DE102007004746A1 - Aerodynamisches Antriebssystem für Fahrzeuge - Google Patents

Aerodynamisches Antriebssystem für Fahrzeuge Download PDF

Info

Publication number
DE102007004746A1
DE102007004746A1 DE102007004746A DE102007004746A DE102007004746A1 DE 102007004746 A1 DE102007004746 A1 DE 102007004746A1 DE 102007004746 A DE102007004746 A DE 102007004746A DE 102007004746 A DE102007004746 A DE 102007004746A DE 102007004746 A1 DE102007004746 A1 DE 102007004746A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
buoyancy
vehicle
trim
asy
channel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102007004746A
Other languages
English (en)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEUWALD HARTMUT
Original Assignee
NEUWALD HARTMUT
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEUWALD HARTMUT filed Critical NEUWALD HARTMUT
Priority to DE102007004746A priority Critical patent/DE102007004746A1/de
Publication of DE102007004746A1 publication Critical patent/DE102007004746A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C19/00Aircraft control not otherwise provided for
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C29/00Aircraft capable of landing or taking-off vertically, e.g. vertical take-off and landing [VTOL] aircraft
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C39/00Aircraft not otherwise provided for
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64DEQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D27/00Arrangement or mounting of power plants in aircraft; Aircraft characterised by the type or position of power plants
    • B64D27/02Aircraft characterised by the type or position of power plants

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Control Of Fluid Pressure (AREA)

Abstract

Das geschlossene Antriebssystem für Fahrzeuge auf Grundlage aerodynamischen Auftriebs ist gekennzeichnet durch ein Auftriebssystem mit aerodynamischem Auftriebskörper, z. B. Flügel und der erzeugten Strömung eines Gases, z. B. Luft im Auftriebskanal, wodurch am Flügel eine Auftriebskraft nach Bernoulli erzeugt wird und dem Verdichtungssystem zur Strömungserzeugung, bestehend aus Druckerzeuger und Verdichtungskanal und den Leitungen zwischen Auftriebssystem und Verdichtungssystem, wodurch ein geschlossener Strömungskreislauf besteht. Die Verfahren zur Fahrzeugsteuerung sind gekennzeichnet durch Steuerung der Auftriebskraft im Auftriebssystem mittels Ruder, Klappen und Ventile. Das Antriebssystem bewegt das Fahrzeug innerhalb der Hydrosphäre, Atmosphäre oder im Weltraum und ist bei Flugbewegungen steuerbar, z. B. wie ein bekannter Hubschrauber.

