswelle verbundenen Wartungsaufwand. Ferner erleichtert das Weglassen einer Antriebswelle bei wellenloser Lagerung der Rotoranordnung eine Verkippung der Rotoranordnung bezüglich des Rumpfs des Fluggeräts zum Zweck des Vorwärtsflugs. Auf diese Weise erübrigt sich der von herkömmlichen Hubschraubern bekannte verschleißanfällige Taumelscheibenmechanismus. Darüber hinaus verringert sich bei wellenloser Lagerung der Rotoranordnung das am Fluggerät auftretende Kreiselmoment, so dass die Manövrierbarkeit des Fluggeräts verbessert wird und ein Momentenausgleich leichter zu erzielen ist.
-
Zweckmäßigerweise ist bei einem derartigen Fluggerät vorgesehen, dass die Rotorschaufeln an ihren radial inneren Enden an einem Rotorring befestigt sind, der an der Tragscheibe gelagert ist. Auf diese Weise vereinfacht sich die Aufgabe der Lagerung der Rotorschaufeln an der Tragscheibe auf das bekannte und einfach zu lösende Problem der Lagerung eines ggf. schnell rotierenden Rings an der Tragscheibe.
-
Um die Rotoranordnung in Rotation zu versetzen, kann vorgesehen sein, dass das Antriebsaggregat die Rotorschaufeln elektromagnetisch antreibt. In einer aus der Elektrotechnik, insbesondere auf dem Gebiet der Elektromotoren bekannten Weise können hierbei die Tragscheibe als Stator und die Rotorschaufeln als Rotor ausgebildet sein.
-
Vorteilhafterweise ist jedoch vorgesehen, dass das Antriebsaggregat die Rotorschaufeln durch Beaufschlagung mit unter Druck stehendem Gas antreibt, wobei das unter Druck stehende Gas Druckluft- oder/und Verbrennungsgase aus einer Brennkammer des Antriebsaggregats enthalten kann. In beiden Fällen wird der Antrieb der Rotorschaufeln durch das Gas vorzugsweise analog zu der Technik der Radialturbinen erfolgen.
-
In einer einfachen Ausführungsform eines derartigen Fluggeräts kann die Rotoranordnung durch Gleitlager oder/und Wälzlager gelagert sein.
-
Bevorzugt ist jedoch vorgesehen, dass die Rotoranordnung durch Luftlager gelagert ist. Der hierfür zusätzlich erforderliche Aufwand, eine Drucklufterzeugungsvorrichtung bereitzustellen, wird in der Regel durch die weitgehende Vermeidung von Verschleißeffekten bei der Lagerung gerechtfertigt sein.
-
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnung beschrieben werden. Es zeigt:
-
1 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fluggeräts in Seitenansicht;
-
2 das Fluggerät aus 1 in Vorderansicht;
-
3 das Fluggerät aus 1 in Draufsicht;
-
4 eine Ansicht wie in 1 mit gestrichelt eingezeichneten Stellungen der Auftriebsvorrichtung bei Kippung derselben um die Querachse;
-
5 eine Ansicht wie in 2 mit gestrichelt eingezeichneten Stellungen der Auftriebsvorrichtung bei Kippung derselben um die Längsachse;
-
6 einen wesentlichen Teil des Antriebsaggregats des Fluggeräts;
-
7, 8 die Drucklufterzeugungsvorrichtung des Antriebsaggregats aus 6 in einer Vollhub- bzw. Vollschubstellung, in Längsrichtung geschnitten;
-
9 eine vergrößerte Schnittansicht des Fluggeräts im Bereich des am Rumpf angebrachten Tragscheibenkopfs;
-
9a eine vergrößerte Perspektivansicht eines Ausschnitts aus 9 im Bereich des Kugelkopfs;
-
9b eine Ansicht wie in 9a bei Schnitt entlang der Linie B-B in 9a;
-
10 eine vergrößerte Schnittansicht des Fluggeräts im Bereich der Eintrittsleitschaufeln, Rotorschaufeln und Austrittsleitschaufeln;
-
11 einen vergrößerten Ausschnitt aus 10, der den radial äußeren Bereich der Tragscheibe zeigt;
-
12 eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fluggeräts mit an die Austrittsleitschaufelanordnung angesetzten Tragflächenelementen;
-
13 eine Draufsicht auf das Fluggerät aus 12;
-
14 eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fluggeräts als Zweisitzer;
-
15 eine Draufsicht auf das Fluggerät aus 14;
-
16 eine vierte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fluggeräts als Fünfsitzer mit zwei Auftriebsvorrichtungen;
-
17 eine Draufsicht auf das Fluggerät aus 16;
-
18 eine fünfte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fluggeräts ähnlich der in 16 gezeigten, jedoch mit Tragflächenelementen an der hinteren Auftriebsvorrichtung;
-
19 eine Draufsicht auf das Fluggerät aus 18;
-
20 eine sechste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fluggeräts als Vierzehnsitzer mit drei Auftriebsvorrichtungen;
-
21 eine Draufsicht auf das Fluggerät aus 20;
-
22 eine siebte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fluggeräts, ähnlich der in 20 gezeigten, jedoch mit gemeinsamen Tragflächenelementen an den beiden hinteren Auftriebsvorrichtungen.
-
23 eine Draufsicht auf das Fluggerät aus 22.
-
Eine besonders kleine und somit handliche Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fluggeräts 10 wird im Folgenden anhand der 1 bis 11 erläutert werden.
