DE102021001227A1 - Airplanes with different designs, engines and types of VTOL / STOL platforms - Google Patents

Airplanes with different designs, engines and types of VTOL / STOL platforms Download PDF

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Abstract

Die Erfindung schafft ein Mittelstrecken-VTOL/STOL-Flugzeug mit Triebwerken vom Typ „Pegasus“, die eigentlich Zweistromtriebwerke mit gabelförmig gebauten Luft-/Gasleitungen und schwenkbaren Düsen unten und hinter dem Triebwerk zur Ausführung sowohl von Horizontalflügen als auch Start- und Landungsvorgängen sind. Das Mittelstrecken-VTOL/STOL-Flugzeug weist eine Passagierkabine in einem Rumpf und zwei je in einem Flügel horizontal festangebaute Triebwerke auf, je mit einem Frontluftverdichter (138), einer dreistufigen Drehkolbenkraftmaschine (1) mit kontinuierlichem Brennprozess, einer Drucklufthülle (296) sowie zwei Paaren schwenkbare Luftstrahldüsen (303, 308) als Antrieb für Vertikal- und Horizontalflüge des Mittelstrecken-VTOL/STOL-Flugzeugs auf. Alternativ schafft die Erfindung ein Mittelstrecken-VTOL/STOL-Flugzeug, das zwei in dem Rumpf des Mittelstrecken-VTOL/STOL-Flugzeugs horizontal festangebaute Triebwerke, je mit einem Frontluftverdichter (138) und einer dreistufigen Drehkolbenkraftmaschine (1) mit kontinuierlichem Brennprozess, eine gemeinsame Drucklufthülle (143) zur Multiplizierung der Leistung der Drehkolbenkraftmaschinen (1) sowie zwei Paare schwenkbare Luftstrahldüsen (303, 308) als Antrieb für Vertikal- und Horizontalflüge des Mittelstrecken-VTOL/STOL-Flugzeugs aufweist. Unter einem weiteren Gesichtspunkt schafft die Erfindung ein diskusförmiges VTOL/STOL-Flugzeug mit Triebwerken mit eingebauten Schwenkdüsen (303, 308).The invention creates a medium-range VTOL / STOL aircraft with engines of the "Pegasus" type, which are actually dual-flow engines with fork-shaped air / gas lines and swiveling nozzles below and behind the engine for performing both horizontal flights and take-off and landing processes. The medium-haul VTOL / STOL aircraft has a passenger cabin in a fuselage and two engines, each horizontally fixed in a wing, each with a front air compressor (138), a three-stage rotary piston engine (1) with a continuous combustion process, a compressed air envelope (296) and two Pair swiveling air jet nozzles (303, 308) as a drive for vertical and horizontal flights of the medium-range VTOL / STOL aircraft. Alternatively, the invention creates a medium-range VTOL / STOL aircraft that has two engines that are fixed horizontally in the fuselage of the medium-range VTOL / STOL aircraft, each with a front air compressor (138) and a three-stage rotary piston engine (1) with a continuous combustion process Compressed air envelope (143) for multiplying the power of the rotary piston engines (1) and two pairs of pivotable air jet nozzles (303, 308) as a drive for vertical and horizontal flights of the medium-haul VTOL / STOL aircraft. In a further aspect, the invention provides a disc-shaped VTOL / STOL aircraft with engines with built-in swivel nozzles (303, 308).

Description

Technisches GebietTechnical area

Moderne VTOL/STOL-Plattformen (VTOL = Vertical Take off and Landing, STOL = Short Take-off and Landing) sind von verschiedenen Arten von Drehkolbenkraftmaschinen mit kontinuierlichem Brennprozess und multiplizierter Leistung und/oder verschiedenen Einrichtungen für Senkrechtstart und -landung bzw. Kurzstart und -landung gebildet.Modern VTOL / STOL platforms (VTOL = Vertical Take off and Landing, STOL = Short Take-off and Landing) are of different types of rotary piston engines with continuous combustion and multiplied power and / or different devices for vertical takeoff and landing or short takeoff and landing formed.

Technischer HintergrundTechnical background

In der Gegenwart existieren neben den Gasstrahltriebwerken auch zwei Arten von Verbrennungsmotoren, die als Triebwerke in Industrie und Transportwesen angewendet sind. Eine Art ist durch Kolbenmotoren mit diskontinuierlichem Verdrängungs-Arbeitsprozess vertreten und braucht Unterbrechungen ihres Verdrängungsarbeitsprozesses bei jeder Umdrehung der Welle für die Aufladung der Arbeitskammer. Triebwerke von dieser Art haben Schadstoffemission in die Atmosphäre und verursachen Klimaänderungen, die zu Naturkatastrophen führen.In addition to gas jet engines, there are currently two types of internal combustion engines that are used as engines in industry and transportation. One type is represented by piston engines with a discontinuous displacement work process and needs interruptions of their displacement work process with each revolution of the shaft for the charging of the work chamber. These types of engines emit pollutants into the atmosphere and cause climate changes that lead to natural disasters.

Ferner haben sich als Kraftmaschinen die Turbokompressormotoren (einfacher Turbomotoren oder Gasturbinen genannt) etabliert, die jedoch hohe Herstellungspreise, Schadstoffbelastung der Atmosphäre und einen hohen Brennstoffverbrauch aufweisen. Sie haben einen Arbeitsprozess, der die Umströmung der Schaufeln eines Luftkompressors und einer Turbine für den Antrieb des Kompressors und Herstellung des Drehmomentes auf der Leistungswelle vorsieht. Beide Arten haben sowohl Vorteile als auch Nachteile; die gilt es bei heutigen Anforderungen an die Antriebe mit drei spezifischen Kriterien bei ähnlicher Leistung des Triebwerks zu vergleichen:

  1. 1. Kennwerte von Leistungsvolumen oder Leistungsgewichten,
  2. 2. Kraftstoffverbrauch, Betriebsaufwand und Herstellungspreise,
  3. 3. Menge an Schadstoffen in den Ausstoßgasen.
Furthermore, the turbo compressor motors (simply called turbo motors or gas turbines) have established themselves as prime movers, but they have high production prices, pollutant pollution in the atmosphere and high fuel consumption. They have a work process that provides for the flow around the blades of an air compressor and a turbine to drive the compressor and produce the torque on the power shaft. Both types have both advantages and disadvantages; With today's demands on the drives, this has to be compared with three specific criteria with a similar performance of the engine:
  1. 1. Characteristic values of performance volumes or performance weights,
  2. 2. Fuel consumption, operating expenses and production prices,
  3. 3. Amount of pollutants in the exhaust gases.

Die Kolbenmotoren haben einen relativ geringen Kraftstoffverbrauch für jede bestimmte Leistung, haben aber die schlechtesten Kennwerte des Leistungsvolumens und eine große Verschmutzung von Ausstoßgasen, besonders schädlich in Ballungsgebieten. Die Turbokompressormotoren dagegen haben die besten Werte von Leistungsvolumen, weisen aber die größten Werte des Kraftstoffverbrauchs und dadurch die größten Werte der Verschmutzung von Ausstoßgasen auf, die besonders schädlich für die Ökologie in oberen Schichten der Atmosphäre sind. Auch die Herstellungspreise sind die höchsten. Damit verstoßen beide Gattungen gegen die neuesten Anforderungen an Triebwerke von seiten der Ökologie und Wirtschaftlichkeit.The piston engines have a relatively low fuel consumption for any given power, but have the worst characteristics of the power volume and a large pollution of exhaust gases, particularly harmful in urban areas. The turbo compressor engines, on the other hand, have the best values for power volume, but have the highest values for fuel consumption and thus the highest values for pollution from exhaust gases, which are particularly harmful to the ecology in the upper layers of the atmosphere. The manufacturing prices are also the highest. Both types thus violate the latest requirements for engines on the part of ecology and economy.

Gerade deswegen, weil Entwickler zur Erkenntnis gekommen sind, dass die Ursachen in der ursprünglichen Vorstellung liegen, dass ein Schema mit Kurbelmechanismus das einzig mögliche Schema eines Kolbenantriebes wäre, versuchten Erfinder Motoren mit rotierenden Kolben zu entwickeln, z.B. den Wankelmotor oder vielzählige andere Arten von Motoren mit rotierenden Kolben, die aber ohne Unterbrechungen des Arbeitsprozesses nicht auskommen und dadurch keine dem Weltmarkt genügende Arbeitsqualität aufweisen können. Das solcherweise Nichtvorhandensein von anderen produktiven Schemata des Kolbenmotors, welche eine Unterbrechung des Arbeitsvorgangs für Aufladung und nachfolgender Zündung nicht brauchen, haben früher zum Misserfolg bei Entwicklungsversuchen geführt.Precisely because developers have come to the realization that the causes lie in the original idea that a scheme with a crank mechanism would be the only possible scheme for a piston drive, the inventors tried to develop engines with rotating pistons, e.g. the Wankel engine or numerous other types of engines with rotating pistons, which, however, cannot manage without interrupting the work process and therefore cannot have a work quality that is sufficient for the world market. Such a lack of other productive schemes of the piston engine, which do not require an interruption of the operation for charging and subsequent ignition, has previously led to the failure of development attempts.

Jetzt aber existieren verschiedene Varianten einer Dreistufigen Drehkolbenkraftmaschine mit kontinuierlichem Brennprozess, die diese Aufgabe perfekt ausfüllen können. Diese sind frei von allen Nachteilen der beiden obengenannten Gattungen und sind von Natur Hybriden aus Drehkolbenmotoren der verschiedenen Bauarten und Brennkammern, die ähnlich aufgebaut sind und ebenso funktionieren wie bei Turbomotoren. Sie bilden damit die gesonderte Gattung von Verbrennungsmotoren mit kontinuierlichem Brennprozess. Diese Maschinen sind durch eine Reihe der nacheinander entwickelten DE 10 2006 038 957 B3 ; DE 10 2009 005 107 B3 ; DE 10 2010 006 487 B4 ; DE 10 2012 011 068 B4 und DE 10 2013 016 274 B4 vertreten, letztere mit Projekt- und Arbeitsdokumentation ergänzt.Now, however, there are different variants of a three-stage rotary piston engine with a continuous combustion process that can fulfill this task perfectly. These are free from all the disadvantages of the two types mentioned above and are by nature hybrids of rotary piston engines of various types and combustion chambers, which are constructed in a similar manner and function in the same way as with turbo engines. They thus form a separate class of internal combustion engines with a continuous combustion process. These machines are developed through a number of successively DE 10 2006 038 957 B3 ; DE 10 2009 005 107 B3 ; DE 10 2010 006 487 B4 ; DE 10 2012 011 068 B4 and DE 10 2013 016 274 B4 represented, the latter supplemented with project and work documentation.

Weitere Entwicklungsideen haben zur folgenden Ausgestaltungen der Gattung Drehkolbenkraftmaschinen mit kontinuierlichem Brennprozess geführt:

  1. 1. DE 10 2020 005 656 A1 : Drehkolben-Expander mit Kryo-Kraftstoffen, geeignet sowohl für die Mobilitätsindustrie als auch für andere Anwendungen, besonders als Kraftmaschine für Kern-Dampferzeuger.
  2. 2. DE 10 2017 113 550 A1 : Dreistufige Drehkolbenkraftmaschine mit kontinuierlichem Brennprozess mit drei, bzw. vier Nebenläufern und einem erhöhtenm Durchmesserverhältnis der Verdichterkammer zu Nebenläufern von 2,66:1.
  3. 3. DE 10 2017 009 911 B4 : Verfahren zum Multiplizieren der Leistung einer Kraftmaschine sowie Triebwerkanlage mit einer Kraftmaschine.
  4. 4. DE 10 2010 020 681 A1 : Schraubenkraftmaschine mit vier Nebenrotoren, mittels Arbeitsdruck gesteuerter Verdichterstufe und mittels Rückkopplung zum Auspuffraum optimal gesteuerter Brennkammer.
Further development ideas have led to the following configurations of the type of rotary piston engine with a continuous combustion process:
  1. 1. DE 10 2020 005 656 A1 : Rotary piston expander with cryofuels, suitable for the mobility industry as well as for other applications, especially as a prime mover for core steam generators.
  2. 2. DE 10 2017 113 550 A1 : Three-stage rotary piston engine with a continuous combustion process with three or four secondary rotors and an increased diameter ratio of the compression chamber to secondary rotors of 2.66: 1.
  3. 3. DE 10 2017 009 911 B4 : Method for multiplying the power of an engine and power plant with an engine.
  4. 4th DE 10 2010 020 681 A1 : Screw engine with four secondary rotors, the compressor stage controlled by means of working pressure and the combustion chamber optimally controlled by means of feedback to the exhaust chamber.