Description

  • Bekannter Stand der Technik
  • Bisher haben Luftfahrzeuge, welche durch aerodynamischen Auftrieb fliegen können, Flügel die relativ zum Fahrzeug fest sind (Festflügler, allg. Flugzeug) oder sich bewegen, z. B. drehen (Drehflügler). Die Flügel sind stets außerhalb des Fahrzeugrumpfes angebracht. Um das Flugzeug kontrolliert steuern zu können, ist eine Luftströmung am Flügel notwendig. Diese auftriebsrelevante Luftströmung wird erzeugt durch Schubkraft mittels bekannter Antriebstechnik (z. B. Propeller, Motor, Turbine, usw.) oder durch Erdanziehungskraft bedingten Fall Segelflug.
  • Der aerodynamische Auftrieb am Flügel entsteht durch die besondere Form seines Profils und den unterschiedlichen Strömungsgeschwindigkeiten an der Flügeloberseite und Flügelunterseite.
  • Der hieraus entstehende Unterschied des statischen Drucks zwischen beiden Flügelseiten, bewirkt nach Bernoulli einen Unterdruck, der als Auftriebskraft nutzbar wird.
  • Die Auftriebskraft wirkt hier senkrecht zur Profilachse.
  • Die Auftriebskraft ist letztlich die Umwandlung der Schubenergie, z. B. aus Propeller oder Strahltriebwerk.
  • Zusammenfassung
  • Die technische Neuerung ist ein geschlossenes Antriebssystem im Fahrzeug auf Grundlage aerodynamischen Auftriebs, wodurch das Fahrzeug gesteuert bewegt wird, wahlweise innerhalb der Hydrosphäre, Atmosphäre oder im Weltraum.
  • Das Fahrzeug ist steuerbar, z. B. wie ein bekannter Hubschrauber.
  • Hierfür befindet sich im Fahrzeug mindestens ein aerodynamischer Auftriebskörper, z. B. Flügel in einem Kanal (Auftriebskanal).
  • Durch den Auftriebskanal strömt ein Gas, z. B. Luft und bewirkt die Auftriebskraft am Flügel nach Bernoulli.
  • Diese Auftriebskraft ist letztlich die Umwandlung der Schubenergie, z. B. aus Propeller oder Strahltriebwerk, d. h. eines beliebigen Druckerzeugers.
  • Der Strömungskreislauf des Gases ist innerhalb des zu bewegenden Fahrzeuges geschlossen, siehe Skizzen 1 bis 4.
  • Beschreibung
  • In einem Kanal (Verdichtungskanal [VK]) wird mit einem Druckerzeuger [D] z. B. Propeller, Turbine ein Gas, z. B. Luft komprimiert (siehe Skizzen 1 bis 2).
  • Diese komprimierte Luft [PF] wird in der anschließenden Druckkammer [DK] auf einen homogenen Druck gebracht, siehe Skizze 11.
  • Zwischen Verdichtungskanal [VK] und Druckkammer befindet sich ein Rückstauschutz [JAL], z. B. eine Jalousie.
  • In Strömungsrichtung vor dem Druckerzeuger bewirkt ein Trennsystem, z. B. Gitter [GIT], das gleichmäßige Ansaugen der Luft.
  • In der Druckkammer verhindert ein Überdruckschutz, bestehend aus Überdruckventilen [UV] und Rücklaufkanal [RK] mögliche Materialüberlastungen.
  • An der Druckkammer befindet sich der Leitungsverteiler [L] mit Trimmventilen [TRV].
  • Die komprimierte Luft wird im Leitungsverteiler in die Überdruckleitung [DL] gepresst.
  • Verdichtungskanal, Druckkammer, Überdruckschutz und Druckerzeuger bilden das Verdichtungssystem [VS], welches mit dem Fahrzeug [C] fest verbunden ist, siehe Skizzen 11, 15, 16. Die Überdruckleitung führt die komprimierte Luft zum Auftriebssystem [ASY], siehe Skizzen 1 bis 4. Vor dem aerodynamischen Auftriebskörper [A], z. B. Flügel wird mittels Druckverteiler [Sg] z. B. Steg, Gatter oder Sieb eine gleichmäßige Strömung im Auftriebskanal [AK] erzeugt. Diese Strömung bewirkt die Auftriebskraft [Fa] am Flügel und damit eine Fahrzeugbewegung. Der Flügel [A] ist mit seinem umschließenden Auftriebskanal [AK] fest verbunden und beide bilden das Auftriebssystem [ASY], welches wiederum am Fahrzeug [C] drehbar gelagert befestigt ist, siehe Skizzen 1 bis 4 und 17, 18.
  • Zum Auftriebssystem zählen zudem Trichter [TDL], [TUL] zur Querschnittanpassung der Druckleitungen [DL], [UL] (siehe Skizze 3).
  • Der Strömungsrichtung folgend, befindet sich hinter dem Auftriebssystem die Unterdruckleitung [UL], die den Kreislauf schließend zum Verdichtungssystem führt (siehe Skizzen 1 und 2).
  • Die Unterdruckleitung hat weiter die Funktion eines Vorratsbehälters.
  • Fahrzeugsteuerung