-
Dieses Fluggerät 10 umfasst einen Rumpf 12, in dessen oberem Bereich eine Auftriebsvorrichtung 14 angebracht ist. Im Rumpf 12 ist ein Sitz 16 für einen in den Figuren gestrichelt eingezeichneten Piloten 18 des Fluggeräts 10 befestigt.
-
Bereits an dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass die Auftriebsvorrichtung 14 den Auftrieb für das Fluggerät 10 mittels rotierender Rotorschaufeln 88 erzeugt, also grundsätzlich in einer Weise, die mit herkömmlichen Hubschraubern vergleichbar ist. Der genaue Aufbau und die Funktionsweise der Auftriebsvorrichtung 14 werden weiter unten ausführlich beschrieben werden.
-
In den 1 und 2 steht das Fluggerät 10 mit seinem unten am Rumpf vorgesehenen Fahrwerk 20 auf dem Boden, wobei dieses Fahrwerk 20 ein vorne am Rumpf 12 angebrachtes Lenkbugrad 22 sowie zwei hinten am Rumpf 12 federnd angebrachte Heckräder 24 umfasst.
-
Die Auftriebsvorrichtung 14 umfasst als tragendes Element eine Tragscheibe 26 mit einem Tragscheibenkopf 28, der mittels eines in 9 im Detail dargestellten Kugelgelenks 30 schwenkbar am Rumpf 12 angebracht ist. Hierzu ist ein Kugelkopf 32 des Kugelgelenks 30 über eine Flanschverbindung 34 am Tragscheibenkopf 28 befestigt. Obwohl in 9 beispielhaft nur eine Schraubeneinheit der Flanschverbindung 34 gezeigt ist, versteht es sich, dass vorzugsweise mehrere derartige Einheiten über den Umfang des Kugelkopfs 32 verteilt vorgesehen sind. Der Kugelkopf 32 ist in einer oben am Rumpf 12 ausgebildeten Kugelpfanne 36 aufgenommen, so dass die Tragscheibe 26 relativ zum Rumpf 12 schwenkbar ist.
-
Diese Verschwenkung der Auftriebsvorrichtung 14 relativ zum Rumpf 12 erfolgt in der einfachen Ausführungsform der 1 bis 11 mittels einer Steuerstange 38, die am Kugelkopf 32 befestigt ist (siehe 9) und in den Betätigungsbereich des Piloten 18 im Rumpf 12 hineinragt (siehe 1).
-
Wie in den 4 und 5 gezeigt ist, kann der Pilot 18 durch einfaches Betätigen dieser Steuerstange 38 Schwenkbewegungen der Auftriebsvorrichtung 14 relativ zum Rumpf 12 in Abhängigkeit vom gewünschten Flugverhalten des erfindungsgemäßen Fluggeräts 10 herbeiführen: In 4 entsprechen die mit durchgezogenen Linien gezeichneten Stellungen S0 der Steuerstange 38 und A0 der Auftriebsvorrichtung 14 den in 1 dargestellten Ruhezuständen. Drückt der Pilot 18 ausgehend von diesem Ruhezustand die Steuerstange 38 von sich weg in die in 4 gestrichelt dargestellte Stellung S1, so verschwenkt er über das Kugelgelenk 30 die Auftriebsvorrichtung 14 in die in 4 ebenfalls gestrichelt dargestellte Stellung A1. Umgekehrt entspricht die durch ein Heranziehen der Steuerstange 38 durch den Piloten 18 zu erreichenden Stellung S2 der Steuerstange 38 der Stellung A2 der Auftriebsvorrichtung 14. Diese Stellung A2 der Auftriebsvorrichtung 14 wird beispielsweise dann vom Piloten 18 gewählt werden, wenn er von einem reinen Schwebflug des Fluggeräts 10 in eine Vorwärtsbewegung übergehen möchte. Man erkennt, dass dies beim erfindungsgemäßen Fluggerät 10 durch eine besonders einfach zu betätigende Mechanik bewerkstelligt werden kann, wohingegen bei herkömmlichen Hubschraubern hier die bekanntermaßen komplizierte Verstellung von Hubschrauberrotoren mittels Taumelscheiben erforderlich ist.
-
Ähnlich zur Schwenkung der Auftriebsvorrichtung 14 um die Querachse des Fluggeräts 10 kann auch ihre in 5 dargestellte Verschwenkung um die Längsachse durch einfache Betätigung der Steuerstange 38 erfolgen: Schwenkt der Pilot 18 die Steuerstange 38 in Flugrichtung gesehen nach rechts in die als S3 bezeichnete Stellung, so dreht er hierbei über das Kugelgelenk 30 die Auftriebsvorrichtung 14 in die Stellung A3. In analoger Weise entspricht die Stellung S4 der Steuerstange 38, die durch ihr Verschwenken in Flugrichtung gesehen nach links ausgehend von der Ruhestellung S0 erreichbar ist, der Stellung A4 der Auftriebsvorrichtung 14 in 5. Die in 5 gezeigte Verschwenkbarkeit der Auftriebsvorrichtung 14 um die Längsachse des Fluggeräts 10 wird insbesondere bei Kurvenflugmanövern eingesetzt werden.
