DE10107515A1

DE10107515A1 - Rotor/carrier surface for rotating wing has drive axis at right angle to direction of lift

Info

Publication number: DE10107515A1
Application number: DE10107515A
Authority: DE
Inventors: Ralf Hoyer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-02-09
Filing date: 2001-02-09
Publication date: 2002-09-05

Abstract

The rotor/carrier surface is attached to a drive axis which is at a right angle to the direction of lift, round which rotate several rotors which also rotate round their own attachment axes. The flow over them can be regulated by means of surfaces able to be moved by control rods. They may have attachments to cause the air to rotate the rotor as the vane rotates.

Description

Aus der Deutschen Patentanmeldung Aktenzeichen 100 34 306.6 ist ein Drehflügel bekannt, der zur Erzeugung von Auftrieb Flächen aus biegbarem, schwingungsarmem Material um eine Antriebsachse rotieren läßt, wobei diese Flächen durch Steuerstangen je nach Drehwinkelposition zu Tragflächenprofilen verformt werden. Gleichfalls werden mehrteilige Tragflächen mit Querruder beschrieben.From the German patent application file number 100 34 306.6 a rotary wing is known, which for Generation of buoyancy surfaces made of flexible, low-vibration material around a drive axis can rotate, these surfaces by control rods depending on the rotational angle position Wing profiles are deformed. Likewise, multi-part wings with ailerons described.

Nachteilig daran ist, daß das Material der Flächen bei hohen Drehzahlen durch die schnelle Formveränderung schnell ermüdet und dann bricht, was zum Absturz des gesamten Flugobjektes führen kann.The disadvantage of this is that the material of the surfaces at high speeds due to the fast Shape change quickly tires and then breaks, causing the entire flying object to crash can lead.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Drehflügel zu entwickeln, der höhere Auftriebswerte erreicht, leichter und kostengünstiger herzustellen und Dauerbelastungen stand hält.The object of the invention is therefore to develop a rotary wing that is higher Buoyancy values achieved, easier and cheaper to manufacture and withstand permanent loads.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, dadurch daß um eine Antriebsachse die im rechten Winkel zur Auftriebsrichtung steht, mehrere um diese Achse kreisende, sich selbst um ihre Befestigungsachse drehende Rotoren angeordnet sind, deren Anströmung durch über Steuerstangen bewegbare Flächen regelbar ist.This object is achieved in that about a drive axis in the right There is an angle to the direction of buoyancy, several circling around this axis, around themselves Fastening axis rotating rotors are arranged, the flow through through control rods movable surfaces is adjustable.

Der neuartige Drehflügel verfügt anstelle der biegbaren Flächen über drehbare Rotoren. Schnell drehende Rotoren können, wenn sie durch die Luft bewegt werden, um ihren Umfang eine laminare Luftschicht aufbauen die zu einem starken Auftrieb führt. Die hier im Drehflügel angeordneten Rotoren drehen sich um ihre Befestigungsachse und können auf unterschiedliche Art angetrieben werden. Einmal kann die an den Rotor anströmende Luft, die bei Drehung des Dreflügels entsteht zu dessen Rotation genutzt werden. Dafür sind an dem Rotor Flügel oder Lufthutzen derart angebracht, daß die anströmende Luft über sie den Rotor in Drehung versetzt. Eine andere Möglichkeit den Rotor durch die anströmende Luft in Bewegung zu versetzen besteht darin, die Rotoroberfläche mit einem Oberflächenprofil zu versehen, das aber ein laminares Anliegen der Luftschicht an der Rotor oberfläche nicht verhindert. Die anströmende Luft erzeugt dann in den Vertiefungen den Druck, der den Rotor zum Drehen bringt. Die Rotoren können auch über eine Kardanwelle oder über einen Riementrieb in Rotation versetzt werden. Dabei ist es möglich, über Getriebe die Drehzahl des Rotors in Bezug zu der Umdrehungszahl der beiden Rotoren um die Motorantriebsachse zu setzen. Um bei hohen Drehzahlen ein Durchbiegen der drehenden Rotoren zu verhindern, können die Rotoren mittig durch ein Verbindungselement miteinander verbunden werden. Als Verbindungselement kann z. B. ein dritter Tragflächenholm dienen.The new rotating wing has rotatable rotors instead of the bendable surfaces. Fast rotating rotors, when moved through the air, can make their circumference a laminar one Build up air layer which leads to a strong buoyancy. The ones arranged here in the rotary wing Rotors rotate around their mounting axis and can be driven in different ways become. On the one hand, the air flowing to the rotor, which arises when the three-sash rotates whose rotation can be used. For this purpose, wings or air scoops are attached to the rotor in such a way that the incoming air rotates the rotor through it. Another possibility Moving the rotor in motion by the incoming air consists in moving the rotor surface with it to provide a surface profile, but a laminar contact of the air layer on the rotor surface not prevented. The inflowing air then creates the pressure in the recesses makes the rotor spin. The rotors can also have a cardan shaft or a Belt drive are set in rotation. It is possible to change the speed of the gearbox Rotor in relation to the number of revolutions of the two rotors around the motor drive axis. In order to prevent the rotating rotors from bending at high speeds, the The rotors are connected to each other in the middle by a connecting element. As Connecting element can e.g. B. serve a third wing spar.