  • Die Fahrzeugsteuerung ist eine kontrollierte Fahrzeugbewegung innerhalb des kartesischen Koordinatensystems, bestehend aus Längsachse [LA], Querachse [QA] und Hochachse [HA]. Der Schnittpunkt der drei Achsen liegt im Fahrzeugschwerpunkt [SP], siehe Skizze 16.
  • Zudem kann das Fahrzeug eine beliebige Lage im Raum einnehmen (Schwerpunkt-Trimmung und die Flugrichtungs-Trimmung bei Seitenwind, d. h. Einstellung eines Vorhaltewinkels).
  • Die Fahrzeugsteuerung wird ermöglicht durch die Steuerung der Auftriebskraft [Fa] im Auftriebssystem [ASY], siehe Skizze 6.
  • Die Steuerung der Auftriebskraft wird durch die Masse des Mediums, z. B. Luft [Pf], seiner Strömungsgeschwindigkeit am Flügel [A] sowie der Flügeleigenschaften (Profilform, Einstell- und Anstellwinkel, Ruder) bzw. der Eigenschaften sonstiger möglicher aerodynamischer Auftriebskörper beeinflusst.
  • Zwischen Steuergerät, z. B. Steuerknüppel und Steuerelement, z. B. Ruder bestehen dauerhafte, mechanische oder elektrotechnische Verbindungen.
  • Fahrzeugbewegung entlang der Hochachse (Steigen, Sinken)
  • Im technisch konfigurierten und geschlossenen Auftriebssystem [ASY] ist die Auftriebskraft [Fa] von der Strömungsgeschwindigkeit, z. B. Luft [Pf] am Flügel [A] abhängig, siehe Skizzen 1 bis 4. Hierfür wird die Leistung des Druckerzeugers [D] z. B. des Propellers (Drehzahl, Blattsteuerung) im Verdichtungssystems [VS] geregelt. Zur Fahrzeugbewegung muss die erzeugte Auftriebskraft die entgegenwirkende Gewichtskraft z. B. die Erdanziehungskraft überwinden.
  • Fahrzeugbewegung entlang der Längsachse (Vorwärts-/Rückwärtsbewegung)
  • Das Auftriebssystem [ASY] ist am Fahrzeug um die Querachse [QA], bzw. um eine Achse parallel zur Querachse drehbar gelagert befestigt (siehe Skizzen 4 bis 6 und 16, 17, 18).
  • Die Verbindung [Flex] der Druckleitungen zum Auftriebssystem sind dehnbar und beweglich (siehe Skizze 15).
  • Mit Drehung des Auftriebssystems verändert sich die Richtung der Auftriebskraft [Fa].
  • Die resultierte Kraft aus Auftriebskraft und Gewichtskraft bewirkt somit eine Vorwärts- oder Rückwärtsbewegung des Fahrzeuges, siehe Skizzen 4 bis 6 und 17, 18.
  • Abhängig von der zu erzielenden Geschwindigkeit der Vorwärts- oder Rückwärtsbewegung lind dem Entgegenwirken der Gewichtskraft, muss die Strömungsgeschwindigkeit der Luft im Auftriebssystem angepasst werden.
  • Hierfür wird die Leistung des Druckerzeugers [D] z. B. Propeller (Drehzahl, Blattsteuerung) im Verdichtungssystem [VS] entsprechend geregelt.
  • Der Fahrzeugführer kann mit einem Regler, z. B. Schieber oder Hebel die Drehung des Auftriebssystems und die Leistungsregelung des Druckerzeugers gemeinsam ausführen.
  • Allgemein gilt bei Einhaltung einer definierten Flughöhe: je stärker das Auftriebssystem geneigt wird, um so größer muss die Strömungsgeschwindigkeit im Auftriebssystem sein (siehe Skizzen 4 bis 6 und 17, 18).
  • Kombinierte Auftriebssysteme [ASY] sind funktionell getrennte Auftriebssysteme, wobei die Auftriebskraft eines Systems für die Fahrzeugbewegung entlang der Fahrzeuglängsachse genutzt wird und ein weiteres Auftriebssystem der Gewichtskraft entgegen wirkt.
  • Fahrzeugdrehung um die Längsachse (Rollen) durch Querruder
  • Am Flügel [A] des Auftriebssystems befinden sich Querruder [RQ], siehe Skizzen 2 und 3.
  • Beim Ruderausschlag nach unten vergrößert sich die Profilwölbung und die Auftriebskraft [Fa] nimmt zu. Beim Ruderausschlag nach oben verkleinert sich die Profilwölbung und die Auftriebskraft verringert sich.
  • Die Ruderausschläge einer Fahrzeugseite sind stets gleichsinnig und gleichzeitig.
  • Durch die Kombination der Ruder einen jeweils entgegen gesetzten Ruderausschlag zur gegenüberliegenden Fahrzeugseite zu erzeugen, entstehen unterschiedliche Auftriebskräfte an den Flügeln (negatives Wendemoment). D. h. wenn die Ruder auf der rechten Fahrzeugseite nach unten ausschlagen, bewirkt dies auf der linken Fahrzeugseite einen Ruderausschlag nach oben. Der Ruderausschlag auf der rechten Fahrzeugseite nach oben, bewirkt auf der linken Fahrzeugseite einen Ruderausschlag nach unten.
  • Die dadurch wirkende Hebelkraft bewirkt eine Fahrzeugdrehung um die Längsachse [LA] (siehe auch Skizze 16).
  • Die Drehung erfolgt immer in Richtung der Seite mit der geringsten Auftriebskraft [Fa].