Diese Vielfältigkeit der Drehkolbenkraftmaschinen mit kontinuierlichem Brennprozess zusammen mit verschiedenen Kombinationen besonderer Teile von Triebwerkanlagen und Flugzeugen hat zu folgenden Formen senkrecht- und kurzstreckenstartender Flugzeuge geführt:

  1. 1. DE 10 2015 015 756 B4 : Triebwerk mit Frontluftkompressor, Dreistufiger Drehkolbenkraftmaschine mit kontinuierlichem Brennprozess und schwenkbaren Luftstrahldüsen als Antrieb für senkrechtstartende Flugzeuge.
  2. 2. DE 10 2015 014 868 B4 : Mantelluftstromtriebwerk mit Dreistufiger Drehkolbenkraftmaschine mit kontinuierlichem Brennprozess.
  3. 3. DE 10 2017 108 543 A1 : Senkrechtstartendes Flugzeug, dessen Antrieb Drehkolbenkraftmaschinen mit kontinuierlichem Brennprozess und Schubrichtungsschwenkanlagen aufweist.
This diversity of rotary piston engines with a continuous combustion process together with various combinations of special parts of engine systems and aircraft has led to the following forms of vertical and short-range take off aircraft:
  1. 1. DE 10 2015 015 756 B4 : Engine with front air compressor, three-stage rotary piston engine with continuous combustion process and swiveling air jet nozzles as a drive for aircraft taking off vertically.
  2. 2. DE 10 2015 014 868 B4 : Mantle air-jet engine with three-stage rotary piston engine with continuous combustion process.
  3. 3. DE 10 2017 108 543 A1 : Vertical take-off aircraft, the drive of which has rotary piston engines with a continuous combustion process and swiveling systems for the thrust direction.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, dass, die verschiedenen Kombinationen der besonderen Eigenschaften bei Triebwerken und ihrer Bestandteile bei weiteren Entwicklungen der neuen Typen von Antrieben und Flugzeugen angewendet werden.It is an object of the present invention that the various combinations of the special properties in engines and their components are used in further developments of the new types of engines and aircraft.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Mittelstrecken-VTOL/STOL-Flugzeug gemäß Anspruch 1, durch ein Mittelstrecken-VTOL/STOL-Flugzeug gemäß Anspruch 4 und durch ein diskusförmiges VTOL/STOL-Flugzeug gemäß Anspruch 6. Hierin sind weitere Antriebe und Flugzeuge, verschiedene Arten von Drehkolbenkraftmaschinen mit kontinuierlichem Brennprozess und multiplizierter Leistung sowie verschiedene VTOL/STOL-Plattformen fortgeführt. Um alle Ausführungsformen und neue Typen von Antrieben und Flugzeugen zu ermöglichen, wurden folgende Ansätze verfolgt:

  • Nach Ansatz 1 soll ein Frontluftverdichter vorne am Triebwerk vorgesehen sein, der dem Luftverdichter der Drehkolbenkraftmaschine mit kontinuierlichem Brennprozess ähnlich gebaut ist, aber dabei vergrößerte Dimensionen und durch ein Reduziergetriebe gegenüber der Kraftmaschine variable Drehzahlen aufweist. Dabei kann ein steuerbaren Diffusor die eintretende Luft als Staudruck zur Luftaufladung des Frontluftverdichters verwenden, ein von selbst reinigender Schleifbänder-Luftfilter die Luft bei Bedarf reinigen sowie die umfließende Frontluft die Kühlung der Verdichterräume der Anlage bei Bedarf leisten.
The object is achieved by a medium-haul VTOL / STOL aircraft according to claim 1, by a medium-haul VTOL / STOL aircraft according to claim 4 and by a disc-shaped VTOL / STOL aircraft according to claim 6 Types of rotary piston engines with continuous combustion and multiplied power as well as various VTOL / STOL platforms continued. In order to enable all designs and new types of drives and aircraft, the following approaches were pursued:
  • According to approach 1, a front air compressor is to be provided at the front of the engine, which is built similar to the air compressor of the rotary piston engine with continuous combustion process, but has enlarged dimensions and variable speeds compared to the engine due to a reduction gear. A controllable diffuser can use the incoming air as dynamic pressure to charge the air in the front air compressor, a self-cleaning sanding belt air filter can clean the air if required, and the surrounding front air can cool the compressor rooms of the system if required.

Nach Ansatz 2 soll eine Drucklufthülle um die Drehkolbenkraftmaschine, die in den frühen Anmeldungen offenbart ist, mit Druckluft vom Frontluftverdichter eine künstliche Druckluft-Umgebung um die Drehkolbenkraftmaschine und eine hocheffektive Luftaufladung für Drehkolbenkraftmaschine schafft und damit ihre Leistung mehrfach steigert, für neue Aufgaben angepasst werden. Damit soll die Drehkolbenkraftmaschine von der äußeren Welt isoliert werden, damit die Abgas- und Kühlwärme der Drehkolbenkraftmaschine sich von einem Wärmeaustauscher utilisieren lassen, was seinerseits zu höheren Wirkungsgraden der Anlage führen soll.According to approach 2, a compressed air envelope around the rotary piston engine, which is disclosed in the early applications, is to be adapted for new tasks with compressed air from the front air compressor to create an artificial compressed air environment around the rotary piston engine and a highly effective air charge for the rotary piston engine, thus increasing its performance several times. The purpose of this is to isolate the rotary piston engine from the outside world so that the exhaust gas and cooling heat of the rotary piston engine can be utilized by a heat exchanger, which in turn should lead to higher efficiency levels of the system.

Nach Ansatz 3 sollen Einrichtungen zur Erschaffung des Auftriebs für Senkrechtstart und -landung des Flugzeugs, die aus einer steuerbaren storeartigen zentral in der Drucklufthülle eingerichteten Gas-Luftstrahldüse und vier kleineren seitlichen, ähnlich gebauten Gas-Luftstrahldüsen zur seitlichen Lagebestimmung des Flugzeugs bestehen, vorgesehen werden.According to approach 3, facilities for creating the lift for vertical take-off and landing of the aircraft are to be provided, which consist of a controllable, storeroom-like gas air jet nozzle installed centrally in the compressed air envelope and four smaller lateral, similarly constructed gas air jet nozzles for determining the lateral position of the aircraft.

Nach Ansatz 4 soll eine lenkbare sphäroidische Luftstrahldüse zur Erschaffung des Vortriebs vorgesehen werden.According to approach 4, a steerable spheroidal air jet nozzle is to be provided for creating the propulsion.

Nach Ansatz 5 soll ein Lufteinlauf (Diffusor) und eine Düse zur Erschaffung des Überschallflugs bei Flugzeugen mit Hyperschallgeschwindigkeit ausgelegt werden, um die Charakteristika des Diffusors und des Düsen-Antriebs zu bestimmen.According to approach 5, an air inlet (diffuser) and a nozzle for creating supersonic flight in aircraft with hypersonic speed are to be designed in order to determine the characteristics of the diffuser and the nozzle drive.

FigurenlisteFigure list

  • 1a-1n, 1p, 1r, 1s zeigen eine Dreistufige Drehkolbenkraftmaschine mit kontinuierlichem Brennprozess gemäß der DE 10 2013 016 274 B4 . 1a-1n , 1p , 1r , 1s show a three-stage rotary piston engine with a continuous combustion process according to FIG DE 10 2013 016 274 B4 .
  • 1t zeigt eine graphische Simulation der Bildung spezifischer Profile von Vertiefungen und Verdrängungskämmen der Dreistufigen Drehkolbenkraftmaschine aus 1a-1n, 1p, 1r, 1s. 1t shows a graphic simulation of the formation of specific profiles of depressions and displacement ridges of the three-stage rotary engine from 1a-1n , 1p , 1r , 1s .
  • 1u zeigt eine Einrichtung zur Kontrolle der spezifischen Profile aus 1t. 1u shows a facility for checking the specific profiles 1t .
  • 2a-2d zeigen eine Dreistufige Drehkolbenkraftmaschine mit kontinuierlichem Brennprozess mit drei bzw. vier Nebenläufern und einem erhöhten Durchmesserverhältnis einer Verdichterkammer zu den Nebenläufern von 2,66:1, gemäß der DE 10 2017 113 550 A1 . 2a-2d show a three-stage rotary piston engine with a continuous combustion process with three or four secondary rotors and an increased diameter ratio of a compression chamber to the secondary rotors of 2.66: 1, according to FIG DE 10 2017 113 550 A1 .
  • 2e zeigt Vergleichszeichnungen von Schnitten der verschiedenen Dreistufigen Drehkolbenkraftmaschinen aus 1a-1n, 1p, 1r, 1s und 2a-2d. 2e shows comparative drawings of sections of the various three-stage rotary piston engines 1a-1n , 1p , 1r , 1s and 2a-2d .
  • 3a-3c zeigen einen Drehkolben-Expander mit Kryo-Kraftstoffen, geeignet sowohl für die Mobilitätsindustrie als auch für andere Anwendungen, besonders als Kraftmaschine für Kern-Dampferzeuger, gemäß der DE 10 2020 005 656 A1 . 3a-3c show a rotary piston expander with cryofuels, suitable both for the mobility industry and for other applications, in particular as a prime mover for core steam generators, according to FIG DE 10 2020 005 656 A1 .
  • 4a-4b zeigen eine Schraubenkraftmaschine mit kontinuierlichem Brennprozess gemäß der DE 10 2010 020 681 A1 . 4a-4b show a screw engine with a continuous combustion process according to FIG DE 10 2010 020 681 A1 .
  • 5a zeigt ein Triebwerk mit Käfig eines Typs 1 gemäß der DE 10 2017 108 543 A1 . 5a FIG. 3 shows a type 1 cage engine according to FIG DE 10 2017 108 543 A1 .
  • 5b zeigt ein Mantelluftstromtriebwerk mit Dreistufiger Drehkolbenkraftmaschine mit kontinuierlichem Brennprozess gemäß der DE 10 2015 014 868 B4 . 5b FIG. 4 shows a jacket air-flow engine with a three-stage rotary piston engine with a continuous combustion process according to FIG DE 10 2015 014 868 B4 .
  • 5c zeigt ein Triebwerk mit Frontluftluftkompressor, Dreistufiger Drehkolbenkraftmaschine mit kontinuierlichem Brennprozess und schwenkbaren Luftstrahldüsen als Antrieb für senkrechtstartende Flugzeuge, gemäß der DE 10 2015 756 B4 . 5c shows an engine with front air compressor, three-stage rotary piston engine with continuous combustion process and swiveling air jet nozzles as a drive for aircraft taking off vertically, according to FIG DE 10 2015 756 B4 .
  • 6a zeigt ein Verfahren zum Multiplizieren der Leistung einer Kraftmaschine, einen Frontluftverdichter eines Typs 1 sowie eine Triebwerkanlage mit einer Drehkolbenkraftmaschine gemäß der DE 10 2017 009 911 B4 . 6a FIG. 11 shows a method for multiplying the power of an engine, a front air compressor of a type 1 and an engine system with a rotary piston engine according to FIG DE 10 2017 009 911 B4 .
  • 6b zeigt ein Triebwerk mit multiplizierter Leistung einer Drehkolbenkraftmaschine und einem Frontluftverdichter eines Typs 2 sowie Anlagen für Auf- und Vortrieb, gemäß der DE 10 2017 009 911 B4 . 6b shows an engine with multiplied power of a rotary piston engine and a front air compressor of a type 2 as well as systems for uplift and propulsion, according to FIG DE 10 2017 009 911 B4 .
  • 6c zeigt ein Triebwerk mit einem Frontluftverdichter von Typ 2, einer Drehkolbenkraftmaschine mit vier Nebenläufern und multiplizierter Leistung sowie Anlagen für Auf- und Vortrieb, gemäß der DE 10 2017 113 550 A1 . 6c shows an engine with a front air compressor of type 2, a rotary piston engine with four secondary rotors and multiplied power as well as systems for lift and propulsion, according to FIG DE 10 2017 113 550 A1 .
  • 7a zeigt ein VTOL-Flugzeug mit einer Ablenkanlage eines Heck-Schaufelwerks, gemäß der DE 10 2017 108 543 A1 . 7a FIG. 3 shows a VTOL aircraft with a deflection system for a tail blade assembly, according to FIG DE 10 2017 108 543 A1 .
  • 7b zeigt ein Flugzeug mit dem ablenkbaren Heck-Schaufelwerk aus 7a bei einer Havarie-Situation. 7b shows an aircraft with the deflectable tail blade 7a in the event of an average.
  • 7c zeigt die konstruktive Ausführung einer Vorrichtung zur Umstellung des Heck-Schaufelwerks (Fragment A) aus 7a. 7c shows the structural design of a device for converting the rear shovel mechanism (fragment A) 7a .
  • 7d zeigt eine Dreheinheit des Heck-Schaufelwerks aus 7a. 7d shows a rotating unit of the rear bucket mechanism 7a .
  • 7e zeigt eine Drehwippe mit dem Heck-Schaufelwerk aus 7a. 7e shows a rotary rocker with the rear bucket 7a .
  • 8a zeigt ein Mehrzweck-VTOL-Flugzeug traditioneller Bauweise mit Triebwerken im Flügel (Typ 1), gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. 8a Fig. 10 shows a multi-purpose VTOL aircraft of traditional construction with engines in the wing (Type 1), according to an embodiment of the invention.
  • 8b zeigt ein Mehrzweck-VTOL-Flugzeug traditioneller Bauweise mit Triebwerken im Rumpf (Typ 2), gemäß einer weiteren Ausführungsform. 8b shows a multi-purpose VTOL aircraft of traditional design with engines in the fuselage (type 2), according to a further embodiment.
  • 9a zeigt ein diskusförmiges Kommandeurs-VTOL-Flugzeug gemäß einer Ausführungsform. 9a Figure 12 shows a commander's disk-shaped VTOL aircraft in accordance with one embodiment.
  • 9b zeigt ein diskusförmiges VTOL-Flugzeug mit einem Kommando von circa 10 Mann, gemäß einer Ausführungsform. 9b shows a disc-shaped VTOL aircraft with a command of about 10 men, according to one embodiment.
  • 9c zeigt ein diskusförmiges VTOL-Flugzeug mit Amphibien-Eigenschaften, gemäß einer Ausführungsform. 9c Figure 12 shows a disk-shaped VTOL aircraft with amphibious properties, according to one embodiment.
  • 9d zeigt in einer Ansicht von oben ein Unterteil des VTOL-Flugzeugs aus 9c. 9d shows in a view from above a lower part of the VTOL aircraft 9c .
  • 9e zeigt in einer Perspektivansicht das Äußere des diskusförmigen VTOL-Flugzeugs aus 9c. 9e shows the exterior of the disc-shaped VTOL aircraft in a perspective view 9c .

In den Zeichnungen sind, sofern nicht ausdrücklich anders angegeben, gleiche oder äquivalente Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.Unless expressly stated otherwise, the same or equivalent elements are provided with the same reference symbols in the drawings.