-
Die Einschränkung der Verdrehbarkeit des Kugelkopfs 32 relativ zur Kugelpfanne 36 erfolgt mittels einer Kreuzkeil-Anordnung, die in den 9a und 9b dargestellt ist. In dem in 9 unten befindlichen und in den perspektivischen Ansichten der 9a und 9b links vorne liegenden Bereich des Kugelkopfs 32 ist eine kreuzförmige Ausnehmung 32a vorgesehen, die in einer Richtung der Oberfläche des Kugelkopfs 32 größer ist als ein in die kreuzförmige Ausnehmung 32a passendes Kreuzelement 32b. In den 9a und 9b ist das Kreuzelement 32b daher in der kreuzförmigen Ausnehmung 32a bewegbar, wobei diese Bewegung in diesen beiden Figuren in einer annähernd horizontalen Ebene zwischen 2 Endstellungen erfolgt, in denen das Kreuzelement 32b am vorderen bzw. am hinteren Rand der kreuzförmigen Ausnehmung 32a anliegt. Tatsächlich bewegt sich hierbei in der Kugelpfanne 36 der Kugelkopf 32 relativ zu dem Kreuzelement 32b, da dieses durch einen federvorgespannten Druckbolzen 33 geführt wird, der aus der Kugelpfanne 36 in ein im Zentrum des Kreuzelements 32b vorgesehenes Langloch hineinragt, das sich in den 9a und 9b in einer vertikalen Ebene erstreckt. Man versteht leicht, dass durch diese Gestaltung der kreuzförmigen Ausnehmung 32a, des Kreuzelements 32b, des Langlochs 32c und des in das Langloch 32c eingreifenden Druckbolzens 33 die gewünschte Beschränkung der Bewegungsmöglichkeit des Kugelkopfs 32 relativ zur Kugelpfanne 36 auf zwei Rotations-Freiheitsgrade erreicht wird. Die bei jeder Schwenkung maximal erzielbaren Winkel werden selbstverständlich durch die Abmessungen der genannten Elemente definiert.
-
Wie insbesondere in der Schnittansicht der 9b zu erkennen ist, dient die Federvorspannung des Druckbolzens 33 einem weiteren Zweck: das zur Mitte des Kugelkopfs 32 hinzeigende Ende des Druckbolzens 33 greift nämlich in eine im Kugelkopf 32 parabolisch geformte, beispielsweise hineingefräste, Kalotte 32d ein und beaufschlagt den Kugelkopf 32 daher zu der in 9b gezeigten Neutralstellung hin, in der sich die den Bolzen 33 beaufschlagende Feder 33a maximal entspannen kann.
-
Diese Art der Verschwenkbarkeit der Auftriebsvorrichtung 14 relativ zum Rumpf 12 könnte auch bei einem bekannten Hubschrauber mit herkömmlichem Antriebssystem eingesetzt werden.
-
Das beim erfindungsgemäßen Fluggerät 10 verwendete Antriebssystem wird nun insbesondere anhand der 6 bis 11 erläutert werden. In diesen Figuren sind an mehreren Stellen Pfeile zur Verdeutlichung des örtlichen Druckluftstroms eingezeichnet, die an sich verständlich sind und daher im Folgenden nicht einzeln genannt werden.
-
6 zeigt die wesentlichen Teile des Antriebsaggregats 40 des erfindungsgemäßen Fluggeräts 10, wobei das Antriebsaggregat 40 – in 1 gestrichelt eingezeichnet – vorzugsweise im hinteren Bereich des Rumpfs 12 angeordnet ist. Das Antriebsaggregat 40 umfasst einen Verbrennungsmotor 42, vorzugsweise einen Wankelmotor, sowie eine vom Verbrennungsmotor 42 angetriebene Drucklufterzeugungsvorrichtung 44. Diese umfasst eine hohle Propellerwelle 46, die in dem in 6 gezeigten Beispiel über einen Riemen 48, beispielsweise einem Zahnriemen, vom Verbrennungsmotor 42 zur Drehung angetrieben wird. Im Außenbereich der Propellerwelle 46 sind, vorzugsweise gleichmäßig entlang ihres Außenumfangs verteilt, Radialverdichterkanäle 50 vorgesehen. Diese erstrecken sich von einem Eingang, der parallel zur Achse der Propellerwelle 46 orientiert ist, radial nach außen zu einem Ausgang, der orthogonal zur Achse der Propellerwelle 46 orientiert ist, und verjüngen sich entlang ihres Verlaufs vom Eingang zum Ausgang. In von Radialverdichtern an sich bekannter Weise zentrifugiert eine derartige Anordnung von Radialverdichterkanälen 50 Luft nach außen und verdichtet sie bei Drehzahlen der Propellerwelle 46 von beispielsweise bis zu 12000 min–1 auf Drücke von bis zu ungefähr 3 bar. Diese in den Radialverdichterkanälen 50 nach außen zentrifugierte und hierbei verdichtete Druckluft wird, wie insbesondere in den 6 und 7 zu erkennen ist, in eine am Rumpf 12 des Fluggeräts 10 fest angebrachte Rumpf-Druckluftleitung 52 eingeleitet, von wo sie zur Versorgung der Auftriebsvorrichtung 14 zur Tragscheibe 26 geleitet wird, wie weiter unten beschrieben werden wird.
-
In einem radial inneren Bereich der Propellerwelle 46 sind Axialgebläseschaufeln 54 mittels drehbarer Wellen 56 gelagert, dass ihr Anstellwinkel zur Axialrichtung, d. h. zur Achse der Propellerwelle 46, zwischen einer in 7 gezeigten Minimalschubstellung und einer in 8 gezeigten Maximalschubstellung verstellbar ist. Zur Verdeutlichung dieses Anstellvorgangs ist in den 7 und 8 jeweils auch ihre Schnittansicht eingezeichnet, die man bei einem Schnitt durch die Schaufeln 54 orthogonal zur Zeichenebene der 7 und 8 bei der jeweiligen Stellung erhalten würde.