  • Der Fahrzeugführer benutzt zu Querrudersteuerung Steuerknüppel, bzw. Sidestick, oder Steuerhorn.
  • Fahrzeugdrehung um die Längsachse (Rollen) mittels Steuerung der Trimmventile
  • Alternativ zu Querrudern [RQ] wird die Fahrzeugdrehung um die Längsachse durch Steuerung der Trimmventile [TRV] erzeugt.
  • Bei zwei Auftriebssystemen [ASY] im Fahrzeug [C] wird zum „Rollen" das Trimmventil einer Fahrzeugseite angesteuert und teilweise geschlossen. Hierdurch verringert sich die Auftriebskraft [Fa] einseitig. Die Auftriebskraft des Auftriebssystems der gegenüberliegenden Fahrzeugseite bewirkt eine Hebelkraft um die Längsachse und das Fahrzeug dreht sich.
  • Bei mehreren Auftriebssystemen [ASY] (siehe Skizzen 15 und 16), die jeweils von einem Trimmventil angesteuert werden, sind die Trimmventile mittels kollektiven Trimmventilreglers für die Längsachse so verbunden, dass der Gasdruck, z. B. Luft [PF] für die Auftriebssysteme einer Fahrzeugseite gemeinsam gesteuert werden.
  • Es wird unterschieden zwischen linken [TKOL-LA-L] und rechten [TKOL-LA-R] kollektiven Trimmventilregler.
  • Es kann zur gleichen Zeit stets entweder der linke [TKOL-LA-L] oder der rechte [TKOL-LA-R] kollektive Trimmventilregler angesteuert werden.
  • Die Ansteuerung bewirkt die teilweise Schließung der Trimmventile, hierdurch die Reduzierung des Luftdrucks [PF] in den Auftriebssystemen und folgend die Verringerung der Auftriebskraft einer Fahrzeugseite.
  • Die aus der Gewichtstrimmung resultierende Öffnung der Trimmventile zueinander bleibt erhalten. Die Fahrzeugdrehung erfolgt immer in Richtung der Fahrzeugseite mit der geringsten Auftriebskraft. Der Fahrzeugführer benutzt zur Ansteuerung des Trimmventils, bzw. des kollektiven Trimmventilreglers für die Längsachse [TKOL-LA-L]/[TKOL-LA-R] den Steuerknüppel, bzw. Sidestick oder Steuerhorn.
  • Fahrzeugdrehung um die Querachse (Nicken) durch Höhenruder
  • Der Flügel [A] des hinteren Auftriebssystems [ASY] beinhaltet das Höhenruder [RH], siehe Skizze 2. Bei mehr als einem Höhenruder (am Fahrzeugheck), wirken alle Ruder gleichsinnig und gleichzeitig. Durch betätigen der Ruder verändern sich die aerodynamischen Eigenschaften am Flügel. Der Ruderausschlag nach unten vergrößert die Profilwölbung.
  • Dies bewirkt eine erhöhte Auftriebskraft [Fa] des gesamten Flügels. Die Hebelwirkung bedingt eine Drehung um die Fahrzeugquerachse [QA], d. h. die Fahrzeugnase neigt sich (siehe Skizze 16).
  • Der Ruderausschlag nach oben verkleinert die Profilwölbung. Dies bewirkt eine Verringerung der Auftriebskraft. Die Auftriebskraft der vorderen Auftriebssysteme ist in dem Fall relativ größer. Die Hebelwirkung bedingt eine Drehung um die Fahrzeugachse, d. h. die Fahrzeugnase hebt sich. Bleibt ein gewählter Ruderausschlag im Dauerzustand, führt dies zum Fahrzeugüberschlag (Looping).
  • Der Fahrzeugführer benutzt zur Höhenrudersteuerung Steuerknüppel, bzw. Sidestick, oder Steuerhorn.
  • Fahrzeugdrehung um die Querachse (Nicken) mittels Steuerung der Trimmventile
  • Alternativ zum Höhenruder [RH] wird die Fahrzeugdrehung um die Querachse (Nicken) durch Steuerung der Trimmventile [TRV] erzeugt.
  • Bei mindestens vier Auftriebssystemen [ASY] im Fahrzeug [C] (siehe Skizzen 15 und 16), welche von jeweils einem Trimmventil angesteuert werden, sind die Trimmventile der vorderen und hinteren Auftriebssysteme, jeweils getrennt mittels kollektiven Trimmventilreglers miteinander verbunden. Es wird unterschieden zwischen den vorderen kollektiven Trimmventilregler [TKOL-QA-V] und den hinteren kollektiven Trimmventilregler [TKOL-QA-H].
  • Es kann zur gleichen Zeit stets entweder der vordere [TKOL-QA-V] oder der hintere [TKOL-QA-H] kollektive Trimmventilregler angesteuert werden. Die Ansteuerung bewirkt eine teilweise Schließung der Trimmventile und Verringerung des Gasdrucks, z. B. Luft [PF] in den Auftriebssystemen [ASY]. Die Auftriebskraft [Fa] der angesteuerten Auftriebssysteme verringert sich und die Auftriebskraft der zur Querachse gegenüberliegenden Auftriebssysteme bewirkt mittels Hebelkraft eine Fahrzeugdrehung um die Querachse.