Beschreibung von AusführungsformenDescription of embodiments

Entsprechend dem vorgestellten Plan ist im Folgenden die Dreistufige Drehkolbenkraftmaschine mit kontinuierlichem Brennprozess aus der DE 10 2013 016 274 B4 zusammen mit einer späteren Version mit vier Nebenläufern und erhöhtem Durchmesserverhältnis einer Verdichterkammer zu den Nebenläufern von 2,66:1 auf 1a-1u und 2a-2k gezeigt und beschrieben. Weiter ist aus der DE 10 2020 005 656 A1 der Drehkolben-Expander mit Kryo-Kraftstoffen, geeignet sowohl für die Mobilitätsindustrie als auch für andere Anwendungen, besonders als Kraftmaschine für Kern-Dampferzeuger, gezeigt und beschrieben. Die Schraubenkraftmaschine mit kontinuierlichem Brennprozess aus der DE 10 2010 020 681 wird kurz vorgestellt, schließlich die erfindungsgemäße Einrichtung von Triebwerken und erfindungsgemäße Flugzeuge beschrieben. Die gemeinsame Bezugszeichenliste bezeichnet alle Positionen der konstruktiven Teile auf den Figuren, in der Beschreibung und den Patentansprüchen.In accordance with the plan presented, the three-stage rotary piston engine with continuous combustion process is shown below from the DE 10 2013 016 274 B4 together with a later version with four secondary rotors and an increased diameter ratio of a compression chamber to the secondary rotors of 2.66: 1 1a-1u and 2a-2k shown and described. Next is from the DE 10 2020 005 656 A1 the rotary lobe expander with cryofuels, suitable both for the mobility industry and for other applications, especially as a prime mover for core steam generators, shown and described. The screw power machine with a continuous combustion process from the DE 10 2010 020 681 is briefly presented, and finally the device according to the invention for engines and aircraft according to the invention are described. The common list of reference symbols denotes all positions of the structural parts in the figures, in the description and in the claims.

Gemeinsame Beschreibung der beiden Drehkolbenkraftmaschinen mit kontinuierlichem Brennprozess.Common description of the two rotary piston engines with a continuous combustion process.

Die Dreistufige Drehkolbenkraftmaschine mit kontinuierlichem Brennprozess (s. 1a-1n, 1p, 1r, 1s) und die Dreistufige Drehkolbenkraftmaschine mit kontinuierlichem Brennprozess mit vier Nebenläufern (s. 2a-2d) bestehen jeweils funktionell aus drei Stufen: aus einer Verdichterstufe 5, einer Expansionsvorstufe 7 und einer Expansionsendstufe 46 sowie aus einer Einheit, die ein Brennrohr 19 mit einer Brennkammer 21 im Inneren und ein Verbindungsrohr 53 vereint. Diese Einheit erstreckt sich durch alle drei, bzw vier Stufen und ist unbeweglich auf einem Vorderdeckel 2 eines Gehäuses 22 durch das Verbindungsrohr 53 befestigt. Der Vorderdeckel 2 und ein Rückdeckel 9 mit eingebauten Steuerorganen, Lagern, Getrieben und einer Leistungswelle 24 ergänzen die Gestalt der Drehkolbenkraftmaschine. Diese sechs Einheiten bilden die Hauptgliederungsteile der Drehkolbenkraftmaschine. Die Expansionsvorstufe 7 und die Expansionsendstufe 46 bilden zusammen eine Motorstufe der Drehkolbenkraftmaschine. Außerdem bilden drei selbstreinigende Luftfilteranlagen 90 (s. 1a, 1e), bzw. eine gemeinsame Luftfilteranlage 135 (s. 2b), die auf der Verdichterstufe 5 montiert ist, eine siebte Einheit. Zusätzliche Bedienungseinrichtungen sind ein äußerer Wärmetauscher, Aggregate von Hilfssystemen, eine Armatur und ein Rahmen.The three-stage rotary piston engine with continuous combustion process (see Sect. 1a-1n , 1p , 1r , 1s) and the three-stage rotary piston engine with continuous Firing process with four secondary runners (see p. 2a-2d ) each functionally consist of three stages: a compressor stage 5 , a pre-expansion stage 7th and an expansion output stage 46 as well as from a unit, which is a burner tube 19th with a combustion chamber 21 inside and a connecting pipe 53 united. This unit extends through all three or four stages and is immobile on a front cover 2 a housing 22nd through the connecting pipe 53 attached. The front cover 2 and a back cover 9 with built-in controls, bearings, gears and a power shaft 24 complement the shape of the rotary piston engine. These six units form the main structural parts of the rotary piston engine. The pre-expansion stage 7th and the expansion stage 46 together form an engine stage of the rotary piston engine. In addition, there are three self-cleaning air filter systems 90 (see 1a , 1e) , or a common air filter system 135 (see 2 B) that are on the compressor stage 5 is mounted, a seventh unit. Additional operating devices are an external heat exchanger, units of auxiliary systems, a fitting and a frame.

Rotierende Teile: Durch alle drei Stufen erstreckt sich ein Hauptläufer 11 und mit ihm, durch eine äußere Längsverzahnung 56 gebunden, drei, bzw. vier Nebenläufer 4. Alle Nebenläufer 4 haben Längsvorsprünge - Verdrängungskämme 12, 43, die als rotierende Kolben dienen. In jeder Stufe überstreichen die Kolben bei Drehung von Stirn- und Seitenwänden der Stufen gebildete Arbeitskammern. Der Durchmesser jeder Arbeitskammer ist doppelt, bzw. um den Faktor 2,66 so groß wie der Durchmesser des zylindrischen Körpers des Nebenläufers. Der Hauptläufer 11 erhält in jeder Stufe drei, bzw. vier Längsvertiefungen 15 bzw. längliche Vertiefungen 23, die einen Eingriff der Verdrängungkämme 12, 43 in den Hauptläufer und eine gemeinsame Drehung des Hauptläufers mit den Nebenläufern 4 ermöglichen. Die äußere Längsverzahung 56 der Läufer 4, 11 verhindert klebenbleibende Verbrennungsreste oder Körner an den Kontaktlinien der Läufer 4, 11 und erübrigt ein spezielles gemeinsames Synchronisierungsgetriebe für alle Läufer. Die Verdrängungskämme 12, 43 haben Längsdichtleisten 13 an ihren Spitzen, sowie Stirndichtleisten 81. Die Wellen aller Läufer 4, 11 in den Stufen sind mit Schlitzkupplungen verbunden.Rotating parts: A main rotor extends through all three stages 11 and with it, through an external longitudinal toothing 56 tied, three or four siblings 4th . All secondary runners 4th have longitudinal protrusions - displacement ridges 12th , 43 that serve as rotating pistons. In each stage, the pistons sweep over working chambers formed when the end and side walls of the stages rotate. The diameter of each working chamber is twice or a factor of 2.66 as large as the diameter of the cylindrical body of the secondary rotor. The main runner 11 receives three or four longitudinal indentations in each step 15th or elongated depressions 23 engaging the displacement combs 12th , 43 in the main runner and a common rotation of the main runner with the secondary runners 4th enable. The external longitudinal toothing 56 the runner 4th , 11 prevents sticking burn residues or grains on the contact lines of the runners 4th , 11 and eliminates the need for a special common synchronization gear for all rotors. The displacement ridges 12th , 43 have longitudinal sealing strips 13th at their tips, as well as forehead sealing strips 81 . The waves of all runners 4th , 11 in the steps are connected with slot couplings.

Die gemeinsame Drehung der Läufer 4, 11 und der optimale Dichtkontakt zwischen Hauptläufer 11 und Nebenläufern 4 sind durch das Durchmesserverhältnis 3:1, bzw. 4:1 und eine Übersetzung der längs verlaufenden Zahnverbindung des Hauptläufers 11 mit den Nebenläufern 4 von 3:1, bzw. 4:1 erreicht. Dabei rotiert jeder Nebenläufer 4 mit der dreifachen, bzw. vierfachen Drehzahl gegenüber dem Hauptläufer 11. Der Hauptläufer 11 stellt seinen Innenraum 42 frei für die Speicherung der verdichteten Luft sowie für das Brennrohr 19, das die Brennkammer 21 umfasst und mittels des Verbindungsrohrs 53 unbeweglich auf dem Gehäuse 22 installiert ist. Durch das Verbindungsrohr 53 sind zur Versorgung elektrische Leitungen und Kraftstoff-Kommunikationen verlegt.The common rotation of the runners 4th , 11 and the optimal sealing contact between the main rotor 11 and secondary runners 4th are by the diameter ratio 3 : 1 or 4: 1 and a translation of the longitudinal tooth connection of the main rotor 11 with the secondary runners 4th of 3: 1 or 4: 1 achieved. Each secondary rotor rotates 4th with three or four times the speed of the main rotor 11 . The main runner 11 represents its interior 42 free for the storage of the compressed air as well as for the combustion tube 19th that is the combustion chamber 21 comprises and by means of the connecting pipe 53 immovable on the case 22nd installed. Through the connecting pipe 53 are laid to supply electrical wiring and fuel communications.

Kühlung: Ein verzweigtes Flüssigkeitskühlsystem und Luftkühlsysteme regulieren das gemeinsame Wärmeregime der Drehkolbenkraftmaschine, sowie die TemperaturBedingungen bei einzelnen Einrichtungen: Lager, Dichtungen, Zufuhrleitungen etc. Daneben nehmen drei Bedienungssysteme an der Steuerung der Wärmeregime teil:

  • - Ein System von Ventileinrichtungen aus Sperrventilen 64 und Ventilbuchsen 85 mit Getrieben, die im Vorderdeckel 2 und in der Verdichterstufe 5 installiert sind, reguliert die Menge von komprimierter Luft, die durch Speicher in die Brennkammer 21 gelangt und Luftüberfluss beim Verbrennen des Kraftstoffes definiert. Damit wird Temperatur durch „Verdünnung“ des Gases gesteuert und die Wärmeregime mitbestimmt.
  • - Eine Automatische Systemregimesteuerung steuert gleichzeitig sowohl das Anlassen der Maschine, danach die Brennstoffzufuhr als auch Auslassöffnungen im Brennrohr 19, durch die die Verteilung des Gases in die Arbeitskammern der Expansionsvorstufe 7 reguliert ist, und beeinflusst damit auch die Wärmeregime.
  • - Ein System des Gas-Dampf-Zyklus aus Wasserleitungröhrchen 106, Wasserdüsen 117 und einem Stutzen einer Druckwasseranlage 123 verwendet die Wärme von Konstruktion und Abgas zur Verlängerung der Expansionsarbeit in der Expansionsendstufe 46 und erhöht damit die Wirkungsgrade der Maschine sowie verringert die Wärmebelastung der Stufen 5, 7, 46.
Cooling: A branched liquid cooling system and air cooling systems regulate the common heat regime of the rotary piston engine, as well as the temperature conditions in individual devices: bearings, seals, supply lines, etc. In addition, three operating systems take part in the control of the heat regime:
  • - A system of valve devices consisting of shut-off valves 64 and valve bushings 85 with gears in the front cover 2 and in the compressor stage 5 installed regulates the amount of compressed air that enters the combustion chamber through storage 21 and defines excess air when the fuel is burned. This controls the temperature by “diluting” the gas and helps to determine the thermal regime.
  • - An automatic system regime control simultaneously controls the start-up of the engine, then the fuel supply and outlet openings in the combustion tube 19th through which the gas is distributed in the working chambers of the pre-expansion stage 7th is regulated, and thus also influences the thermal regime.
  • - A system of the gas-steam cycle from water pipes 106 , Water jets 117 and a nozzle of a pressurized water system 123 uses the heat from the construction and exhaust gas to extend the expansion work in the expansion output stage 46 and thus increases the efficiency of the machine and reduces the heat load on the stages 5 , 7th , 46 .

Arbeitsweise: Die Verdichterstufe 5 hat drei bzw. vier längliche Längsöffnungen 98 bzw. Ansaugkanäle 136 für den Lufteintritt sowie die drei Luftfilteranlagen 90 bzw. die gemeinsame Luftfilteranlage 135 mit Filterlaufbändern 91, durch die die Luft ohne Unterbrechung in die Arbeitsräume der Verdichterstufe 5 angesaugt und dabei filtriert wird. In der Verdichterstufe 5 verdrängen die Verdrängungskämme 12, 43 einen Teil der angesaugten Luft zur Reinigung der Filterlaufbänder 91, danach komprimieren sie den Rest der angesaugten Luft und verdrängen ihn durch Eintrittsdruckklappen 41 in das Innere des Hauptläufers 11. Aus dem Innenraum 42 des gleichmäßig rotierenden Hauptläufers 11 fließt permanent die verdichtete Luft durch Austrittsdruckklappen 18 und Einlassöffnungen 26 von Speicherräumen in einen unbeweglichen Teil 20 des Brennrohrs 19 mit der Brennkammer 21 im Inneren. In der Brennkammer 21 wird der Luft die Wärme des ständig brennenden Kraftstoffs zugeführt und das Gas, das während des kontinuierlichen Brennprozesses entsteht, vom Brennrohr 19 in die Arbeitsräume der Expansionsvorstufe 7 verteilt. Dort versetzt das Gas durch die Verdrängungskämme 12, 43 bei seiner Expansion die Nebenläufer 4 in Drehung. Nach der Expansion in der Expansionsvorstufe 7 fließt das Gas durch äußere Gasleitungen 60 in die Expansionsendstufe 46, beteiligt sich an gemeinsamer Dreharbeit und wird hier innerhalb jeder Umdrehung endgültig abgearbeitet und durch Auspuffflansche 62 in ein Abgassystem während der folgenden Umdrehung abgestoßen. Somit erfüllen die Verdrängungskämme 12, 43 in den Expansionsteilstufen 7, 46 Expansionsarbeit des Gases und treiben unmittelbar die eigenen Nebenläufer 4, den Hauptläufer 11, die Läufer der Verdichterstufe 5 sowie durch ein gemeinsames Zahnradgetriebe 37 mit Ritzel 47 eine Leistungswelle 24 an. Die Expansionsendstufe 46 hat drei bzw. vier Auslassöffnungen mit Auslasskanälen 59 und den Auspuffflanschen 62, durch die das abgearbeitete Gas von den rotierenden Verdrängungskämmen 12, 43 bei ihrer Drehung ständig in das Abgassystem ausgestoßen wird.How it works: The compressor stage 5 has three or four elongated longitudinal openings 98 or intake ducts 136 for the air inlet and the three air filter systems 90 or the common air filter system 135 with filter conveyor belts 91 through which the air enters the working areas of the compressor stage without interruption 5 sucked in and filtered. In the compressor stage 5 displace the displacement ridges 12th , 43 part of the air drawn in to clean the filter conveyor belts 91 , then they compress the rest of the sucked in air and displace it through inlet pressure flaps 41 into the interior of the main rotor 11 . From the interior 42 of the uniformly rotating main rotor 11 the compressed air flows permanently through outlet pressure flaps 18th and inlet openings 26th from storage spaces to an immovable part 20th of the combustion tube 19th with the combustion chamber 21 internally. In the combustion chamber 21 the air is supplied with the heat from the constantly burning fuel and the gas that is produced during the continuous combustion process from the combustion tube 19th in the Workrooms in the pre-expansion stage 7th distributed. There the gas is displaced by the displacement combs 12th , 43 in its expansion the secondary runner 4th in rotation. After expansion in the pre-expansion stage 7th the gas flows through external gas pipes 60 into the expansion stage 46 , participates in joint shooting and is finally processed here within each revolution and through exhaust flanges 62 repelled into an exhaust system during the following revolution. Thus, the displacement ridges meet 12th , 43 in the expansion stages 7th , 46 Expansion work of the gas and directly drive its own secondary rotors 4th , the main runner 11 , the runners of the compressor stage 5 as well as through a common gear transmission 37 with pinion 47 a wave of power 24 at. The expansion stage 46 has three or four outlet openings with outlet channels 59 and the exhaust flanges 62 , through which the processed gas from the rotating displacement combs 12th , 43 is constantly expelled into the exhaust system as it rotates.