Die für die Funktion des Drehflügels notwendige Umkehrung des Tragflächenprofils erübrigt sich bei Verwendung von Rotoren. Um einen ausgleichenden Abtrieb (bei Pos. 2) zum Auftrieb (bei Pos. 1) auf der 180 Grad entgegengesetzten Seite zu verhindern, wird eine über Steuerstangen kippbare Fläche in Drehrichtung vor dem Rotor angeordnet. Diese wird bei der Drehflügeldrehwinkelposition in der der drehende Rotor Abtrieb erzeugen würde, so über die Steuerstangen schräg angestellt, daß der Rotor nicht mehr von der Luft angeströmt werden kann. Zudem erzeugt die angestellte Fläche zusätzlichen Auftrieb durch das Schräganstellen in der Luftströmung. Der Abtrieb durch den unteren Rotor (bei Pos. 2) entfällt. Die Steuerstangen sind, wie in Patanmeldung Nr 100 34 306.6 beschrieben mit einem Ring, der sich um eine zum Motorgehäuse dreh- und verschiebbare Exzenterscheibe dreht, verbunden.The reversal of the wing profile necessary for the function of the wing is not necessary Use of rotors. To compensate for downforce (at item 2) to lift (at item 1) To prevent on the opposite side 180 degrees, a tiltable over control rods Surface arranged in the direction of rotation in front of the rotor. This is at the rotary wing angle position in which the rotating rotor would produce output, so inclined over the control rods that the air can no longer flow against the rotor. In addition, the employed area creates additional lift due to the inclination in the air flow. The downforce through the lower Rotor (at item 2) is not required. The control rods are as described in patent application No. 100 34 306.6 with a ring that rotates around an eccentric disc that can be rotated and moved relative to the motor housing turns, connected.

An der Drehwinkelposition an der Auftrieb erzeugt werden soll, wird die vorgelagerte Fläche durch die Steuerstangen parallel zum Luftstrom gestellt, so daß ihr Luftwiderstand gering ist und sich der drehende Rotor vollständig in der anströmenden Luft befindet. So erzeugt der sich drehende Rotor den größten Auftrieb. Zur Steuerung des Drehflügels kann die kippbare Fläche zweigeteilt ausgeformt sein. Beide Teile der Fläche sind dann über die an ihr befindlichen Steuerstange getrennt anstellbar. Wird eine Seite der Fläche mehr angestellt als die andere, so gelang an dieser Seite weniger Luftströmung an den Rotor, der Auftrieb ist geringer, der Drehflügel bewegt sich dann in die entsprechende Richtung.At the rotation angle position where the lift is to be generated, the upstream area is marked by the control rods placed parallel to the air flow so that their air resistance is low and the rotating rotor located entirely in the incoming air. This is how the rotating rotor creates the biggest boost. The tilting surface can be divided into two to control the rotating wing be formed. Both parts of the surface are then separated via the control rod located on it unemployable. If one side of the surface is turned more than the other, this side succeeds less air flow to the rotor, less buoyancy, the rotating wing then moves in the corresponding direction.