  • Die Ansteuerung des vorderen kollektiven Trimmventilregler [TKOL-QA-V] bewirkt das Senken der Fahrzeugnase, die des hinteren kollektiven Trimmventilregler [TKOL-QA-H] bewirkt das Heben der Fahrzeugnase.
  • Der Fahrzeugführer benutzt zur Ansteuerung der kollektiven Trimmventilregler für die Querachse [TKOL-QA-V]/[TKOL-QA-H] den Steuerknüppel, bzw. Sidestick oder Steuerhorn. Die aus der Gewichtstrimmung resultierende Öffnung der Trimmventile zueinander bleibt bei allen Steuervorgängen erhalten.
  • Fahrzeugdrehung um die Hochachse (Gieren) durch Seitenruder
  • Das Auftriebssystem zur Änderung der Flugrichtung ist senkrecht zur Ebene der Längs- [LA] und Querachse [QA] im Fahrzeug eingebaut (Seitenrudersystem [ASR]), siehe Skizzen 7 und 16.
  • In Abhängigkeit von den zu erzielenden Flugeigenschaften ist das Seitenrudersystem [ASR] vom Fahrzeugschwerpunkt [SP] entfernt im Fahrzeugheck angebracht.
  • Der Auftriebskörper besteht aus Ruderflosse [RS] mit Ruder [RSF], siehe Skizze 7.
  • Durch den Ruderausschlag wird das aerodynamische Profil eines Flügels erzeugt.
  • Die hierdurch erzeugte Auftriebskraft [FSR] bewirkt eine Fahrzeugdrehung um die Hochachse [HA], wahlweise zu einer Seite, siehe Skizzen 8, 10 (Aufsicht) und 16.
  • In der Rudergrundstellung wirkt keine Auftriebskraft, siehe Skizzen 7 und 9 (Aufsicht). Der Fahrzeugführer benutzt zur Seitenrudersteuerung Pedale.
  • Gewichtstrimmung
  • Schwerpunktveränderungen werden durch Steuerung der Auftriebskräfte [Fa] in den Auftriebssystemen [ASY] ausgeglichen.
  • Das Gesamtgewicht des Fahrzeuges steht in Relation zur Auftriebskraft aller Auftriebssysteme. Bei ungleichmäßiger Fahrzeugbeladung verringert sich die Auftriebsleistung des gesamten Antriebssystems.
  • Im Leitungsverteiler [L] regeln Trimmventile [TRV] die Gasmenge, z. B. Luft zur angeschlossenen Druckleitung [DL], siehe Skizzen 11 bis 13 und 15.
  • Die Trimmventile sind zur Vermeidung von Druckwellen, d. h. möglichen unkontrollierbaren Auftriebskräften nicht völlig verschließbar, siehe Skizze 13.
  • Jedes Trimmventil kann der Fahrzeugführer mit einem zugehörigen Regler [TERG] öffnen oder schließen.
  • Bei mehreren Trimmventilen bzw. Auftriebssystemen, sind alle Einzelregler [TERG] mit einem kollektiven Ventilregler [TKOL] verbunden, siehe Skizze 14.
  • Der kollektive Ventilregler steuert alle Einzelregler, bzw. Trimmventile gemeinsam. Hierbei wird die aktuelle Einstellung der Einzelregler, bzw. Ventile zueinander übernommen.
  • Die Auftriebskraft des Flügels [A] wird zudem von seiner Profilwölbung beeinflusst. Durch Trimm-Ruder [TR] kann die Profilwölbung vergrößert oder verkleinert werden, siehe Skizze 19.
  • Die Trimmruder [TR] ermöglichen eine Erhöhung der Auftriebskraft am entsprechenden Auftriebssystem, unabhängig von der Trimmventilsteuerung. Mittels Einzelregler werden die Trimmruder eines Auftriebssystems gesteuert und die so gewählten Einstellungen der Ruder bleiben hierbei erhalten.
  • Fahrzeugstart, Trimmvorgang
  • Die Lage aller Auftriebssysteme und Ruder befinden sich in einer Neutral-, bzw. Grundstellung.
  • Zur Schwerpunkt-Trimmung beim Fahrzeugstart werden zunächst alle Ventile geschlossen [Tzu], siehe Skizzen 13 und 14.
  • Der Gasdruck, z. B. Luft im Verdichtungssystem [VS] wird mittels Leistungsänderung des Druckerzeugers [D], z. B. des Propellers (Drehzahl, Blattsteuerung) geregelt.
  • Der Luftdruck [PF] in der Druckkammer [DK] wird nun so erhöht, dass bei geöffneten Trimmventilen [Tauf] ein Schwebeflug, bzw. langsamer, senkrechter Steigflug möglich wäre, siehe Skizzen 11 und 12.
  • Überduckventile [UV] und der Rücklaufkanal [RK] schützen das Verdichtungssystem [VS] vor Materialüberlastungen, siehe Skizze 11.
  • Mit dem kollektiven Ventilregler [TKOL] werden vom Fahrzeugführer alle Ventile gleichmäßig geöffnet, bis das Fahrzeug partiellen oder vollständigen Bodenkontakt verliert, siehe Skizze 14. Falls der aktuelle Fahrzeugschwerpunkt [SP] von der Konstruktionsvorgabe abweicht, beginnt das Fahrzeug eine Schräglage einzunehmen.