2. Ausführliche Beschreibung der Einzelheiten und Systemen der Drehkolbenkraftmaschine mit kontinuierlichem Brennprozess,(s. Fig. 1a-1u und Fig. 2a-2c)2. Detailed description of the details and systems of the rotary piston engine with continuous combustion process, (see Fig. 1a-1u and Fig. 2a-2c)

In den drei bzw. vier dicken Seiten- und Stirnwänden der Verdichterstufe 5, die rund um den Hauptläufer 11 zusammen die Verdichterkammer bilden, ist eine Vorrichtung zur Steuerung des Anfangsmomentes einer Komprimierung der Luft eingerichtet. Diese Vorrichtung besteht aus drei Auslassventilen 69, die quer durch eine Stirnwand 101 verlegt sind und durch die ein Teil der eingesaugten Luft noch vor Anfang der Komprimierung zurück in die Atmosphäre (oder ein anderes nützliches System) mittels eines Verdrängungskamms 12 ausgestoßen wird. Triebwalzen 77 mit länglichen Ausschnitten rotieren dabei durch Getriebe mit Umleitkanälen 75 und Zwischenrädern 79 synchron mit den Nebenläufern 4 und lassen durch ihre Ausschnitte und solche in den Ventilbuchsen 85 variabel einen Teil der Luft in die Atmosphäre zurück. Ein Operateur stellt mit Absperrschiebern 87 über gemeinsame Synchronriemen 84 die Ventilbuchsen 85 und bestimmt damit die Positionen der Ventilbuchsen 85 bei Ventilen. So wird die Steuerung des Luftüberflusses bei der Verbrennung des Kraftstoffes in der Brennkammer 21 und damit die Steuerung der Temperatur des Gases gewährleistet.In the three or four thick side and end walls of the compressor stage 5 that revolves around the main runner 11 together form the compression chamber, a device for controlling the initial moment of compression of the air is set up. This device consists of three outlet valves 69 running across an end wall 101 are relocated and through which some of the sucked air is returned to the atmosphere (or other useful system) by means of a displacement comb before the compression begins 12th is expelled. Pinch rollers 77 with elongated cutouts rotate through gears with diversion channels 75 and intermediate gears 79 synchronous with the secondary runners 4th and let through their cutouts and those in the valve sockets 85 variable part of the air back into the atmosphere. A surgeon poses with gate valves 87 via common synchronous belts 84 the valve sockets 85 and thus determines the positions of the valve sockets 85 for valves. This is how the excess air is controlled when the fuel is burned in the combustion chamber 21 and thus ensures the control of the temperature of the gas.

Über den Längsöffnungen 98 sind die selbstreinigenden Luftfilteranlagen 90 bzw. die gemeinsame Luftfilteranlage 135 aufgestellt, die als Schleifen - unendliche Laufbänder - eingerichtet sind und von einem Stellgetriebe 88 mit variabler Geschwindigkeit durch die Filtereinrichtungen geschoben werden. Die Laufbänder sind von der überflüssigen Luft, die aus der Verdichterkammer ausgestoßen ist, durchblasen. Ein Laufbandabschnitt realisiert dann die Filtration der Ansaugluft, ein benachbarter Bereich parallel die Spülung des Laufbands, so dass der Schmutz in die Umgebung ausgeblasen werden kann.Above the longitudinal openings 98 are the self-cleaning air filter systems 90 or the common air filter system 135 set up, which are set up as loops - infinite treadmills - and by an actuating gear 88 be pushed through the filter devices at variable speeds. The treadmills are blown by the excess air expelled from the compression chamber. A treadmill section then filters the intake air, while an adjacent area flushes the treadmill in parallel so that the dirt can be blown out into the environment.

Die zwei Expansionsteilstufen 7, 46 haben auch je drei bzw. vier Nebenläufer 4 rund um den Hauptläufer 11. Sie beide bilden die Motorstufe, die die Verdichterstufe 5, den Hauptläufer 11 und die Leistungswelle 24 bewegen. Eine der beiden Expansionsteilstufen 7, 46, die Expansionsvorstufe 7, hat thermobeständige Schichten 45 auf allen von Gas berührten Teilen. Bei dieser Teilstufe sind keine Dichtleisten eingerichtet - das durch Laufspiel durchgebrochene Gas wird in der zweiten Teilstufe abgearbeitet. In die zweite Teilstufe - die Expansionsendstufe 46 wird Gas nach Expansion in der Expansionsvorstufe 7 mit gesenkter Temperatur eintreten. Die Dichtung des Verdichterraumes hier und der Vertiefungen im Hauptläufer 11 wird durch mit Feder belastete Längsdichtleisten 13 und Stirndichtleisten 81, wie bei der Verdichterstufe 5 erreicht. Die Senkung der Gastemperatur hier wird auch durch Anwendung des sogenannten Gas-Dampf-Zyklus gewährleistet (s. u.). Die Teilung des Expansionsraumes hat Sinn auch für die Senkung der Druckbelastung auf die Läufer 4, 11 und ihre Lager, die durch die Teilung halbiert sind. Aber noch wichtigere Folgen sind für den ununterbrochenen und gleichmäßigen Verlauf des Drehmoments auf der Leistungswelle 24 erreicht: Die Drehmomente beider Expansionsteilstufen 7, 46 folgen nacheinander und überdecken einander. Deshalb fällt das gemeinsame Drehmoment niemals bedeutend, erst recht nicht bis auf null. In den Kammern der Expansionsteilstufen 7, 46 erfolgt die Expansion des Gases mit Ausdehnung bis zum atmosphärischem Druck. Damit verwirklicht sich hier, wie bei der Verdichterstufe 5, ein wirtschaftlicher Kolbenverdrängungsprozess.The two expansion stages 7th , 46 also each have three or four co-runners 4th around the main runner 11 . They both form the motor stage and the compressor stage 5 , the main runner 11 and the power wave 24 move. One of the two expansion stages 7th , 46 , the pre-expansion stage 7th , has heat-resistant layers 45 on all parts in contact with gas. No sealing strips are installed in this sub-stage - the gas that has broken through through running clearance is processed in the second sub-stage. In the second sub-stage - the final expansion stage 46 becomes gas after expansion in the pre-expansion stage 7th enter with reduced temperature. The seal of the compressor room here and the depressions in the main rotor 11 is made by longitudinal sealing strips loaded with springs 13th and face sealing strips 81 as with the compressor stage 5 achieved. The lowering of the gas temperature here is also ensured by using the so-called gas-steam cycle (see below). The division of the expansion space also makes sense to reduce the pressure load on the runners 4th , 11 and their stocks, which are halved by the division. But even more important consequences are for the uninterrupted and even progression of the torque on the power shaft 24 achieved: The torques of both expansion stages 7th , 46 follow one another and overlap one another. Therefore, the combined torque never drops significantly, especially not to zero. In the chambers of the expansion stages 7th , 46 the expansion of the gas takes place with expansion up to atmospheric pressure. This is implemented here, as with the compressor stage 5 , an economical piston displacement process.

Die spezifischen Profile der Längsvertiefungen 15 des Hauptläufers 11 und die Verdrängungskämme 12 der Nebenläufer 4 zeigt 1t bzw. 2d. Die Raten der Drehungen um 6° und 2° bzw. 8° und 2° entsprechen dem Verhältnis der Winkelgeschwindigkeiten der Läufer 4, 11. Die graphische Studie zeigt die Bildungslinien der Profile als Spuren der Vektorenspitzen auf Flächen der gegenseitigen Vektoren, die Drehung der beiden Läufer bei ihrer gemeinsamen Bewegung mit verschieden Drehgeschwindigkeiten imitieren. Dabei bewegt sich der Vektor des Kammes bei der Kammspitze mit Zentrum auf der Nebenläuferachse bewegt sich in seiner Fläche mit einer Winkelgeschwindigkeit, die dreimal bzw. viermal höher ist als Winkelgeschwindigkeit, mit der bewegt sich Vektor der Längsvertiefung mit Spitze im oberen Grenzpunkt der Längsvertiefung 15 und Zentrum auf Haupläuferachse in eigener Fläche. Der Vektor des Kammes zeichnet Profil der Vertiefung auf ihrer Fläche, dagegen, Vektor der Vertiefung zeichnet Profil des Kammes auf Fläche des Kammes. Die Graphik dient dem Ziele der Anschaulichkeit. Theoretische Profile mit beliebiger Präzision lassen sich mit Computern und mathematischen Methoden der Vektoralgebra bestimmen.The specific profiles of the longitudinal indentations 15th of the main runner 11 and the displacement ridges 12th the secondary runner 4th shows 1t respectively. 2d . The rates of rotation by 6 ° and 2 ° or 8 ° and 2 ° correspond to the ratio of the angular speeds of the runners 4th , 11 . The graphic study shows the lines of formation of the profiles as traces of the vector peaks on surfaces of the mutual vectors, which imitate the rotation of the two runners when they move together at different speeds. The vector of the ridge moves at the crest tip with the center on the secondary rotor axis, moves in its area at an angular velocity that is three times or four times higher than the angular velocity, with the vector of the longitudinal depression with the tip in the upper limit point of the longitudinal depression 15th and center on the main rotor axis in its own area. The vector of the ridge draws the profile of the depression on its surface, on the other hand, the vector of the depression draws the profile of the comb on the surface of the comb. The graphic serves the purpose of clarity. Theoretical profiles with any precision can be determined with computers and mathematical methods of vector algebra.

1u zeigt eine Vorrichtung, die es ermöglicht, die Bewegung der Vektoren zu simulieren und Profile auf den Oberflächen der Werkstücke zu aufzeichnen. Die Kaliber, die man mit dieser Methode herstellen kann, sind geeignet für die Kontrolle bei Herstellung und Betriebsabnutzung der entsprechenden Teile. Die spezifischen Profile der Längsvertiefungen 15 des Hauptläufers 11 und die Verdrängungskämme 12 der Nebenläufer 4 der Dreistufigen Drehkolbenkraftmaschine mit kontinuierlichem Brennprozess mit vier Nebenläufern findet man mit einem ähnlichen Verfahren wie es in 1 u dargestellt ist. 1u shows a device which makes it possible to simulate the movement of the vectors and to record profiles on the surfaces of the workpieces. The calibres that can be produced with this method are suitable for the control of production and operational wear of the corresponding parts. The specific profiles of the longitudinal indentations 15th of the main runner 11 and the displacement ridges 12th the secondary runner 4th The three-stage rotary piston engine with a continuous combustion process with four secondary rotors can be found with a method similar to that in 1 u is shown.

Die Dichtung je des Verdichterraumes und der Vertiefungen im Hauptläufer 11, in der Verdichterstufe 5 und der Expansionsendstufe 46 ist mit von Federn 55 belasteten Längsdichtleisten 13 und Stirndichtleisten 81 erreicht, die in den Verdrängungskämmen 12, 43 angebracht sind. Bei großen Drehzahlen werden die Dichtleisten 13, 81 trotz Wirkung der Federn 55 durch spezielle Einrichtungen mit mitrotierenden Ausgleichgewichten 27 zurück in die Verdrängungskämme 12, 43 eingezogen, um einen starken Bremseffekt durch Reibung abzuwenden. Die Luft- und Gasverluste bei großen Drehzahlen sind relativ geringer als bei kleinen Drehzahlen, außerdem sind sie durch Öl-Einspritzung bei den Dichtleisten 13, 81 reduziert. In der Expansionsendstufe 46 entsteht Öl-Dampf-Emulsion bei Anwendung des Gas-Dampf-Zyklus, die auch Reibung vorbeugt.The seal for each of the compressor chamber and the depressions in the main rotor 11 , in the compressor stage 5 and the expansion stage 46 is with from feathers 55 loaded longitudinal sealing strips 13th and face sealing strips 81 reached those in the displacement ridges 12th , 43 are appropriate. At high speeds, the sealing strips 13th , 81 despite the action of the springs 55 by special devices with rotating counterweights 27 back to the displacement ridges 12th , 43 drawn in to avert a strong braking effect due to friction. The air and gas losses at high speeds are relatively lower than at low speeds; in addition, they are due to oil injection at the sealing strips 13th , 81 reduced. In the expansion stage 46 Oil-steam emulsion is created when the gas-steam cycle is used, which also prevents friction.

Die Eintrittsdruckklappen 41 und Austrittsdruckklappen 18 sind als biegeweiche längliche Lamellen eingerichtet und in Schächten mit Konturensesseln für Abdichtung untergebracht. Bei solcher Aufbauart sind sie fähig mit großer Frequenz anzusprechen. Alle Druckeinlass- und Ausgleichklappen 38 der Drehkolbenkraftmaschine, das System des Gas-Dampf-Zyklus einschließlich, sind konstruktiv ähnlich aufgebaut. Um einem Bremseffekt durch Druckgefälle bei der Arbeit der Kraftmaschine mit kleinen Leistungen vorzubeugen (in diesem Fall übersteigt der verfügbare Ausdehnungsraum den notwendigen), sind in den Verdrängungskämmen 43 der Expansionsendstufe 46 die Ausgleichklappen 38 in derselben Art zu einem Auspuffraum eingerichtet. Die Anwendung der Eintrittsdruckklappen 41 für Druckluft (s. 1e, Schnitt B-B) in der Verdichterstufe 5 beugt einem Energieaufwand für völlige Komprimierung der Luft mit für alle Regime gleichem Druckverhältnis vor, wie er bei üblichen Kolbenmotoren der Fall ist und einen Nachteil bei ihnen bildet.The inlet pressure flaps 41 and discharge pressure flaps 18th are set up as flexible elongated slats and housed in shafts with contour armchairs for sealing. With this type of construction, they are able to respond with a high frequency. All pressure inlet and equalization valves 38 the rotary piston engine, including the gas-steam cycle system, are constructed in a similar manner. In order to prevent a braking effect due to a pressure gradient when the engine is working with small powers (in this case the available expansion space exceeds the necessary), there are displacement ridges 43 the expansion stage 46 the equalizing flaps 38 furnished in the same way as an exhaust chamber. The application of the inlet pressure valves 41 for compressed air (s. 1e , Section BB) in the compressor stage 5 prevents energy expenditure for complete compression of the air with the same pressure ratio for all regimes, as is the case with conventional piston engines and forms a disadvantage with them.