-
Die Verstellung jeder Schaufel 54 erfolgt mittels einer von der Propellerwelle 46 getrennten Zahnstange 58, mit der ein auf der Welle 56 der Schaufel 54 befestigtes Zahnrad 60 kämmt. Es versteht sich, dass jeder mit einem Zahnrad 60 ausgestatteten Welle 56 einer Schaufel 54 jeweils eine derartige Zahnstange 58 zugeordnet ist.
-
Eine vom übrigen Betrieb der Propellerwelle 46 unabhängige Verstellung der Schaufeln 54 kann über eine Axialverlagerung der hierzu gesondert antreibbaren Zahnstange 58 erfolgen. Bei der in den 7 und 8 gezeigten Drucklufterzeugungsvorrichtung 44 für das erfindungsgemäße Fluggerät 10 ist jedoch eine gegenläufig gekoppelte Verstellung des durch die Schaufeln 54 gebildeten Axialgebläses zur Erzeugung von Vorwärtsschub-Druckluft und des durch die Radialverdichterkanäle 50 gebildeten Radialverdichters zur Erzeugung von Versorgungs-Druckluft für die Auftriebsvorrichtung 14 vorgesehen: Die Propellerwelle 46 ist nämlich in Axialrichtung beweglich ausgebildet und kann mittels eines in den 6 bis 8 nicht dargestellten, an sich aber bekannten Mechanismus, parallel zu ihrer Achse in der Drucklufterzeugungsvorrichtung 44 verschoben werden, beispielsweise von der in 7 gezeigten Stellung nach rechts in die in 8 gezeigte Stellung. Diese Axialverschiebung beeinflusst sowohl das Axialgebläse als auch den Radialverdichter der Drucklufterzeugungsvorrichtung 44: Bei Verschiebung der Propellerwelle 46 werden die in dieser Propellerwelle 46 gelagerten Wellen 56 der Axialgebläseschaufeln 54 ebenfalls verschoben. Da jedoch die Zahnstangen 58, mit denen die an den Wellen 56 befestigten Zahnräder 60 kämmen, ortsfest sind und nicht mitverschoben werden, drehen sich bei Verschiebung der Propellerwelle 46 die Schaufeln 54. Beispielsweise ist in den 7 und 8 zu erkennen, dass die Verschiebung der Propellerwelle 46 nach rechts eine Schaufel 54 derart dreht, dass ihr Anstellwinkel zur Axialrichtung der Propellerwelle 46 abnimmt, was zu einer Zunahme der in Axialrichtung abgeblasenen Druckluftrate führt. Die in 7 gezeigte Stellung der Schaufeln 54 entspricht also einer Minimalschubstellung und die in 8 gezeigte einer Maximalschubstellung.
-
In den 7 und 8 ist ferner zu erkennen, dass bei Verschiebung der Propellerwelle 46 nach rechts auch die Ableitung von Druckluft aus den Radialverdichterkanälen 50 in die Rumpf-Druckluftleitung 52 beeinträchtigt wird: Bei der in 7 gezeigten Stellung der Propellerwelle 46 liegt der Ausgang des gezeigten Radialverdichterkanals 50 dem Eingang der Rumpf-Druckluftleitung 52 gegenüber, so dass eine nahezu vollständige Ableitung von Druckluft aus dem Radialverdichter in die Rumpf-Druckluftleitung 52 und somit zur Auftriebsvorrichtung 14 erfolgt. Bei der in 8 gezeigten Stellung der Propellerwelle 46 hingegen liegt der Ausgang des Radialverdichterkanals 50 dem Eingang der Rumpf-Druckluftleitung 52 nur noch teilweise gegenüber, der andere Teil des Ausgangs des Radialverdichterkanals 50 führt nun in einen Ableitungskanal 62, der in einen Bereich stromabwärts der Schaufeln 54 des Axialgebläses mündet. In der in 8 gezeigten Stellung der Propellerwelle 46 wird also ein Teil der vom Radialverdichter erzeugten Druckluft nicht der Auftriebsvorrichtung 14 zugeführt, sondern vielmehr zu der vom Axialgebläse erzeugten Schub-Druckluft hinzugefügt. Bezogen auf die der Auftriebsvorrichtung 14 zugeführte Druckluftrate entspricht also die Stellung der 7 einer Maximalhubstellung, die der 8 einer Minimalhubstellung. Durch die gegenläufige Kopplung der vom Radialverdichter und vom Axialgebläse erzeugten Druckluftraten kann die in 7 gezeigte Anordnung auch als Vollhubstellung, die in 8 gezeigte als Vollschubstellung bezeichnet werden.
-
Durch die in den 6 bis 8 gezeigte Gestaltung der Drucklufterzeugungsvorrichtung 44 hat der Pilot 18 die Möglichkeit, durch Verändern eines einzigen Parameters, nämlich der Stellung der Propellerwelle 46, den Auftrieb und den Schub des erfindungsgemäßen Fluggeräts 10 bei konstanter Drehzahl der Propellerwelle 46 und somit gleichmäßigem und wirtschaftlichem Betrieb des Verbrennungsmotors 42 gegenläufig zu steuern. Zusätzlich kann der Pilot 18 natürlich auch direkt die Drehzahl des Verbrennungsmotors 42 und somit der Propellerwelle 46 verändern, beispielsweise von minimaler Drehzahl bei einem reinen Schwebflug bis zu maximaler Drehzahl bei einem möglichst schnellen Steigflug mit Vorwärtsbewegung.