Eine andere Möglichkeit der Steuerung besteht darin, Tragflächenholme zu verwenden, die, ähnlich einem verstellbaren Propeller in ihrer Winkelstellung zur Drehrichtung der Holme veränderbar sind. Die gegeneinander angeordneten Tragflächenholme bewirken bei Rotation des Drehflügels je nach Anstellung der Tragflächenholmflächen Zug oder Schub in axialer Richtung. Ist der Anstellungswinkel bei beiden entgegengesetzten Holmen gleich, heben sich die Kräfte auf, der Drehflügel behält seine waagrechte Position. Wird die Anstellung nur eines Holmes erhöht, wirkt der Tragflächenholm wie ein Propeller. Der gesamte Drehflügel wird dann durch den Holm in eine andere Position geschoben oder gezogen.Another way of control is to use wing spars that are similar an adjustable propeller can be changed in its angular position to the direction of rotation of the spars. The wing spars, which are arranged against each other, cause depending on the rotation of the rotary wing Adjustment of the wing spar surfaces pull or thrust in the axial direction. Is the The angle of attack is the same for both opposite spars, the forces cancel each other out Rotary wing keeps its horizontal position. If the employment of only one spar is increased, the effect Wing spar like a propeller. The entire rotary wing is then through the spar into one other position pushed or pulled.

Anders als bei der o. g. Patentanmeldung 100 34 306.6 wird ein effizienteres Strömungsverhalten auch erreicht, wenn anstatt der verformbaren und/oder mehrteiligen Tragflächen nur eine Tragfläche aus einem Stück mit symmetrisch Profil verwendet wird. Bei dieser Ausführung wird die Tragfläche an den Seite drehbar mit dem Tragflächenholm verbunden. Die Steuerstange wird ebenfalls mit der Seite der Tragfläche verbunden. Je nach Drehwinkelposition wird die Tragfläche durch das Ein- und Auslenken der Steuerstangen in ihrem Anstellwinkel zur anströmenden Luft verändert, so dass auf beiden entgegengesetzten Drehwinkelpositionen durch Umkehr der Anstellung der Tragfläche Auftrieb erzeugt werden kann. Vorteilhaft an dieser Ausformung ist, dass die Herstellung dieser einteiligen Fläche kostengünstiger ist und weniger verschleißträchtigen Teile zum Einsatz kommen.Unlike the above Patent application 100 34 306.6 becomes a more efficient flow behavior also achieved if instead of the deformable and / or multi-part wings only one wing one piece with a symmetrical profile is used. In this version, the wing rotatably connected to the wing spar on the side. The control rod is also with the Side of the wing connected. Depending on the angle of rotation position, the wing is replaced by the in and Deflection of the control rods changed in their angle of attack to the incoming air, so that on two opposite angular positions by reversing the position of the wing Buoyancy can be generated. The advantage of this shape is that the production of this one-piece surface is cheaper and less wear-resistant parts are used.

Fig. 1 zeigt eine dreidimensionale Darstellung eines Drehflügels mit Rotoren, an diesen befindliche Flügel und den Rotoren in Drehrichtung vorgelagerte Flächen. Um die Anstellung der Fläche bei Pos. 2 zu verdeutlichen wurden auf der rechten Seite des Drehflügels der Tragflächenholm sowie der Motor und Teile des Tragegestells weggelassen. Fig. 1 shows a three dimensional representation of a rotary vane with rotors upstream of this wing located and the rotors in the direction of rotation surfaces. In order to clarify the position of the surface at item 2, the wing spar and the motor and parts of the support frame have been left out on the right side of the rotating wing.

Fig. 2 zeigt im Querschnitt einen Drehflügel mit eingesetzten einteiligen Tragflächen die über Steuerstangen ausgelenkt sind. Fig. 2 shows in cross section a rotary wing with inserted one-piece wings which are deflected via control rods.

Fig. 3 zeigt im Querschnitt einen Drehflügel in der Drehwinkelposition, in der der größte Auftrieb erzeugt wird. Deutlich sind die entsprechend ihrer jeweiligen Drehwinkelposition unterschiedlich angestellten Flächen zu sehen. Fig. 3 shows in cross section a rotary wing in the angular position in which the greatest lift is generated. The surfaces set differently according to their respective rotational angle positions can be clearly seen.

Claims

1. Rotor / wing for rotary wing, characterized in that a drive axis which is at right angles to the direction of lift, a plurality of rotating about this axis, rotating itself about its mounting axis rotors are arranged, the flow is adjustable by means of control rods surfaces.

2. rotor / wing for rotating wing, characterized, that the rotor has blades and / or air scoops and / or a surface profile, so that already the incoming air causes the rotor to rotate when the rotary vane is rotated.

3. rotor / wing for rotating wing, characterized, that a surface upstream of the rotor, which is movable via control rods, the Direction of the incoming air can change.

4. rotor / wing for rotating wing, characterized, that the wing is symmetrical and consists of one part.