Bei der Gasübergabe nach der Expansion in der Expansionsvorstufe fließt das Gas durch die äußeren Gasleitungen 60 (s. 1a, 1m, 2a, 2i) in die Expansionsendstufe 46 und wird hier endgültig abgearbeitet. In den Seitenwänden und einer hinteren Stirnwand der Expansionsendstufe 46 sind die Sperrventile 64 bei Einlasskanälen 61 des Gases sowie separate Getriebe mit Triebrad 65 der Sperrventile 64 und Mittelzahnrad 66 in einem Rückdeckelraum zur synchronen Drehung von Walzen der Sperrventile 64 mit den Nebenläufern 4 eingerichtet. Die Sperrventile 64 unterbinden den Verlust des Arbeitsgases aus den Arbeitsräumen der Expansionsvorstufe 7 und den äußeren Gasleitungen 60 für die Zeit, in der die Arbeitsräume der Expansionsendstufe 46 mit dem Auspuffraum verbunden sind, also bis zu dem Moment, wenn die Verdrängungskämme 43 nach Vorbeigehen an den Auslasskanälen 59 erneut in Stellung hinter den Einlasskanälen 61 kommen.When the gas is transferred after the expansion in the expansion preliminary stage, the gas flows through the outer gas lines 60 (see 1a , 1m , 2a , 2i ) into the expansion output stage 46 and is finally processed here. In the side walls and a rear end wall of the expansion output stage 46 are the shut-off valves 64 at inlet ports 61 of the gas as well as separate gear with drive wheel 65 the shut-off valves 64 and center gear 66 in a rear cover space for the synchronous rotation of rollers of the check valves 64 with the secondary runners 4th set up. The shut-off valves 64 prevent the loss of the working gas from the work rooms of the pre-expansion stage 7th and the outer gas pipes 60 for the time in which the work areas of the expansion output stage 46 are connected to the exhaust chamber, so until the moment when the displacement ridges 43 after passing the exhaust ducts 59 again in position behind the inlet ducts 61 come.

Die Brennkammer 21 erstreckt sich ähnlich wie die Läufer 4, 11 durch alle drei Stufen 5, 7, 46. In der Brennkammer 21 geschieht eine ununterbrochene Verbrennung des Kraftstoffes bei ständiger Zufuhr komprimierter Luft und bei (relativ) ständigem Druck des Joule-Prozesses sowie die Rationsausgabe des Gases in die Expansionsvorstufe 7. Die Brennkammer 21 ist in dem Brennrohr 19 installiert, das am Gehäuse 22 durch die Scheibe mit Ringkanälen 30 und dem Verbindungsrohr 53 fest angebracht ist. Durch ein Einlassrohr 31 sind elektrische Leitungen und Kraftstoffleitungen verlegt. Das Brennrohr 19 erhält die Einlassöffnungen 26 für komprimierte Luft, die aus dem Speicher fließt. Weil das Brennrohr durch die eintretende Luft allseitig gekühlt ist, dient es als Hitzeschutz für die restliche Konstruktion. Für die Erfüllung der Funktion einer Auslasssteuerung des Gases in die Expansionsvorstufe 7 ist das Brennrohr 19 zweiteilig gebaut: Es besteht aus einem unbeweglichen Teil 20 und einem beweglichen Teil 35, die zusammen die steuerbare Auslassöffnung 17 des Brennrohrs 19 bilden. Ein Stellgetriebe mit Zahnradsegment 36 und Zahnradgetriebe 37 reguliert durch Verstellung des beweglichen Teils 35 des Brennrohrs 19 bezüglich des unbeweglichen Brennrohrteils 20 die Auslassöffnung 17 des Brennrohrs 19 und steuert damit die Ausgabe des Gases in die Expansionsvorstufe 7. Das Stellgetriebe wird von einer Automatik gesteuert, die Signale von Drucksensoren des Auspuffsystems nutzt, die Vollständigkeit der Ausdehnung des Gases durch Gasdruck beim Auspuff signalisieren (Rückkopplung zum Auspuffraum). Daneben tritt komprimierte Luft aus den Speicherräumen in allen Stufen 5, 7, 46 durch kalibrierte Bohrungen 10 in dem Hauptläufer 11 zur Kühlung des Hauptläufers 11 ein, bildet eine Grenzschicht beim Hauptläufer 11 und fließt von allen Richtungen zu Einlassöffnungen 16 in den länglichen Vertiefungen 23 des Hauptläufers 11 der Expansionsvorstufe 7. Mit der relativ kalten Luft der Grenzschicht werden die Bereiche des Hauptläufers 11 rund um die Einlassöffnungen 16 gekühlt.The combustion chamber 21 extends similar to the runner 4th , 11 through all three stages 5 , 7th , 46 . In the combustion chamber 21 an uninterrupted combustion of the fuel occurs with constant supply of compressed air and with (relatively) constant pressure of the Joule process as well as the ration output of the gas in the expansion stage 7th . The combustion chamber 21 is in the burner tube 19th installed that on the case 22nd through the disc with ring channels 30th and the connecting pipe 53 is firmly attached. Through an inlet pipe 31 electrical lines and fuel lines are laid. The burner tube 19th receives the inlet openings 26th for compressed air flowing out of the storage tank. Because the combustion tube is cooled on all sides by the incoming air, it serves as heat protection for the rest of the construction. For the fulfillment of the function of an outlet control of the gas in the expansion pre-stage 7th is the burner tube 19th built in two parts: It consists of an immovable part 20th and a moving part 35 that together form the controllable outlet opening 17th of the combustion tube 19th form. An actuator with a gear segment 36 and gear transmission 37 regulated by adjusting the moving part 35 of the combustion tube 19th with regard to the immovable part of the combustion tube 20th the outlet opening 17th of the combustion tube 19th and thus controls the output of the gas in the expansion pre-stage 7th . The actuating gear is controlled by an automatic system that uses signals from pressure sensors in the exhaust system to signal the completeness of the expansion of the gas due to gas pressure in the exhaust (feedback to the exhaust chamber). In addition, compressed air emerges from the storage rooms in all stages 5 , 7th , 46 through calibrated bores 10 in the main runner 11 for cooling the main rotor 11 a, forms a boundary layer at the main rotor 11 and flows to inlet ports from all directions 16 in the elongated depressions 23 of the main runner 11 the pre-expansion stage 7th . With the relatively cold air the boundary layer are the areas of the main rotor 11 around the inlet openings 16 chilled.

Die Druckschutzklappe 52 beugt der Gefahr des Überdrucks in der Brennkammer 21 vor, indem ein Teil des Gases durch eine Druckgasleitung 112 in die Atmosphäre ausgelassen wird. Bei Ansprechen der Druckschutzklappe 52 gelangt das Überdruckgas durch die Bohrungen in der Leistungswelle 24 in eine Gasabfasshaube 107 und wird mit dann geringem Druck in das Abgassystem abgeführt.The pressure protection flap 52 prevents the risk of overpressure in the combustion chamber 21 before by passing some of the gas through a pressurized gas line 112 is released into the atmosphere. When the pressure protection flap responds 52 the overpressure gas passes through the bores in the power shaft 24 into a gas extraction hood 107 and is then discharged into the exhaust system at low pressure.

Die Druckfluktuation in der Brennkammer 21 sogar bei Regimen mit kleinem Arbeitsdruck ist nicht größer als 10 % (Berechnungen s. Technischen Projekt, Teil III „Thermodynamische Grundlagen‟ ISBN 978-3-95404-751-2, Cuvillier Verlag, Göttingen, 2014). Das sichert die Stabilität der Flamme und unterstützt den Arbeitsprozess. Bei normalen Arbeitsregimen ist die Druckfluktuation niedriger als 6-10 %, da das gesamte Volumen aller Luftportionen bei jeder Umdrehung der Verdrängungskämme 12 in der Verdichterstufe 5 nach Komprimierung bis zum Arbeitsdruck des normalen Arbeitsregimes (also vor seinem Eintritt in gesamten Speicherraum) etwa 6-10 % des gesamten Speicherraums beträgt. Auch der Eintritt der komprimierten Luft erfolgt gleichzeitig mit Vergabe des Gases in die Expansions- Vorstufe. Die Luftüberläufe durch die kalibrierten Bohrungen 10 glätten die Druckfluktuationen zusätzlich. Da die Flammengeschwindigkeit des verwendeten Treibstoffes jedoch relativ niedrig ist (ca. 5 bis 10 m/s) muss die Flammenstabilität durch Auslegung des Brennrohrs 19 und der Brennkammer 21 mit einem Gebiet der Zirkulation in der Strömung einer Primärzone sichergestellt werden. Diese wird typischerweise durch Verdrallung der Primärluft beim Eintritt in die Brennkammer 21 erreicht. Dadurch werden heiße Verbrennungsgase immer wieder zurück zu einer Brennstoffdüse gefördert und sorgen dafür, dass die Verbrennung in Gang bleibt. Weiterhin wird in unmittelbarer Umgebung der Luftdurchfluss durch Einlassöffnungen und Luftleitgitter 134 verdrallt und Luftgeschwindigkeit bis nötigen Parameter reduziert. Die Brennkammer 21 bestimmt durch ihre Auslegung den Schadstoffgehalt im Abgas.The pressure fluctuation in the combustion chamber 21 even with regimes with low working pressure is not greater than 10% (calculations see Technical Project, Part III “Thermodynamic Basics” ISBN 978-3-95404-751-2, Cuvillier Verlag, Göttingen, 2014). This ensures the stability of the flame and supports the work process. In normal working regimes, the pressure fluctuation is less than 6-10%, since the total volume of all air portions with each revolution of the displacement combs 12th in the compressor stage 5 after compression to the working pressure of the normal working regime (i.e. before its entry into the entire storage space) amounts to about 6-10% of the entire storage space. The compressed air also enters the pre-expansion stage at the same time as the gas is dispensed. The air overflows through the calibrated holes 10 additionally smooth the pressure fluctuations. Since the flame speed of the fuel used is relatively low (approx. 5 to 10 m / s), the flame stability must be determined by the design of the combustion tube 19th and the combustion chamber 21 to be ensured with an area of circulation in the flow of a primary zone. This is typically achieved by swirling the primary air as it enters the combustion chamber 21 achieved. As a result, hot combustion gases are repeatedly fed back to a fuel nozzle and ensure that the combustion continues. Furthermore, the air flow through inlet openings and air guide grilles in the immediate vicinity 134 swirled and air speed reduced to the necessary parameters. The combustion chamber 21 determines the pollutant content in the exhaust gas through its design.

Für die Dichtung einer heißen Zone erforderlich ist die Verwendung spezieller Dichtungseinrichtungen, die unter Bedingungen hoher Temperaturen, Drucke und Kreisgleitgeschwindigkeiten in Bereichen der Anwendung arbeiten können. So erfordert die Abdichtung der Brennkammer 21 von der übrigen Konstruktion spezielle Maßnahmen. Dafür isolieren zwei beim Verbindungsrohr 53 angewendete METAX-Gleitringdichtungen 124 vom Typ U die Brennkammer 21 von einem Raum des Vorderdeckels 2 und dichten den Raum mit flüssigem Kühlmittel, welches das Verbindungsrohr 53 mit dem Einlassrohr 31 kühlt. Am hinteren Ende des unbeweglichen Teils 20 des Brennrohrs 19 ist eine METAX-Metallfaltenbalg-Gleitringdichtung 125 vom Typ MU angewendet, die einen Raum zwischen dem Hauptläufer 11 und dem unbeweglichen Teil 20 des Brennrohrs 19 abdichtet und damit den Raums des Rückdeckels 9 von einem Arbeitsgasdruckraum isoliert.Sealing a hot zone requires the use of special sealing devices that can operate under conditions of high temperatures, pressures, and circular slip speeds in areas of the application. So requires sealing the combustion chamber 21 special measures for the rest of the construction. To do this, two insulate the connecting pipe 53 applied METAX mechanical seals 124 of type U the combustion chamber 21 from a space of the front cover 2 and seal the space with liquid coolant, which the connecting pipe 53 with the inlet pipe 31 cools. At the rear of the immovable part 20th of the combustion tube 19th is a METAX metal bellows mechanical seal 125 of the type MU applied, which has a space between the main runner 11 and the immovable part 20th of the combustion tube 19th seals and thus the space of the rear cover 9 isolated from a working gas pressure chamber.

METAX-Gleitringdichtungen vom Typ U haben folgende Einsatzgrenzen: Druck bis 50 bar, Temperatur -80 bis +315 °C, Gleitgeschwindigkeit bis 25 m/s. METAX-Metallfaltenbalg-Gleitringdichtungen Typ MU haben abweichende Einsatzgrenzen: Druck bis 25 bar, Temperatur -50 bis +400 °C, Gleitgeschwindigkeit bis 50 m/s. In beiden Fällen passen diese Dichtungen zu den Parametern und Arbeitsbedingungen an ihren Einsatzstellen (bei Mitberechnung der Kühlung des Einsatzraums durch Kühlsysteme). Die Hochleistungs-GFT-Radialdichtungen 128 vom Typ 103 dichten den Raum zwischen den Brennrohrteilen 20, 35 und zwischen dem beweglichen Brennrohrteil 35 und der Druckgasleitung 112 ab. Auch bei den Sperrventilen 64 kommen Rillenkugellager und Paket GFT-Radialdichtungen 105 des Typs 103, letztere auch bei dem Stutzen der Druckwasseranlage 123 zum Einsatz. Diese Dichtungen haben folgende Einsatzgrenzen: Druck bis 500 bar, Temperatur -250 bis +316 °C, Gleitgeschwindigkeit bis 5 m/s, sind für ihre vorgesehenen Einsatzstellen also geeignet.METAX type U mechanical seals have the following application limits: pressure up to 50 bar, temperature -80 to +315 ° C, sliding speed up to 25 m / s. METAX metal bellows mechanical seals type MU have different application limits: pressure up to 25 bar, temperature -50 to +400 ° C, sliding speed up to 50 m / s. In both cases, these seals match the parameters and working conditions at their place of use (when calculating the cooling of the place of use by cooling systems). The high-performance GFT radial seals 128 of type 103 seal the space between the burner tube parts 20th , 35 and between the movable burner tube part 35 and the compressed gas line 112 away. Even with the shut-off valves 64 come deep groove ball bearings and package GFT radial seals 105 of the type 103 , the latter also with the nozzle of the pressurized water system 123 for use. These seals have the following application limits: pressure up to 500 bar, temperature -250 to +316 ° C, sliding speed up to 5 m / s, are therefore suitable for their intended use.