-
Darüber hinaus sei darauf hingewiesen, dass die Zahnstange 58 auch in Axialrichtung verstellbar gebildet sein kann. In diesem Fall kann bei ansonsten unveränderten Betriebsbedingungen der Propellerwelle 46 und des Radialverdichters durch Verstellen dieser Zahnstange 58 die axial abgeblasene Druckluftrate verändert werden, beispielsweise zur Vergrößerung oder Verkleinerung der Fluggeschwindigkeit in Vorwärtsrichtung ohne Veränderung des Auftriebs.
-
Wie in 6 zu sehen ist, ist stromabwärts der Schaufeln 54 des Axialgebläses der Drucklufterzeugungsvorrichtung 44 eine steuerbare Leitschaufel-Anordnung 64 angebracht. Diese ist über einen in 6 nicht dargestellten Mechanismus mittels eines Fußpedals 66 (siehe 1) im Betätigungsbereich des Piloten 18 steuerbar. Hierdurch wird das im Übrigen durch Verschwenken der Auftriebsvorrichtung 14 relativ zum Rumpf 12 bewirkte Manövrieren des erfindungsgemäßen Fluggeräts 10 unterstützt.
-
In 6 ist ferner ein rohrförmiges Ende einer Zufuhrvorrichtung 68 eingezeichnet, mit deren Hilfe verschiedene Stoffe aus einem oder mehreren in 6 nicht dargestellten Behältern in den axial abgeblasenen Druckluftstrahl hineingemischt werden können. Bei diesen Stoffen kann es sich im Falle einer landwirtschaftlichen Verwendung des erfindungsgemäßen Fluggeräts 10 beispielsweise um Düngemittel, Insektizide und dergleichen handeln.
-
Im Folgenden wird insbesondere anhand der 9 bis 11 erläutert werden, wie mit Hilfe der durch die Radialverdichterkanäle 50 erzeugten Druckluft die Auftriebsvorrichtung 14 ähnlich einer Radialturbine betrieben wird.
-
Wie in 9 gezeigt, mündet die Rumpf-Druckluftleitung 52 in einem oberen Bereich des Rumpfs 12 in die Kugelpfanne 36. Im Bereich dieser Mündung weist der in der Kugelpfanne 36 aufgenommene Kugelkopf 32 einen Ringkanal 70 auf, von dem im rechten Bereich des in 9 dargestellten Ausschnitts eine Tragscheibenkopf-Sammelleitung 72 vertikal nach oben in die Tragscheibe 26 führt.
-
Obwohl in 9 aus Gründen der Übersichtlichkeit nur eine derartige Tragscheibenkopf-Sammelleitung 72 eingezeichnet ist, versteht es sich, dass der Ringkanal 70 im Kugelkopf 32 dazu dient, mehrere derartiger Tragscheibenkopf-Sammelleitungen 72 zu versorgen, die vorzugsweise gleichmäßig um den Umfang des Tragscheibenkopfs 28 verteilt sind und in den Ringkanal 70 münden.
-
In der Tragscheibe 26 verzweigt sich die Tragscheibenkopf-Sammelleitung 72 in eine obere Teilleitung 74 und eine untere Teilleitung 76, die in der Tragscheibe 26 radial nach außen verlaufen. Wie in 10 dargestellt ist, mündet die obere Teilleitung 74 in einen oberen Tragscheiben-Ringkanal 78 und füllt ihn mit Druckluft. Da diese Druckluft, wie anschließend erläutert werden wird, zur Luftlagerung der Rotorschaufeln der Auftriebsvorrichtung 14 dient, wird der obere Tragscheiben-Ringkanal 78 im Folgenden auch als Lagerluft-Ringkanal 78 bezeichnet. Die untere Teilleitung 76 mündet in einen unteren Tragscheiben-Ringkanal 80, der ebenfalls in einem radial äußeren Bereich der Tragscheibe 26 entlang ihres Umfangs verläuft, und füllt ihn mit Druckluft. Da diese Druckluft, wie nachfolgend erläutert werden wird, zum pneumatischen Antrieb der Rotorschaufeln der Auftriebsvorrichtung 14 ähnlich einer Radialturbine verwendet wird, wird der untere Tragscheiben-Ringkanal 80 im Folgenden auch als Antriebsluft-Ringkanal 80 bezeichnet.
-
In dem in 11 gezeigten radial äußeren Bereich ist die Tragscheibe 26 an ihrem Außenumfang mit einer von unten nach oben konisch breiter werdenden Rotor-Lagerfläche 82 ausgebildet. Dieser Rotor-Lagerfläche 82 liegt eine Gegenlagerfläche 84 eines Rotorrings 86 gegenüber, an dem Rotorschaufeln 88 befestigt sind. Der Lagerluft-Ringkanal 78 ist entlang seines Umfangs an einer Mehrzahl von Stellen mit Auslassöffnungen 78a versehen, die in Luftlagertaschen 82a der Rotor-Lagerfläche 82 münden. In der Schnittansicht der 11 ist nur eine solche Auslassöffnung 78a dargestellt; es versteht sich jedoch, dass für eine gleichmäßige Beaufschlagung der Gegenlagerfläche 84 des Rotorrings 86 mit in die Lufttaschen 82a geblasener Druckluft eine verhältnismäßig große Zahl derartiger Auslassöffnungen 78a, beispielsweise mehrere Dutzend, entlang des Umfangs des Lagerluft-Ringkanals 78 vorgesehen sind. Mit Hilfe dieser Druckluftbeaufschlagung bildet sich also zwischen der Rotor-Lagerfläche 82 außen an der Tragscheibe 26 und der Gegenlagerfläche 84 des Rotorrings 86 ein Luftpolster, gegen das die Rotorschaufeln 88 bei Rotation und hieraus resultierender Erzeugung von Auftrieb gedrückt werden. Grundsätzlich ist anstelle einer solchen Luftlagerung des Rotorrings 86 mit den Rotorschaufeln 88 natürlich auch eine Gleit- oder/und Wälzlagerung denkbar.