  • Dem Auftriebssystem [ASY] wohin das Fahrzeug neigt, wird durch weiteres Öffnen des Trimm-Ventils [TRV] mittels Einzelregler [TERG] mehr Druck [PF] zugewiesen, siehe Skizzen 11, 14, 15. Hierdurch erhöht sich die Auftriebskraft [Fa] des angesteuerten Auftriebssystems und die Fahrzeugneigung wird aufgehoben.
  • Bei Verwendung von Trimmrudern [TR] wird vor Erhöhung des Luftdrucks [PF] und mittels Einzelregler die Profilwölbung des Flügels [A] erhöht. Die Steuerung der Trimmruder kann durch den Trimmventilregler [TERG] erfolgen, wobei hier erst nach Erreichen eines maximalen Ruderausschlages das Trimmventil [TRV] weiter geöffnet wird.
  • Nachdem das Fahrzeug sich im Schwebeflug befindet, wird der kollektive Ventilregler [TKOL] vollständig geöffnet. Die Einstellung der Einzelregler, bzw. Ventile zueinander bleibt hierbei bestehen.
  • Folglich sind bei verändertem Schwerpunkt, z. B. durch Fahrzeugladung die Trimmventile ungleich geöffnet und Trimmruder unterschiedlich eingestellt.
  • Fahrzeuglandung
  • Das Fahrzeug wird zur Landeposition geflogen und beginnt in z. B. 10 m Höhe über Grund einen Schwebeflug einzunehmen.
  • Der Kollektive Ventilregler [TKOL] wird vom Fahrzeugführer gesteuert und alle Trimmventile werden gemeinsam geschlossen [Tzu], siehe Skizzen 13 und 14.
  • Hierdurch sinkt das Fahrzeug und erhält Bodenkontakt.
  • Einstellung der Flugrichtung
  • Bei Seitenwind driftet das Fahrzeug von seiner Kursvorgabe ab. Um das Kursziel zu erreichen, muss das Seitenruder [RS] im Seitenrudersystem [ASR], vom Fahrzeugführer entsprechend bedient werden und in dieser Einstellung verbleiben, siehe Skizzen 7 bis 10.
  • Zur Entlastung des Fahrzeugführers können Feststelleinrichtungen die Rudereinstellung fixieren oder Trimmruder am Seitenruder [RS] eine dauernde Auftriebskraft [Fa] erzeugen.
  • Drehmomentausgleich
  • Der Druckerzeuger [D] hat konstruktiv bedingt einen Drehmoment. Soweit durch die Verwendung mehrerer Druckerzeuger der jeweilige Drehmoment nicht gegenseitig aufgehoben wird, entsteht eine Fahrzeugdrehung um eine der drei Fahrzeugachsen (Längsachse, Querachse, Hochachse).
  • Die Drehbewegung kann durch mehr Auftriebsleistung den der Drehbewegung entgegen wirkenden Auftriebssysteme abgefangen werden.
  • Hierfür können z. B. einseitig größere Flügel die notwendige, zusätzliche Auftriebskraft erzeugen. Beim Lastwechsel des Druckerzeugers können z. B. Klappen oder Ruder mit dem Leistungsregler, z. B. durch Gaszug, Verstellung des Propellers, usw. verbunden werden und durch Auftriebserhöhung eine Fahrzeugdrehung verhindern.
  • Legende
  • Abkürzungen thematisch geordnet
    • A
      = aerodynamischer Auftriebskörper, z. B. Flügel
      PA
      = Profilachse
      AK
      = Auftriebskanal
      TDL
      = Trichter Überdruckleitung
      TUL
      = Trichter Unterdruckleitung
      Sg
      = Steg zur Druckverteilung
      ASY
      = Auftriebssystem
      LG
      = Lager zur Drehung des Auftriebssystems
      DA
      = Achse durch die Mittelpunkte der Lager [LG]
      Fa
      = Auftriebskraft
      D
      = Druckerzeuger
      VK
      = Verdichtungskanal
      DK
      = Druckkammer
      JAL
      = Rückstauschutz, z. B. Jalousie
      GIT
      = Ansaugschutz, z. B. Gitter
      UV
      = Überdruckventil
      RK
      = Rücklaufkanal
      VS
      = Verdichtungssystem
      PF
      = Druck und Masse des gewählten Mediums, z. B. Luft
      DL
      = Überdruckleitung
      UL
      = Unterdruckleitung
      Flex
      = Leistungsabschnitt dehnbar, beweglich
      L
      = Leitungsverteiler
      TRV
      = Trimmventil
      TSch
      = Trimmventilschieber
      Tzu
      = Trimmventil geschlossen
      Tauf
      = Trimmventil geöffnet
      TERG
      = Einzelregler für Trimmventile
      TKOL
      = Kollektiver Ventilregler
      TR
      = Trimmruder
      RQ
      = Querruder
      RH
      = Höhenruder
      RS
      = Seitenruder
      RSF
      = Ruderflosse Seitenruder
      ASR
      = Auftriebssystem mit Seitenruder (Seitenrudersystem)
      FSR
      = Auftriebskraft Seitenruder
      C
      = zu bewegende Fahrzeug
      LA
      = Längsachse
      QA
      = Querachse
      HA
      = Hochachse
      SP
      = Fahrzeugschwerpunkt