Zur Kompensation der Wärmeausdehnungen des Gehäuses, des Verbindungsrohrs 53, des Einlassrohrs 31 und des unbeweglichen Teils 20 des Brennrohrs 19 ist eine Vorrichtung im Rückdeckel 9 eingerichtet. Dort gewährleisten Federn 104 zur Kompensation der Wärmeausdehnungen, die in einem Ansatz 121 zur Stirnwand 101 angebracht sind, das Anpressen des Brennrohrs 19 an das Verbindungsrohr 53. So wird ein O-Ring 127 aus Sintermetall zwischen dem Einlassrohr 31 und dem beweglichen Teil 35 des Brennrohrs 19 mit dem Arbeitsdruck (bis 22 bar) angepresst.To compensate for the thermal expansion of the housing and the connecting pipe 53 , the inlet pipe 31 and the immovable part 20th of the combustion tube 19th is a device in the back cover 9 set up. There springs ensure 104 to compensate for the thermal expansion that occurs in one approach 121 to the front wall 101 are attached, the pressing of the combustion tube 19th to the connecting pipe 53 . This is how an O-ring becomes 127 made of sintered metal between the inlet pipe 31 and the moving part 35 of the combustion tube 19th pressed with the working pressure (up to 22 bar).

Die Lagerung: Alle Läufer 4, 11 drehen sich in Nadellagern 3 mit Borden und Innenringen, die in Zwischenwänden der Stufen 5, 7, 46 eingerichtet sind. Sie sind durch Öl-Kanäle mit Schmieröl versehen und mit GFT-Dichtungen 103 abgedichtet. Die Anwendung von FINDLING-Nadellagern und GFT-Dichtungen ist bei Läuferwellen in allen Stufen 5, 7, 46 durch extreme Arbeitsbedingungen und hohe Anforderungen definiert, hier Drücke bis 22 bar, Temperaturen (bei Kühlung mit flüssigem Mittel) bis 300 °C, Drehzahlen an den Nebenläufern 4 bis 15 000 1/min, am Hauptläufer 11 bis 5555 1/min, dynamische Tragwerte bei Schmierung bis 35 000 N). Diese Limitierungen für die Standfestigkeit der Nadellager 3 mit Borden und Innenringen in der Kombination mit Dichtungen aus federelastischem PTFE-Stoff mit Edelstahl können die Firmen FINDLING und GFT wahrscheinlich einhalten. Das Flüssigkeitskühlsystem und ein Schmierölsystem müssen die oben genannten Temperaturbegrenzungen ebenfalls gewährleisten. Beim Vorderdeckel 2 und Rückdeckel 9 sind die Läufer 4, 11 mit Rillenkugellagern 32 versehen, die die Nadellager 3 von Axialkräften entlasten.The storage: all runners 4th , 11 rotate in needle bearings 3 with rims and inner rings that are in the partition walls of the steps 5 , 7th , 46 are set up. They are provided with lubricating oil through oil channels and with GFT seals 103 sealed. FINDLING needle roller bearings and GFT seals are used for rotor shafts in all stages 5 , 7th , 46 Defined by extreme working conditions and high requirements, here pressures up to 22 bar, temperatures (with cooling with liquid medium) up to 300 ° C, speeds on the secondary rotors 4th until 15th 000 rpm, on the main rotor 11 up to 5555 rpm, dynamic load values with lubrication up to 35,000 N). These limitations for the stability of the needle roller bearings 3 with ribs and inner rings in combination with seals made of resilient PTFE material with stainless steel, the companies FINDLING and GFT can probably comply. That Liquid cooling systems and a lubricating oil system must also guarantee the temperature limits mentioned above. At the front cover 2 and back cover 9 are the runners 4th , 11 with deep groove ball bearings 32 provided that the needle roller bearings 3 relieve of axial forces.

Verbindungen zwischen den Stufen 5, 7, 46 der Drehkolbenkraftmaschine sind leicht trennbar durch Anwendung seitlich angelegter Spannvorrichtungen, die aus Versatzkopfschrauben 137 und Muttern 139 mit Gegengewinden bestehen. Deckel der Stufen 5, 7, 46 sind mit Kopfschrauben auf Gehäusen der Stufen 5, 7, 46 befestigt.Connections between the stages 5 , 7th , 46 the rotary piston engine can be easily separated by using laterally applied clamping devices, which consist of offset head screws 137 and nuts 139 exist with mating threads. Cover of the steps 5 , 7th , 46 are with cap screws on casings of the steps 5 , 7th , 46 attached.

Kühlsysteme: Die Kühlung aller Nadellager 3, des Einlassrohrs 31 und von Teilen des Hauptläufers 11 sowie die Kühlung der äußeren Wände der Arbeitskammern der Stufen 5, 7, 46 erfüllt das gemeinsame Flüssigkeitskühlsystem mit flüssigem Medium. Stirnwände 101 aller Stufen 5, 7, 46 sind dafür zweiteilig aufgebaut: die Stirnwände 101 selbst und Auflage-Teile 102 mit Labyrinth-Kanälen 30 für das flüssige Kühlmittel. Entsprechend sind Kühlflüssigkeits-Einlass- 51 und Kühlflüssigkeits-Auslassstutzen 49 für flüssige Mittel eingerichtet. Das Einlassrohr 31 und eine Hauptläuferwelle 71 sind mit zwei Gleitringdichtungen 124 vom Typ U vor Wärme und Druck aus der Brennkammer 21 geschützt und mit flüssigem Kühlmittel zwischen den beiden Gleitringdichtungen gekühlt. Das Innere der Nebenläufer 4 wird mit Luft gekühlt, die durch Kühlluft-Einlassstutzen 67 und Kühlluft-Auslassstutzen 68 den Wellen der Nebenläufer 4 zugeführt wird. Die Expansionsendstufe 46 wird zusätzlich mittels Wassereinspritzung bei Anschalten des Dampf-Gas-Zyklus durch die Druckwasseranlage 123 gekühlt. Die Seitenwände sind ebenfalls zweiteilig aufgebaut: die Seitenwand selbst der Verdichterstufe 5 mit länglichen Kanälen und eine Hülse 86 mit gehärteter Innenfläche, die von den Verdrängungskämmen 12 bei ihrer Drehung überstrichen wird. Dabei sind die Seitenwände mit Zwischenwänden verstärkt und in robusten drei- bzw. viereckigen Gestellen vereinigt, die Stufengehäuse bilden. Nach außen bilden die Stufen 5, 7, 46 die Plattformen entweder für die selbstreinigenden Luftfilteranlagen 90 bzw. die gemeinsame Luftfilteranlage 135 oder für die äußeren Gasleitungen 60 und die Auspuffflansche 62.Cooling systems: The cooling of all needle roller bearings 3 , the inlet pipe 31 and parts of the main runner 11 as well as the cooling of the outer walls of the working chambers of the steps 5 , 7th , 46 fulfills the common liquid cooling system with liquid medium. End walls 101 of all levels 5 , 7th , 46 are constructed in two parts: the end walls 101 itself and support parts 102 with maze channels 30th for the liquid coolant. Accordingly, the coolant inlet 51 and coolant outlet nozzle 49 set up for cash. The inlet pipe 31 and a main rotor shaft 71 come with two mechanical seals 124 type U from heat and pressure from the combustion chamber 21 protected and cooled with liquid coolant between the two mechanical seals. The interior of the tributaries 4th is cooled with air passing through the cooling air inlet port 67 and cooling air outlet nozzle 68 the waves of the runners 4th is fed. The expansion stage 46 is additionally by means of water injection when the steam-gas cycle is switched on by the pressurized water system 123 chilled. The side walls are also constructed in two parts: the side wall itself of the compressor stage 5 with elongated channels and a sleeve 86 with hardened inner surface by the displacement ridges 12th is swept over when it is rotated. The side walls are reinforced with partition walls and combined in robust triangular or square frames that form the step housing. Outward form the steps 5 , 7th , 46 the platforms either for the self-cleaning air filter systems 90 or the common air filter system 135 or for the outer gas pipes 60 and the exhaust flanges 62 .

Gas-Dampf-Zyklus: Wirkungsrade können gesteigert werden, indem die restliche Energie des Gases vor dem Auspuff ausgewertet wird. Für beide Drehkolbenkraftmaschinen liegt die Gastemperatur im Bereich 530-1080 K (257-807 °C), in Abhängigkeit der von der Automatik oder dem Operateur definierten Arbeitsprozesstemperatur in der Brennkammer, die übrigens zwischen 973 und 1573 K (700-1300 °C) liegen kann. Üblicherweise werden Wärmemaschinen dazu mit Einrichtungen ergänzt, die den sogenannten Gas-Dampf-Zyklus verwirklichen. Dabei wird dampferzeugende Flüssigkeit sowie die Eigenschaft des Dampfs, die Wärme von Abgasen und der Konstruktion abzuziehen und mit einem gemeinsamen Förderstrom den Verdrängungsprozess zu verlängern, genutzt.Gas-steam cycle: efficiency levels can be increased by evaluating the remaining energy of the gas upstream of the exhaust. For both rotary piston engines, the gas temperature is in the range 530-1080 K (257-807 ° C), depending on the working process temperature in the combustion chamber defined by the automatic system or the operator, which is between 973 and 1573 K (700-1300 ° C) can. Usually, heating machines are supplemented with devices that implement the so-called gas-steam cycle. This utilizes the liquid that generates steam and the ability of the steam to extract heat from the exhaust gases and the structure and to extend the displacement process with a common flow rate.

Die Drehkolbenkraftmaschinen erfüllen die Voraussetzungen, den Gas-Dampf-Zyklus zu verwirklichen. Auf allen Regimes, vom Maximalregime abgesehen, verfügen sie über einen überschüssigen Ausdehnungsraum in der Expansionsendstufe 46, der für die Ausdehnung des Gas-Dampf-Gemischs genutzt werden kann. Sie haben auch zur Dampferzeugung geeignete freie Innenräume in den Nebenläufern 4, die unter hoher Temperaturbelastung stehen. Die Hauptrolle spielen hier Einlassklappen 82, die zwischen beiden Ausgleichklappen 38 für Gas eingerichtet, und die den allen in der Drehkolbenkraftmaschine eingesetzten Lufteinlassklappen konstruktiv ähnlich sind. Das Wasser für die Erzeugung des Gas-Dampf-Gemischs wird mit dem Stutzen der Druckwasseranlage 123 von einer Druckwasserpumpe mit Regelklappen (nicht gezeigt) den Wasserleitungsröhrchen 106 und Wasserdüsen 117 zugeführt. Bei Anschaltung des Gas-Dampf-Zyklus' durch den Operateur nehmen die Regelklappen die Einspritzung entsprechend Signalen von in den Arbeitskammern installierten Drucksensoren vor. Die Einlassklappen 82 lassen automatisch den Dampf in die Ausdehnungsräume, wenn der Druck dort unter das Niveau des Dampfdrucks in den Innenräumen der Läufer 4, 11 fällt. Wenn er trotz Einwirkens des Dampfes unter den Druck im Abgassystem fällt, greifen die Ausgleichklappen 38 ein. Die Besonderheit besteht darin, dass sich die Wasserleitungsröhrchen 106 mit den Wasserdüsen 117 mit den Nebenläufern 4 drehen und der Stutzen der Druckwasseranlage 123 mit einem Rillenkugellager 120 und Hochleistungs-GFT-Radialdichtungen vom Typ 103 versehen ist. Wie es erläutert ist, haben die Hochleistungs-GFT-Dichtungen gewisse Einsatzgrenzen: Druck bis 500 bar, Temperatur -250 bis +316 °C, Gleitgeschwindigkeit bis 5 m/s, die aber mit den Parametern und Arbeitsbedingungen an ihrer Einsatzstelle übereinstimmen.The rotary piston engines meet the requirements for realizing the gas-steam cycle. In all regimes, apart from the maximum regime, they have excess room for expansion in the final expansion stage 46 that can be used to expand the gas-steam mixture. They also have free internal spaces in the secondary runners that are suitable for generating steam 4th that are under high temperature stress. Inlet flaps play the main role here 82 between the two equalization flaps 38 set up for gas, and which are structurally similar to all the air inlet flaps used in the rotary piston engine. The water for the generation of the gas-steam mixture is supplied to the nozzle of the pressurized water system 123 from a pressurized water pump with control flaps (not shown) the water pipe 106 and water jets 117 fed. When the surgeon activates the gas-steam cycle, the control flaps carry out the injection according to signals from pressure sensors installed in the working chambers. The inlet flaps 82 automatically let the steam into the expansion spaces when the pressure there falls below the level of the vapor pressure in the interior of the runners 4th , 11 falls. If it falls below the pressure in the exhaust system despite the action of the steam, the equalizing flaps engage 38 a. The specialty is that the water pipe 106 with the water jets 117 with the secondary runners 4th turn and the nozzle of the pressurized water system 123 with a deep groove ball bearing 120 and high performance GFT radial type seals 103 is provided. As has been explained, the high-performance GFT seals have certain application limits: pressure up to 500 bar, temperature -250 to +316 ° C, sliding speed up to 5 m / s, which, however, correspond to the parameters and working conditions at their place of use.