-
Der Antrieb der Rotoranordnung 85 mit dem Rotorring 86 und den hieran befestigten Rotorschaufeln 88 erfolgt nach dem Prinzip einer Radialturbine: Hierzu ist der Antriebsluft-Ringkanal 80, ähnlich wie der Lagerluft-Ringkanal 78, entlang seines Umfangs an einer Mehrzahl von Stellen mit Düsenöffnungen 80a versehen, durch die Druckluft mit hoher Geschwindigkeit aus dem Antriebsluft-Ringkanal 80 ausströmt. Bekanntlich kann die Geschwindigkeit der ausströmenden Druckluft durch die Gestaltung der Düsenöffnung 80a beeinflusst werden, wobei eine besonders hohe Austrittsgeschwindigkeit durch Gestaltung der Düsenöffnung 80a in Form einer Laval-Düse erreicht werden kann. Die ausströmende Druckluft trifft nun auf Turbinenschaufelelemente, die zum Antrieb der Rotoranordnung 85 am Rotorring 86 vorgesehen sind. In dem in 11 gezeigten Fall sind diese Turbinenschaufelelemente in besonders einfacher Weise durch Rotorring-Kanäle 86a gebildet, deren Wände beispielsweise, wie durch den strichpunktierten Kreis K angedeutet, einen einem Kreislinienabschnitt entsprechenden Verlauf von innen nach außen aufweisen können. Bei einem derartigen radialen Verlauf der Rotorring-Kanäle 86a sind die Düsenöffnungen 80a des Antriebsluft-Ringkanals 80 derart orientiert, dass die aus ihnen austretende Druckluft eine Tangentialkomponente aufweist, d. h. eine Geschwindigkeitskomponente aus der Zeichenebene der 11 heraus. Beim Auftreffen dieser Druckluft auf den Rotorring 86 und Eintritt in die Rotorring-Kanäle 86a wird daher eine tangentiale Bewegungskomponente auf der Rotorring 86 übertragen. Selbstverständlich können die genaue Orientierung und Dimensionierung der Düsenöffnungen 80a sowie der Rotorring-Kanäle 86a durch Strömungsrechnungen und entsprechende Versuche optimiert werden, wobei die hierdurch aufzufindende Optimalanordnung zwischen der in 11 gezeigten und einer anderen, ebenfalls denbaren Anordnung liegen kann, bei der die Düsenöffnungen 80a radial orientiert sind und der Verlauf der Rotorring-Kanäle 86a eine Tangentialkomponente aufweist.
-
In der oben beschriebenen Weise wird der Rotorring 86 und somit die an ihm befestigten Rotorschaufeln 88 durch Druckluft aus dem Antriebsluft-Ringkanal 80 angetrieben und durch Druckluft aus dem Lagerluft-Ringkanal 28 gelagert. Erfahrungsgemäß wirkt ein solches konisches Luftlager als selbstregulierendes Lager mit in der Regel automatischer Luftspalteinstellung.
-
Die Rotorschaufeln weisen im Querschnitt annähernd das Profil eines ”C” auf, welches aus der aufrechten Stellung gegenüber der Vertikalen derart gekippt ist, dass seine offene Seite nach unten orientiert ist. Bei Drehung dieser am Rotorring 86 befestigten Rotorschaufeln 88 um die Rotorringachse wird somit ein von der Rotationsgeschwindigkeit abhängiger Luftstrom nach unten gefördert und somit in bekannter Weise ein Auftrieb der Rotoranordnung 85 hervorgerufen, der über die Gegenlagerfläche 84, das Luftlager und die Rotor-Lagerfläche 82 auf die Tragscheibe 26 und somit die gesamte Auftriebsvorrichtung 14 übertragen wird, um das erfindungsgemäße Fluggerät 10 anzuheben. Die von den rotierenden Rotorschaufeln 88 nach unten geförderte Luft kann nicht frei abströmen, sondern passiert eine Austrittsleitschaufelanordnung 90 mit einer Mehrzahl von Austrittsleitschaufeln 92, die in einem unteren Bereich der Tragscheibe 26 unterhalb der konischen Rotor-Lagerfläche 86 radial nach außen verlaufend befestigt sind. Die Austrittsleitschaufeln 92 weisen ähnlich den Rotorschaufeln 88 im Querschnitt annähernd das Profil eines ”C” auf, welches aber im Gegensatz zu den Rotorschaufeln 88 gegenüber der Vertikalen in der Regel nicht verkippt ist. Die von den Rotorschaufeln 88 nach unten geförderte Luft muss die Austrittsleitschaufelanordnung 90 durchströmen und wird hierbei verzögert. Diese Verzögerung bewirkt in einer von Strömungsmaschinen bekanntlich erforderlichen Weise eine Vergrößerung des statischen Luftdrucks auf Kosten des dynamischen Luftdrucks. Zusätzlich überträgt die von den Rotorschaufeln 88 in der Regel schräg nach unten geförderte Luft beim Auftreffen auf die Austrittsleitschaufeln 92 auf die gesamte Austrittsleitschaufelanordnung 90 ein Drehmoment, welches den von Hubschraubern und ähnlichen rotorbetriebenen Fluggeräten bekannten Momentenausgleich übernimmt und somit verhindert, dass sich der Rumpf 12 des Fluggeräts 10 unter der Auftriebsvorrichtung 14 in einer zur Rotoranordnung 85 entgegengesetzten Richtung dreht. Um sowohl die Verzögerung des Luftstroms als auch den Momentenausgleich zu optimieren, können einige, vorzugsweise alle Austrittsleitschaufeln 92 um ihre Längsachse verstellbar sein.