Claims (5)

  1. Das Antriebssystem für Fahrzeuge ist gekennzeichnet, dass ein aerodynamischer Auftriebskörper [A], z. B. Flügel in einem umschließenden Kanal (Auftriebskanal [AK]) befestigt ist und dem erzeugten Druck eines Gases [PF], wodurch eine Strömung entsteht und durch den Auftriebskanal [AK] fließt und am aerodynamischen Auftriebskörper eine Kraft (Auftriebskraft [Fa]) bewirkt, welche zur Fahrzeugbewegung nutzbar ist. 1.a Am Auftriebssystem [ASY] und dem Verdichtungssystem [VS] befinden sich Trichter [TDL], [TUL] als Verbindung für Querschnittsanpassungen der Leitungen [DL], [UL]. 1.b Strömungsteiler [Sg], z. B. Stege, Gitter oder ähnliches vor und hinter dem Auftriebskörper [A], im Auftriebskanal [AK] oder in den Trichtern zu den Leitungen [TDL], [TUL], generieren eine gleichmäßige Strömung im Auftriebskanal [AK]. 1.c Auftriebskanal, Auftriebskörper und ggf. Trichter bilden das Auftriebssystem [ASY]. 1.d Das Auftriebssystem [ASY] ist drehbar gelagert oder fest mit dem zu bewegenden Fahrzeug [C] verbunden. Das Auftriebssystem zur Änderung der Fahrt-/Flugrichtung (Seitenrudersystem [ASR]) ist mit dem Fahrzeug [C] fest verbunden. 1.e Im aerodynamischen Auftriebskörper [A] sind zur Fahrzeugsteuerung und Steuerung der Auftriebskraft [Fa] Ruder oder Klappen eingebaut. 1.f Die Lage und Form des aerodynamische Auftriebskörper [A] ist innerhalb des Auftriebskanals beliebig verstellbar, z. B. durch Veränderung des Anstellwinkels oder durch Klappen.
  2. Das Verfahren zur Entstehung der Strömung eines Gases im Auftriebssystem [ASY] ist gekennzeichnet, dass Druckerzeuger [D], z. B. Propeller mit Motor ein Gas [PF] in den ihm umschließenden Kanal (Verdichtungskanal [VK]) komprimiert und durch Leitung [DL] zum Auftriebssystem fuhrt. 2.a Druckerzeuger [D], der Verdichtungskanal [VK] und die Druckkammer [DK] bilden das Verdichtungssystem [VS] welches mit den zu bewegenden Fahrzeug [C] fest verbunden ist. Zusätzliche Bestanteile des Verdichtungssystems sind Rücklaufkanal [RK] mit Überdruckventilen [UV], Rückstauschutz [JAL] und Ansaugschutz [GIT]. 2.b Die Leitungen [DL], [UL] verbinden die Auftriebssysteme [ASY], [ASR] mit dem Verdichtungssystem [VS] und erzeugen einen geschlossenen Strömungskreislauf. 2.c Die Masse des Gases (Systemgasdruck) im geschlossenen Antriebssystem (bestehend aus Auftriebssystem [ASY], Leitungen [DL], [UL] und Verdichtungssystem [VS]) beeinflusst die Auftriebskraft [Fa] am aerodynamischen Auftriebskörper [A]. 2.d Der Leitungsverteiler [L] mit Trimmventilen [TRV] ist gekennzeichnet als Verbindung der Druckleitungen [DL] mit der Druckkammer [DK].
  3. Das Verfahren zur Steuerung der Fahrzeuglage ist gekennzeichnet, dass Ventile (Trimmventile [TRV]) die Menge des Gases [PF] zum Auftriebssystem [ASY] regulieren und dadurch die Strömungsgeschwindigkeit im Auftriebssystem und folgend die Auftriebskraft [Fa] steuern und Trimmruder [TR] durch Veränderung der Flügelwölbung die Auftriebskraft [Fa] steuern. 3.a Zu jedem Auftriebssystem gibt es eine Leitung [DL] und zu jeder Leitung [DL] mit einem Trimmventil [TRV] wird dieses vom Fahrzeugführer durch den Einzelregler [TERG] gesteuert. 3.b Der kollektive Ventilregler [TKOL] steuert alle Einzelregler [TERG], bzw. Trimmventile [TRV], wobei die Relation der eingestellten Ventilöffnungen zueinander erhalten bleibt. 3.c Trimmruder [TR] befinden sich am Flügel [A] und werden durch Regler gesteuert. Ist dieser Regler Bestandteil des Trimmventil-Einzelreglers [TERG] für das gleiche Auftriebssystem, so ist die Trimmrudersteuerung von der Ventileinsteuerung funktionell unabhängig, z. B. durch eine zeitliche Abfolge der beiden Steuervorgänge, d. h. zuerst wird das Trimmruder gesteuert und nach Erreichen der größtmöglichen Auftriebskraft [Fa] wird das Trimmventil [TRV] gesteuert, bzw. in umgekehrter Reihenfolge.
  4. Das Verfahren zur Drehung des Fahrzeuges [C] um seine Längsachse [LA] und Querachse [QA] ist gekennzeichnet, dass Ruderausschläge [RQ], [RH] am aerodynamischen Auftriebskörper [A] im Auftriebssystem [ASY] die Auftriebskraft [Fa] regulieren. Die Hebelkraft bewirkt die Fahrzeugdrehung. 4.a Die Auftriebskraft [FSR] im Seitenrudersystem [ASR] entsteht durch die Bildung eines aerodynamischen Auftriebskörpers aus Ruderflosse [RSF] und Seitenruder [RS] beim Ruderausschlag und bewirkt die Drehung um die Fahrzeughochachse [HA] durch die ansetzende Hebelkraft. 4.b Das Verfahren zur Drehung des Fahrzeuges [C] um die Längsachse [LA] oder Querachse [QA] ist gekennzeichnet, das abweichend zur Rudersteuerung (5.4) die Trimmventile [TRV] so gesteuert werden, dass eine Drehung um die Längsachse [LA] oder Querachse [QA] erfolgt. Hierfür werden mittels kollektiver Trimmventilregler mehrere Trimmventile gleichzeitig und teilweise geschlossen, wodurch der Gasdruck [PF] in den entsprechenden Auftriebssystemen [ASY] reduziert wird und die Auftriebskraft [Fa] sich verringert. Die Auftriebskraft der zur Längsachse [LA] oder Querachse [QA] gegenüberliegenden Auftriebssystemen bewirkt durch die Hebelkraft eine Fahrzeugdrehung um die entsprechende Achse [LA] oder [QA]. Die aus der Gewichtstrimmung resultierende Öffnung der Trimmventile zueinander bleibt bei allen Steuervorgängen erhalten
  5. Das Verfahren zur Fahrzeugbewegung entlang der Längsachse [LA] (Vorwärts- oder Rückwärtsbewegung) ist gekennzeichnet, dass das Auftriebssystem [ASY] um die Querachse [QA], bzw. einer Achse parallel zur Querachse, gedreht wird. Die Wirkung der resultierenden Kraft aus Auftriebskraft [Fa] und Gewichtkraft (bedingt durch Erdanziehung) erzeugt eine Fahrzeugbewegung entlang der Längsachse. Bei gleich bleibender Strömungsgeschwindigkeit des Gases [PF] im Auftriebssystem [ASY] bewirkt die Drehung des Auftriebssystems eine Zunahme der Wirkung der Gewichtskraft, welche der Fahrzeugführer durch Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit des Gases [PF] oder Veränderung des Auftriebskörpers [A], bzw. Steigerung der Auftriebskraft [Fa] entgegen wirkt. 5.a Ein vom Fahrzeugführer zu bedienender Regler synchronisiert die Drehung des Auftriebssystems [ASY] mit der Steigerung der der Auftriebskraft [Fa], wodurch bei Vorgabe einer einzuhaltenden Flughöhe die Fluggeschwindigkeit gesteuert wird. 5.b Kombinierte Auftriebssysteme sind dadurch gekennzeichnet, dass ein Auftriebssystem so angeordnet oder gesteuert wird, dass die Richtung der Auftriebskraft [Fa] in Richtung der Fahrzeuglängsachse [LA] wirkt (Vorwärts-/Rückwärtsbewegung) und gleichzeitig die Auftriebskraft [Fa] eines weiteren Auftriebssystems zur Fahrzeugbewegung in Richtung der Fahrzeughochachse [HA] wirkt, z. B. entgegen der Gewichtskraft.
DE102007004746A 2007-01-31 2007-01-31 Aerodynamisches Antriebssystem für Fahrzeuge Withdrawn DE102007004746A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007004746A DE102007004746A1 (de) 2007-01-31 2007-01-31 Aerodynamisches Antriebssystem für Fahrzeuge