Bei permanentem Luftüberschuss richtet sich der Arbeitsprozess der Drehkolbenkraftmaschine bei ausreichender Kraftstoffzufuhr ständig automatisch auf das Überwinden des Gegenmoments auf der Welle durch Erhöhung des Arbeitsdrucks in der Brennkammer 21. Aus dieser für Arbeitsprozesse mit kontinuierlichem Kraftstoffbrennen und notorischem Luftüberschuss beim Brennen charakteristischen Eigenschaft folgt eine wichtige Besonderheit: Die Drehkolbenkraftmaschine hat erhöhte Startzugkraft. Ein Reduziergetriebe ist nicht überall nötig, sodass sie als Maschine mit „direkter Zugkraft“ bezeichnet werden kann.If there is a permanent excess of air, the working process of the rotary piston engine is constantly and automatically directed towards overcoming the counter-torque on the shaft by increasing the working pressure in the combustion chamber if there is sufficient fuel supply 21 . This property, which is characteristic of work processes with continuous fuel burning and the notorious excess of air during burning, results in an important special feature: the rotary piston engine has increased starting tractive power. A reduction gear is not necessary everywhere, so it can be described as a machine with "direct traction".

Da die Konstruktion der Drehkolbenkraftmaschine mit einfachen linienförmigen und zylindrischen Formen ausgebildet ist und fast ausschließlich aus Arbeitsräumen besteht, erreicht sie einen hohen Kennwert des Leistungsvolumens (KL = P/Σ V). Berechnungen zeigen, dass wenn die Anfangserrungenschaften bei experimenteller Ausarbeitung während einer ersten Etappe nur mit Drehzahlen des Hauptläufers nH = 3334 min-1 (Nebenläufer nN = 10000 min-1 bzw. 13336 min-1) begrenzt werden, die Maschine 5 bis 10 Mal leichter als herkömmlichen Verbrennungsmotoren mit ähnlicher Leistung wird. Wenn während der ersten Etappe die Hälfte der projektierten Drehzahlen erlangt wird, und zwar nH = 5000 min-1 des Hauptrotors (nN = 15000 min-1 bzw. 20000 min-1 des Nebenrotors), beträgt der Kennwert des Leistungsvolumens KL= 3500-3700 kW/m3. Bei diesem Kennwert wird die Drehkolbenkraftmaschine um einen Faktor 10-15 leichter als herkömmliche Verbrennungsmotoren. Mit Erlangen der projektierten Drehzahlen nH = 6666 min-1 des Hauptrotors (nN = 20000 min-1, bzw. 26664 min-1 des Nebenrotors) erreicht der Kennwert des Leistungsvolumens bereits Werte für Turbinen, und zwar KL = 7000-7500 kW/m3. Bemerkenswert ist dabei, dass für Rennautos mit herkömmlichen forcierten Motoren, die allerdings die Motoren mit diskontinuierlichen Arbeitsprozessen und Kurbeltrieb sind, die Drehzahlen der Leistungswellen n = 10 000 min-1 üblich sind.Since the construction of the rotary piston engine is designed with simple linear and cylindrical shapes and consists almost exclusively of working spaces, it achieves a high characteristic value of the power volume (KL = P / Σ V). Calculations show that if the initial achievements in experimental elaboration are limited only with speeds of the main rotor nH = 3334 min -1 (secondary rotor nN = 10000 min -1 or 13336 min -1 ) during a first stage, the machine 5 until 10 Times lighter than conventional combustion engines with similar performance. If half of the projected speeds are achieved during the first stage, namely nH = 5000 min -1 of the main rotor (nN = 15000 min -1 or 20000 min -1 of the secondary rotor), the characteristic value of the power volume is KL = 3500-3700 kW / m 3 . With this characteristic value, the rotary piston engine is reduced by a factor 10-15 lighter than conventional internal combustion engines. When the projected speeds nH = 6666 min -1 of the main rotor (nN = 20,000 min -1 or 26664 min -1 of the secondary rotor) are reached, the characteristic value of the power volume already reaches values for turbines, namely KL = 7000-7500 kW / m 3 . It is noteworthy that for racing cars with conventional forced engines, which are, however, the engines with discontinuous work processes and crank drives, the speeds of the power shafts n = 10 000 min -1 are common.

Ein schwerwiegender Nachteil bei Verbrennungsmotoren mit diskontinuierlichem Arbeitsprozess besteht darin, dass manche Regimes die sogenannte stöchiometrische Verbrennung des Kraftstoffs anwenden. Darunter versteht man einen Prozess, bei dem nur eine Menge Luft beim Brennen anwesend ist, die für die völlige Verbrennung des zugestellten Kraftstoffs ausreicht. Dabei ist der Luftüberschuss ω = VV/Vmin = 1 und die Temperatur des Gases steigt bei einem solchen Brennprozess auf t = 2000 °C (T = 2273 K). Mehr noch, es gibt oft einen Kraftstoffüberschuss beim Brennen. Ein Teil des Kraftstoffs wird nicht verbrannt, mit den Abgasen ausgestoßen und hier endgültig verbrannt. Bei so hohen Temperaturen und dem explosionsartigen Charakter des Prozesses entstehen schädliche Verbindungen (CO, CO2, CxHy, NOx, Benzol, Ruß und anderes), die dann mit den Abgasen in die Atmosphäre gelangen können und die Ökologie stören. Man ist deshalb gezwungen, bei herkömmlichen Kolbenmotoren ein System der Lärmbekämpfung und Gasreinigung mit Katalysatoren und Filtern einzusetzen. Jedoch bleiben dabei die ökologischen Belastungen und ein erhöhter Verbrauch an Naturressourcen. Einen solchen oder ähnlichen Prozess verrichten alle herkömmlichen Kolben-, Wankel- und verschiedene Arten der Drehkolben- und Schaufel-Rotor-Motoren - übrigens bei allen Motoren, wo das Kraftstoffgemisch periodisch gezündet wird und der Ausdehnungsraum dem Ansaugraum entspricht. Bei Turbo-Gas-Triebwerken und Strahltriebwerken in der Luftfahrt, wo bei der Verbrennung des Kraftstoffs ebenso hohe Temperaturen entstehen, ist eine Nachbehandlung der Abgase schwer vorstellbar. Dadurch und wegen der großen Menge der Ausstoßgase fügen herkömmliche Luftfahrttriebwerke der Ökologie gewaltigen Schaden zu. Hier ist eine Verwendung von Antrieben mit sauberem Ausstoß besonders notwendig.A serious disadvantage with internal combustion engines with a discontinuous working process is that some regimes use what is known as stoichiometric combustion of the fuel. This is understood to be a process in which only a quantity of air is present during combustion that is sufficient for the complete combustion of the fuel supplied. The excess air is ω = VV / Vmin = 1 and the temperature of the gas rises to t = 2000 ° C (T = 2273 K) during such a combustion process. What's more, there is often an excess of fuel when burning. Some of the fuel is not burned, is emitted with the exhaust gases and is finally burned here. At such high temperatures and the explosive nature of the process, harmful compounds (CO, CO2, CxHy, NOx, benzene, soot and others) are created, which can then get into the atmosphere with the exhaust gases and disrupt the ecology. One is therefore forced to use a system of noise abatement and gas cleaning with catalysts and filters in conventional piston engines. However, there are still ecological burdens and an increased consumption of natural resources. This or a similar process is carried out by all conventional piston, Wankel and various types of rotary piston and vane-rotor engines - incidentally, in all engines where the fuel mixture is periodically ignited and the expansion space corresponds to the intake space. In the case of turbo gas engines and jet engines in aviation, where temperatures are just as high when the fuel is burned, aftertreatment of the exhaust gases is difficult to imagine. Because of this and because of the large amount of exhaust gases, conventional aircraft engines cause enormous damage to the environment. The use of drives with a clean output is particularly necessary here.

Anders ist es bei Drehkolbenkraftmaschinen mit kontinuierlichem Brennprozess. Dank dem geregelten ununterbrochenen Brennprozess, vollständiger Verbrennung des Kraftstoffs bei ständigem Luftüberfluss während des kontinuierlichen Brennens und vollständiger Ausdehnung des Gases in ihren Arbeitsräumen hat die Kraftmaschine einen sehr umweltfreundlichen und geräuscharmen Ausstoß. Jeder gasförmige oder flüssige Kraftstoff ist verwendbar, Kryostoffe inklusive.It is different with rotary piston engines with a continuous combustion process. Thanks to the regulated uninterrupted combustion process, complete combustion of the fuel with constant air overflow during continuous combustion and complete expansion of the gas in its work spaces, the engine has a very environmentally friendly and low-noise emission. Any gaseous or liquid fuel can be used, including cryogenic substances.

Allgemeine Charakteristik und Arbeitsprozess der Drehkolbenkraftmaschine mit kontinuierlichem BrennprozessGeneral characteristics and working process of the rotary piston engine with continuous combustion process

Die Drehkolbenkraftmaschine mit kontinuierlichem Brennprozess ist eine Hybride von Drehkolbenkraftmaschine und einer Turbinen-Brennkammer mitsamt Turbinen-Arbeitsverfahren. Sie verfügt über die besten Eigenschaften von beiden Gattungen, die zusammen einen wertvollen Synergieeffekt bilden. Die Drehkolbenkraftmaschine entlehnt von Kolbenmotor das Verdrängungsprinzip der Arbeit für ihre Stufen, die bei einer Maschine mit kontinuierlichem Brennprozess viel effektiver als bei üblichen Kolbenmotor funktionieren. Entsprechend diesem Prinzip wird Luft mittels rotierender Kolben - den Verdrängungskämmen 12 durch die Längsöffnungen 98 ununterbrochen in die Arbeitsräume der Verdichterstufe 5 eingesaugt und portionsweise komprimiert (s. den oben beschriebenen Förderstrom). Bei Erhöhung des Verdichtungsdrucks während der Komprimierung bis zum Wert des Arbeitsdrucks in der Brennkammer 21 tritt die komprimierte Luft durch die Eintrittsdruckklappen 41 in den geräumigen Speicher-Innenraum 42 des Hauptläufers 11 ein. Als Speicher sind alle freie Räume in dem Hauptläufer 11 benutzt, denn sie sind als kommunizierende Gefäße gebildet. Von hier aus fließt die Luft durch die Austrittsdruckklappen 18 und die kalibrierten Bohrungen 10 in das Laufspiel zwischen dem Hauptläufer 11 und dem unbeweglichen Teil 20 des Brennrohrs 19 und kühlt dabei das Brennrohr 19 allseitig. In die Brennkammer 21 tritt die Luft von vorn ein und bekommt dabei durch die Luftleitgitter 134 eine wirbelartige Bewegung vor einer Kraftstoffdüse. Zusätzlich kommt Luft durch seitliche Schirmtaschen der Brennkammer 21 mit Einlassöffnungen 25. Durch diese Vorkehrungen kehrt von der Brennkammer 21 ausgestrahlte Wärme mit der eintretenden Luft zurück in den Prozess - ein wichtiger Faktor der Regulierung des Wärmeregimes und der Erhöhung von Wirkungsgraden.The rotary piston engine with a continuous combustion process is a hybrid of a rotary piston engine and a turbine combustion chamber together with the turbine working method. It has the best properties of both types, which together form a valuable synergy effect. The rotary piston engine borrows from the piston engine the displacement principle of work for its stages, which work much more effectively in a machine with a continuous combustion process than in a conventional piston engine. According to this principle, air is generated by means of rotating pistons - the displacement combs 12th through the longitudinal openings 98 uninterrupted in the work rooms of the compressor stage 5 sucked in and compressed in portions (see the flow rate described above). When the compression pressure is increased during compression up to the value of the working pressure in the combustion chamber 21 the compressed air passes through the inlet pressure flaps 41 in the spacious storage interior 42 of the main runner 11 a. As storage, all free spaces are in the main runner 11 used because they are designed as communicating vessels. From here the air flows through the outlet pressure flaps 18th and the calibrated holes 10 in the running game between the main runner 11 and the immovable part 20th of the combustion tube 19th and thereby cools the combustion tube 19th all-round. In the combustion chamber 21 the air enters from the front and gets through the air baffle 134 a vortex-like movement in front of a fuel nozzle. In addition, air comes through the side screen pockets of the combustion chamber 21 with inlet openings 25th . By taking these precautions, it returns from the combustion chamber 21 radiated heat back into the process with the incoming air - a important factor in regulating the thermal regime and increasing efficiency.

In der Brennkammer entsteht bei kontinuierlichem Brennen des Kraftstoffes (dem Joule-Prozess) ein Luft-Gasstrom, der portionsweise vom Brennrohr 19 bei jeder Umdrehung des Hauptläufers 11 in die Arbeitsräume der Motorstufe - Expansionsvorstufe 7 und Expansionsendstufe 46 — verteilt ist. In den Arbeitsräumen der Motorstufe geschieht die Arbeit mit einem Verdrängungsprinzip ähnlich wie bei der Verdichterstufe 5, jedoch mit entgegengesetzter Wirkung. Somit wird ein gemeinsames Drehmoment produziert, das einen ganzen Verbund der Läufer 4, 11 bewegt, darunter die Läufer 4, 11 der Verdichterstufe 5 und die Getriebe der Leistungswelle 24. Nach (quasi) völliger Ausdehnung wird das Luft-Gas- oder Dampf-Gas-Gemisch in einen Auspuff-Kollektor ausgestoßen. So entlehnt die Drehkolbenkraftmaschine mit kontinuierlichem Brennprozess von einem Turbomotor das Prinzip der getrennten Arbeitsräume und des ununterbrochenen Arbeitsprozesses mit (quasi) beständigem Arbeitsdruck in der Brennkammer. Die Verdrängungsarbeit beim Kolben erweist sich als fast dreifach effektiver als die Umlaufarbeit des Stromes auf Turbinenschaufeln. Dadurch bestimmt der Verdrängungsprozess in den Verdichter- und Expansionsräumen der Drehkolbenkraftmaschine einen fast dreimal kleineren Förderstrom im Vergleich mit einem Turbomotor ähnlicher Leistung (der auch ein stromartiges Arbeitsverfahren hat) und bestimmt entsprechend kleinere Ausmaße der Arbeitsräume.Continuous burning of the fuel (the Joule process) creates an air-gas flow in the combustion chamber, which is drawn in portions from the combustion tube 19th with every revolution of the main rotor 11 into the work rooms of the engine stage - pre-expansion stage 7th and expansion stage 46 - is distributed. In the working areas of the motor stage, work takes place with a displacement principle similar to that of the compressor stage 5 but with the opposite effect. This produces a common torque that is shared by the entire group of rotors 4th , 11 moves, including the runners 4th , 11 the compressor stage 5 and the gears of the power shaft 24 . After (almost) complete expansion, the air-gas or steam-gas mixture is expelled into an exhaust collector. The rotary piston engine with a continuous combustion process borrows from a turbo engine the principle of separate working spaces and the uninterrupted working process with (quasi) constant working pressure in the combustion chamber. The work of displacement in the piston proves to be almost three times more effective than the work of the flow of circulation on turbine blades. As a result, the displacement process in the compression and expansion chambers of the rotary piston engine determines a flow rate that is almost three times smaller than that of a turbo engine of similar performance (which also has a flow-like working process) and determines the corresponding smaller dimensions of the working chambers.