-
Ähnlich der Austrittsleitschaufelanordnung 90 ist in einem oberen Bereich der Tragscheibe 26 eine stationäre Eintrittsleitschaufelanordnung 94 mit einer Mehrzahl von Eintrittsleitschaufeln 96 vorgesehen. Anzahl, Gestalt, Befestigung und Verstellbarkeit der Eintrittsleitschaufeln 96 entsprechen im Wesentlichen den Austrittsleitschaufeln 92, können aber selbstverständlich ebenfalls durch Strömungsrechnungen und entsprechende Experimente optimiert werden. Die wesentliche Aufgabe der Eintrittsleitschaufelanordnung 94 besteht darin, sicherzustellen, dass die von den Rotorschaufeln 88 angesaugte und in die Rotoranordnung 85 einströmende Luft möglichst genau axial einströmt, so dass gut definierte Arbeitsbedingungen für die Rotoranordnung 85 bestehen. Insgesamt bietet die in 10 zu erkennende Kombination der Eintrittsleitschaufeln 96 über den Rotorschaufeln 88 mit den darunter befindlichen Austrittsleitschaufeln 92 und einem die Rotorschaufeln 88 radial außen umgebenden Außenwulst 98, an dem die radial äußeren Enden der Eintrittsleitschaufeln 96 und der Austrittsleitschaufeln 92 befestigt sind, eine gute Gesamtführung der angesaugten und nach unten geförderten Luft sowie eine Kapselung der Rotoranordnung 85, die aus Gründen der Sicherheit vorteilhaft ist. Ähnlich dem Außenwulst 98 ist zur Verbesserung der Luftführung und zur Erhöhung der Stabilität der Rotoranordnung 85 ein Deckband 89 vorgesehen, das die radial äußeren Enden der Rotorschaufeln 88 miteinander verbindet.
-
Eine gegenüber dieser ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fluggeräts 10 geringfügig abgewandelte zweite Ausführungsform ist in den 12 und 13 in Seitenansicht bzw. in Draufsicht gezeigt. Bei dieser Ausführungsform sind an die Auftriebsvorrichtung 14 des erfindungsgemäßen Fluggeräts 10 Tragflächenelemente 100 angesetzt, beispielsweise am Außenwulst 98 der Auftriebsvorrichtung 14 befestigt. In der Draufsicht der 13 erkennt man, dass diese Tragflächenelemente 100 eine von vorne nach hinten breiter werdende Gestalt aufweisen, wie sie beispielsweise von einigen Flugzeugen, Flugdrachen und anderen Fluggeräten bekannt ist. Mit Hilfe dieser Tragflächenelemente 100 kann das erfindungsgemäße Fluggerät 10 auch einen Gleitflug vollführen, beispielsweise beim Landeanflug, was auch als Sicherheitsmaßnahme für den Fall eines Ausfalls der Auftriebsvorrichtung 14 vorteilhaft ist. Selbstverständlich können derartige Tragflächenelemente 100 auch direkt am Rumpf 12 befestigt sein. Ihre Anbringung an der Auftriebsvorrichtung 14 ermöglicht aber ein stabileres Gleitflugverhalten. Außerdem können bei allen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Fluggeräts 10 am Rumpf 12 Stabilisierungsflügel 99 befestigt sein (siehe z. B. 2), die das Flugverhalten des Fluggeräts 10 stabilisieren, jedoch keine Tragflächenwirkung hervorrufen. Als weitere Sicherheitsmaßnahme kann selbstverständlich in allen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Fluggeräts 10 ein Rettungsfallschirm 104 im mittleren Bereich der Tragscheibe 26 vorgesehen sein (siehe z. B. 9).
-
Eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fluggeräts 10 ist in den 14 und 15 in Seitenansicht bzw. Draufsicht gezeigt. Auch in dieser Ausführungsform ist oben am Rumpf 12 eine Auftriebsvorrichtung 14 mit Tragflächenelementen 100 angebracht. Der wesentlichen Unterschied zu den ersten beiden Ausführungsformen besteht darin, dass bei dieser dritten, etwas größeren Ausführungsform zwei Sitze 16 für einen Piloten 18 und einen Passagier 19 hintereinander am Rumpf 12 angeordnet sind. Das Fluggerät 10 kann dann als ”Zweisitzer” bezeichnet werden.
-
Eine vierte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fluggeräts ist in den 16 und 17 in Seitenansicht bzw. in Draufsicht gezeigt. Bei dieser Ausführungsform sind insgesamt fünf Sitze 16 im Rumpf 12 für einen Piloten 18 und maximal vier Passagiere 19 vorgesehen. Um den hierbei erforderlichen Auftrieb des erfindungsgemäßen Fluggeräts 10 zu erreichen, sind an seinem Rumpf 12 nun zwei Auftriebsvorrichtungen 14 angebracht, die jeweils wie die im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform beschriebene Auftriebsvorrichtung 14 betrieben werden. Dementsprechend erkennt man, dass der Bereich des Rumpfs 12 hinter der hintersten Reihe von Sitzen 16 gegenüber den ersten drei Ausführungsformen deutlich vergrößert ist, um in diesem Bereich des Rumpfs 12 ein leistungsfähigeres Antriebsaggregat 40 unterbringen zu können. Ferner erkennt man, dass in dieser vierten Ausführungsform das erfindungsgemäße Fluggerät 10 am hinteren Rumpfende mit einem Rudersystem 102 ausgestattet ist, welches seine Manövrierbarkeit in der von Flugzeugen bekannten Weise verbessert.