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007004746A DE102007004746A1 (de) 2007-01-31 2007-01-31 Aerodynamisches Antriebssystem für Fahrzeuge

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102007004746A1 true DE102007004746A1 (de) 2008-12-04

Family

ID=39917167

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102007004746A Withdrawn DE102007004746A1 (de) 2007-01-31 2007-01-31 Aerodynamisches Antriebssystem für Fahrzeuge

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102007004746A1 (de)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012091533A3 (en) * 2010-12-27 2013-02-28 Alibi Akhmejanov The device to generate lift force (options)
WO2019074349A1 (en) * 2017-10-11 2019-04-18 Alibi Akhmejanov AERODYNAMIC APPARATUS
EP3418193A4 (de) * 2016-02-16 2019-10-02 Shandong Natergy Energy Technology Co., Ltd. Luftfahrzeug
EP4001109A1 (de) * 2020-11-19 2022-05-25 Rachid Bedri Raumantriebsvorrichtung ohne materialausstoss unter verwendung der kräfte, die auf der höhe eines satzes von schubkörpern erzeugt werden, die in einem hermetisch geschlossenen kreislauf auf dem weg einer sich bewegenden flüssigkeit angeordnet sind
WO2024011267A1 (de) * 2022-07-11 2024-01-18 Waditzer Arndt Fluggerät und verfahren zum betrieb des fluggeräts

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012091533A3 (en) * 2010-12-27 2013-02-28 Alibi Akhmejanov The device to generate lift force (options)
EP3418193A4 (de) * 2016-02-16 2019-10-02 Shandong Natergy Energy Technology Co., Ltd. Luftfahrzeug
WO2019074349A1 (en) * 2017-10-11 2019-04-18 Alibi Akhmejanov AERODYNAMIC APPARATUS
EP4001109A1 (de) * 2020-11-19 2022-05-25 Rachid Bedri Raumantriebsvorrichtung ohne materialausstoss unter verwendung der kräfte, die auf der höhe eines satzes von schubkörpern erzeugt werden, die in einem hermetisch geschlossenen kreislauf auf dem weg einer sich bewegenden flüssigkeit angeordnet sind
WO2024011267A1 (de) * 2022-07-11 2024-01-18 Waditzer Arndt Fluggerät und verfahren zum betrieb des fluggeräts

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60200897T2 (de) Gekoppeltes Flugzeugrotorsystem
DE69534767T2 (de) Hauptrotor system für hubschrauber
DE69726046T2 (de) Senkrecht startendes und landendes Flugzeug
EP1926660B1 (de) Fortschrittliche flügelhinterkante am flügel eines flugzeugs
EP2389313B1 (de) Flügel eines Flugzeugs mit einem Hauptflügel und einer an diesem angeordneten Stellklappe
DE69813296T2 (de) Geteiltes querruder für ein starrflügelflugzeug
DE1406374A1 (de) Steuerung fuer senkrecht startendes Flugzeug
DE102009060327A1 (de) Flugzeug mit einer Steuerungsvorrichtung
DE102010026162A1 (de) Flugzeug mit Tragflügeln und einem System zur Minimierung des Einflusses von instationären Anströmzuständen
DE102010007042A1 (de) Flugzeug mit einer Steuerungsvorrichtung
DE102007004746A1 (de) Aerodynamisches Antriebssystem für Fahrzeuge
DE102005016578A1 (de) Einfachspaltklappe mit gleitender Abweiserklappe und absenkbarem Spoiler
DE102009057405A1 (de) Flugzeug mit einer Anordnung von Strömungsbeeinflussungs-Vorrichtungen
DE20004499U1 (de) Aerodynamisches Strömungsprofil mit Vorderkantenklappe
DE102011102279A1 (de) Flugzeug mit einer Betankungseinrichtung sowie Verfahren zur Bahnführung eines Flugzeugs bei der Betankung desselben
DE102021124376A1 (de) Flugzeug zum vertikalen starten und landen sowie flügelvorrichtung
DE69502538T2 (de) Transportflugzeug mit Vorderhöhenruder
DE610434C (de) Quer- und Hoehensteuerung fuer Flugzeuge mit kreisenden Tragflaechen
DE102007028143B4 (de) Verfahren und Einrichtung zum Verstellen eines Funktionselementes in Abhängigkeit von der Strömungsgeschwindigkeit eines strömenden Mediums
DE2427406A1 (de) Fluzeug und verfahren zu dessen steuerung
DE102018100332B4 (de) Mehrkörperflugzeug und Verfahren zur Regelung der Gesamtformation eines Mehrkörperflugzeugs
WO2018050868A1 (de) Steuerung und regelung von aktoren, die aerodynamische steuerflächen eines luftfahrzeugs antreiben
DE60106759T2 (de) Propellerflugzeug mit verbesserter Stabilität um seine Hochachse
DE1406385A1 (de) Flugzeugsteuerung
AT230204B (de) Rotationsellipsoidförmiger Vertikal- und Horizontal-Flugkörper

Legal Events

Date Code Title Description
ON Later submitted papers
8122 Nonbinding interest in granting licences declared
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20130801