-
Eine fünfte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fluggeräts ist in den 18 und 19 in Seitenansicht bzw. in Draufsicht gezeigt. Diese Ausführungsform entspricht im Wesentlichen der anhand der 16 und 17 erläuterten, allerdings sind in dieser fünften Ausführungsform Tragflächenelemente 100 an der hinteren der beiden Auftriebsvorrichtungen 14 angesetzt.
-
Eine sechste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fluggeräts 10 ist in den 20 und 21 in Seitenansicht bzw. in Draufsicht gezeigt. Bei dieser Ausführungsform sind im Rumpf 12 insgesamt 14 Sitze 16 vorgesehen, von denen die beiden vordersten nebeneinander im vorderen Bereich des Rumpfs zweckmäßigerweise von einem Piloten 18 und einem Copiloten 18 besetzt werden. Die weiteren Sitze 16 sind dann für Passagiere bestimmt.
-
Um den für eine Belegung des erfindungsgemäßen Fluggeräts 10 mit bis zu vierzehn Personen erforderlichen Auftrieb zu erhalten, ist das Fluggerät 10 in dieser Ausführungsform mit drei Auftriebsvorrichtungen 14 ausgestattet, von denen eine im vorderen Bereich des Rumpfs 12 und die beiden anderen nebeneinander im hinteren Bereich des Rumpfs 12 vorgesehen sind. Auch in dieser sechsten Ausführungsform ist das Fluggerät 10 mit einem Rudersystem 102 am Heck zur Verbesserung seiner Manövrierfähigkeit ausgestattet.
-
Eine siebte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fluggeräts ist in den 22 und 23 in Seitenansicht bzw. in Draufsicht gezeigt. Diese Ausführungsform entspricht im Wesentlichen der anhand der 20 und 21 erläuterten, wobei jedoch Tragflächenelemente 100 an den beiden hinteren Auftriebsvorrichtungen 14 vorgesehen sind. In der in den 22 und 23 dargestellten Ausführungsform sind diese Tragflächenelemente 100 für die beiden hinteren Auftriebsvorrichtungen 14 einstückig ausgebildet, um die Gesamtfläche der Tragflächenelemente 100 zu maximieren und damit die Gleitfähigkeit des erfindungsgemäßen Fluggeräts 10 zu optimieren. Es versteht sich jedoch, dass die beiden getrennten Auftriebsvorrichtungen 14 auch mit getrennten Tragflächenelementen 100 versehen sein können, was bei Reparatur- oder/und Wartungsarbeiten die Möglichkeit des Ausbaus einer Auftriebsvorrichtung 14 verbessert.
-
Das erfindungsgemäße Fluggerät 10 bietet in all seinen vorgestellten Ausführungsformen den von Hubschraubern bekannten Vorteil, vertikal starten und landen zu können, weist aber durch die erläuterte Gestaltung der Auftriebsvorrichtung 14 einen gegenüber einem Hubschrauber vergleichbare Größe jeweils besseren Wirkungsgrad auf. Der beschriebene einfache mechanische Aufbau des erfindungsgemäßen Fluggeräts 10 erlaubt ferner eine kostengünstige Herstellung. Dabei versteht es sich, dass die Erfindung nicht auf die beispielhaft beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist. Beispielsweise ist es denkbar, mehrere Auftriebsvorrichtungen 14 nicht oben am Rumpf 12, sondern vielmehr an seinen Seiten vorzusehen. Die Zufuhr der für den Antrieb der Rotoranordnung 85 benötigten Druckluft zu einer Auftriebsvorrichtung 14 kann selbstverständlich auch durch andere Leitungssysteme als die beschriebenen erfolgen, wobei es grundsätzlich auch möglich ist, die Rotoranordnung 85 auf andere Weise anzutreiben, beispielsweise mittels einer herkömmlichen Rotorwelle, oder auch mittels eines elektromagnetischen Antriebs. Die beschriebene wellenlose Lagerung der Rotoranordnung 85 ist jedoch wegen des verhältnismäßig geringen Verschleißes und des verringerten Kreiselmoments am erfindungsgemäßen Fluggerät 10 bevorzugt.
-
Bei der Auswahl der Materialien für die Herstellung der einzelnen Teile des erfindungsgemäßen Fluggeräts 10 ist auf möglichst große Festigkeit und Belastbarkeit bei gleichzeitig möglichst niedrigem spezifischen Gewicht der Materialien zu achten. Daher ist vorgesehen, den Rumpf 12, die an ihm befestigten Stabilisierungsflügel 99 sowie ferner an ihm schwenkbar angebrachte Wartungsklappen 101, die für einen Zugang zum Antriebsaggregat 40 zur Seite geklappt werden können, aus Komposit-Werkstoffen herzustellen. Als Ausgangsmaterial für den Tragscheibenkopf 28 kann eine Aluminiumlegierung verwendet werden, die Tragscheibe 26 selbst kann vorzugsweise in Sandwich-Bauweise mit einer Aluminium-Außenhaut gebildet sein, die innen mit Hartschaum ausgeschäumt ist. Der Radialverdichter und das Axialgebläse der Drucklufterzeugungsvorrichtung 44 können beispielsweise aus einer Magnesiumlegierung gegossen werden.