Gemäß oben genannten Umständen hat die Drehkolbenkraftmaschine mit kontinuierlichem Brennprozess einen ungefähr dreimal kleineren Kraftstoffverbrauch als ein Turbomotor. Infolge des kontinuierlichen Brennprozesses, vollständigen Verbrennens des Kraftstoffes bei geregeltem Überfluss der Luft beim Brennen und vollständiger Ausdehnung des Gases in den Expansionsräumen hat die Drehkolbenkraftmaschine höhere Wirkungsgrade und bessere ökologische Werte beim Ausstoß, als jede andere Art von Verbrennungsmaschinen. Anwendbar ist beliebiger gasartiger oder flüssiger Kraftstoff, Erdgas, Kryostoffe inklusive. Das Wichtigste ist dabei, dass die Drehkolbenkraftmaschine von einem Turbomotor den kontinuierlichen Arbeitsprozess entlehnt. Dank dieser und anderen Eigenschaften hat die Drehkolbenkraftmaschine einen ebenso hohen Kennwert der spezifischen Leistung (Verhältnis Leistung/Volumen oder Leistung/Gewicht) wie der, der sonst nur die Turbinen charakterisiert. Alle diese Eigenschaften sind auch der Drehkolbenkraftmaschine mit vier Nebenläufern zu eigen.According to the above-mentioned circumstances, the rotary piston engine with a continuous combustion process has a fuel consumption approximately three times smaller than that of a turbo engine. As a result of the continuous combustion process, complete combustion of the fuel with a regulated excess of air during combustion and complete expansion of the gas in the expansion spaces, the rotary piston engine has higher efficiencies and better ecological values in terms of emissions than any other type of combustion engine. Any gaseous or liquid fuel, natural gas, including cryogenic substances, can be used. The most important thing is that the rotary piston engine borrows the continuous work process from a turbo engine. Thanks to these and other properties, the rotary piston engine has just as high a specific power value (ratio power / volume or power / weight) as that which otherwise only characterizes the turbines. All of these properties are also inherent in the rotary piston engine with four secondary rotors.

Die ausführliche Beschreibung der Konstruktion, des Arbeitsprozesses, von Bedienungssystemen, Eigenschaften und Besonderheiten der Dreistufigen Drehkolbenkraftmaschine mit kontinuierlichem Brennprozess sowie des vielseitigen Synergieeffekts der Vereinigung der Elemente von Kolbenmaschinen und Turbokompressortechnik in einer gemeinsamen Maschine sind in einem Technischen Projekt vorgeführt worden. (Dies Material in verkürzten Version enthält das Buch „Drehkolbenmaschine mit kontinuierlichem Brennprozess“, ISBN 978-3-95404-751-2, Cuvillier Verlag, Göttingen, 2014). Ein gesonderter Teil des Projektes ist der Konstruktion, Baumaterialien, Bedienungssystemen und der Konzeption eines experimentellen Prototyps gewidmet.The detailed description of the construction, the work process, the operating systems, properties and special features of the three-stage rotary piston engine with continuous combustion process as well as the versatile synergy effect of combining the elements of piston engines and turbo compressor technology in a common machine have been presented in a technical project. (This material in a shortened version is contained in the book “Rotary piston machine with continuous combustion process”, ISBN 978-3-95404-751-2, Cuvillier Verlag, Göttingen, 2014). A separate part of the project is dedicated to the construction, building materials, operating systems and the conception of an experimental prototype.

Thermodynamische Charakteristika der Drehkolbenkraftmaschine mit kontinuierlichem BrennprozessThermodynamic characteristics of the rotary piston engine with a continuous combustion process

Ein anderer Teil des Projektes ist den thermodynamischen Begründungen gewidmet. Thermodynamisches Modell und Berechnungsalgorithmen der Charakteristika der Kraftmaschine spiegelten Besonderheiten wider, die von der Kombination eines Kolbenmotors und einer Turbinen-Brennkammer bestimmt sind. Der Prozess, der quantitativ das Ausmaß des Förderstromes bestimmt, ist der kontinuierliche Verbrennungsprozess (Joule-Prozess) in der Brennkammer. Bei Berechnungen wurde die thermodynamische Gesetzmäßigkeit benutzt, dass der nützliche Teil der Energie des Gasstromes die mechanische Leistung (bei Mitberechnung der reversiblen polytropischen Verdichterarbeit) ist, durch die spezifischen Wärmekapazitäten cv und cp sowie die Masse (Gewichtsmenge) und Temperatur des Gases in der Brennkammer definiert. (Dabei ist die Temperatur gerade vorher schon durch die Verdichterarbeit erhöht.) Diese Gesetzmäßigkeit ermöglicht es, die Masse des Förderstromes pro Sekunde bei beorderter Leistung m1/s, d. h. das Gewicht der Ansaugluft pro Sekunde zu ermitteln. (Das Gewicht des Kraftstoffes ist bei der Masse des Förderstromes zu vernachlässigen.) m 1 / s = P W ,0 c v ( T 21 T 2 ) + c p ( T 3 T 21 ) c v ( T 4 T 1 )

Figure DE102021001227A1_0001
Another part of the project is dedicated to the thermodynamic justifications. Thermodynamic model and algorithms for calculating the characteristics of the engine reflected peculiarities determined by the combination of a reciprocating engine and a turbine combustion chamber. The process that quantitatively determines the extent of the flow rate is the continuous combustion process (Joule process) in the combustion chamber. In the calculations, the thermodynamic law was used that the useful part of the energy of the gas flow is the mechanical power (including the reversible polytropic compression work), due to the specific heat capacities c v and c p as well as the mass (weight) and temperature of the gas in the Combustion chamber defined. (The temperature is already increased beforehand due to the compressor work.) This law makes it possible to determine the mass of the flow rate per second at the required power m 1 / s , ie the weight of the intake air per second. (The weight of the fuel is negligible when considering the mass of the delivery flow.) m 1 / s = P. W. , 0 c v ( T 21 - T 2 ) + c p ( T 3 - T 21 ) - c v ( T 4th - T 1 )
Figure DE102021001227A1_0001

Zum Unterschied von Joule-Prozessen in der Brennkammer sind die Prozesse der Komprimierung in der Verdichterstufe und der Entspannung in den Expansionsteilstufen von Gleichungen in pV- und TS-Diagrammen (Diagramme Carnot) bestimmt und können mit Berechnungsalgorithmen berechnet werden. Anfangsbedingungen des Berechnungsprogramms sind Daten der angeforderten Leistung Pw,o, Drehzahlen nN [min-1] und verschiedene Konstanten. Aufgrund dieser Daten kann man sämtliche Parameter, Volumen und Temperatur des Förderstroms errechnen.In contrast to Joule processes in the combustion chamber, the processes of compression in the compressor stage and expansion in the expansion stages are determined by equations in pV and TS diagrams (Carnot diagrams) and can be calculated using calculation algorithms. The initial conditions of the calculation program are data on the required power P w, o , speeds n N [min -1 ] and various constants. Based on this data, all parameters, volume and temperature of the flow rate can be calculated.

In den folgenden Schritten sind sämtliche Parameter des Luft-Gas-Stroms berechnet: Zuerst die Temperatur der Luft und des Gases T [K] und das Volumen des Stroms in den Stufen pro Sekunde VK und VE. Darauf wird die Leistung bei allen Stufen berechnet, wie die Leistung PK, die für den Antrieb des Verdichters nötig ist, die Gasarbeit in den Expansionsräumen, darunter in der Brennkammer (bei p3= const.) P2'-3, die summarische Leistung der Motorstufe PM, die Leistung PW als Balance der Leistungen. Dann werden die weiteren Charakteristiken berechnet: thermodynamischer Wirkungsgrad ηvseiliger und effektiver Wirkungsgrad ηe, Kraftstoffverbrauch bei Maximal- und Nominal-Regime m1/h und m 2/h, die abzuführende Wärme bei Kühlung der Verdichterstufe QKühl.V und der Expansionsstufe QKühl.E, und schließlich Durchmesser der Nebenläufer dV und dE. Auch andere Parameter, die für die Analyse nötig sind, werden berechnet (solche wie der „Schub der adaptierten Steuerdüse“ Sc und der „Luftüberfluss beim Brennen“ ω).In the following steps all parameters of the air-gas flow are calculated: First the temperature of the air and the gas T [K] and that Volume of the current in steps per second V K and V E. The power is then calculated for all stages, such as the power P K , which is necessary to drive the compressor, the gas work in the expansion spaces, including in the combustion chamber (with p 3 = const.) P 2'-3 , the summary Power of the motor stage P M , the power P W as a balance of the powers. Then the other characteristics are calculated: thermodynamic efficiency η vseiliger and effective efficiency η e , fuel consumption with maximum and nominal regimes m 1 / h and m 2 / h , the heat to be dissipated when cooling the compressor stage Q Cool.V and the expansion stage Q Kühl.E , and finally the diameter of the secondary runners d V and d E. Other parameters that are necessary for the analysis are also calculated (such as the “thrust of the adapted control nozzle” S c and the “excess air when burning” ω).

Ein Durchmesser d der Nebenläufer, der mit einer Umrechnung der Durchmesser der Nebenläufer in der Verdichterstufe dV und in den Expansionsteilstufen dM zu einem gemeinsamen Durchmesser berechnet ist, ist Ausgangsparameter für einen Berechnung aller anderen Ausmaße der Maschine, weil er die Verhältnisse der Abmessungen der Stufen bestimmt. Also ist es möglich, nach den Parametern des Volumens und der Temperatur des Förderstroms, die dieser in jeder Stufe annimmt, die Ausmaße der Arbeitsräume der Stufen zu berechnen. Das Programm, das die oben beschriebenen Berechnungsalgorithmen bei Ausnützung einer Standard-Tabellenkalkulation realisiert, berechnet eine Matrize der Bauvarianten der Maschine, für die als Koordinaten die absolute Temperatur mit T3 [K] = 973-1623 K und Druck mit p3= 7-22 bar dienen. Jeder Variante entspricht ein bestimmter Wert des Luftüberflusses ω beim Brennen. Aus dem breiten Feld der möglichen Bauvarianten kann man die Variante auserkiesen, die dem ausgewählten Temperaturbereich des Gases und der Bestimmung der Maschine entspricht. (Z. B. wird für einen experimentellen Prototyp ein Temperaturbereich t° = 800-900 °C, T = 1073-1173 K vor Anfang der Experimente ausgewählt.)A diameter d of the secondary rotors, which is calculated with a conversion of the diameter of the secondary rotors in the compression stage d V and in the expansion sub-stages d M to a common diameter, is the starting parameter for a calculation of all other dimensions of the machine, because it is the proportions of the dimensions of the Levels determined. It is therefore possible to calculate the dimensions of the working spaces of the stages according to the parameters of the volume and the temperature of the flow rate that it assumes in each stage. The program, which implements the calculation algorithms described above using a standard spreadsheet, calculates a matrix of the construction variants of the machine, for which the coordinates are the absolute temperature with T 3 [K] = 973-1623 K and pressure with p 3 = 7- Serve 22 bar. Each variant corresponds to a certain value of the excess air ω when burning. From the wide range of possible construction variants, you can choose the variant that corresponds to the selected temperature range of the gas and the purpose of the machine. (For example, for an experimental prototype, a temperature range t ° = 800-900 ° C, T = 1073-1173 K is selected before the start of the experiments.)

Also entspricht jedem zur Auswahl stehenden Wert der Temperatur des Gases T3 K in der Brennkammer vor dem Eintritt in die Expansionsvorstufe ein bestimmter Wert des Überflusses ω der Luft bei Brennen und eine entsprechende Masse der pro Sekunde angesaugten Luft m1, sowie die daraus folgenden Änderungen der Parameter ihrer Temperatur und ihres Druckes in dem Arbeitsprozess. Somit ist die Steuerung der Gastemperatur in dem Arbeitsprozess der Kraftmaschine möglich durch die Veränderung der Parameter des Überflusses ω der Luft bei Brennen von einem anfänglich niedrig ausgewählten Temperaturbereich t° = 800-900 °C (T = 1073-1173 K) zu höheren Temperaturen des Gases und zurück.So every available value for the temperature of the gas T 3 K in the combustion chamber before entering the expansion stage corresponds to a certain value of the excess ω of the air during burning and a corresponding mass of the air m 1 sucked in per second, as well as the resulting changes the parameters of their temperature and pressure in the work process. Thus, the control of the gas temperature in the working process of the engine is possible by changing the parameters of the excess ω of the air when burning from an initially low temperature range t ° = 800-900 ° C (T = 1073-1173 K) to higher temperatures of the Gas and back.

Drehkolben-Expander zusammen mit äußerem energiebeladenem Gas-Dampf-FörderstromRotary piston expander together with an external, energy-charged gas-steam delivery stream

Um dien oben genannte Drehkolben-Expander als Kraftmaschine zu ermöglichen, ist nach einer ersten Idee der Drehkolben-Expander, der als Teil der Dreistufigen Drehkolbenkraftmaschine mit kontinuierlichem Arbeitsprozess erfunden wurde, als selbständig existierende Maschine, die als Kraftmaschine die Funktion der Dampf- bzw. Gasturbine ausführen kann, auszulegen. Nach einer zweiten Idee sind in einem als Beispiel erkorenen Bereich der Anwendung die notwendigen Verbindungen des Drehkolben-Expanders mit einem Kern-Dampferzeuger für den Antrieb der Hauptwelle eines Atom-U-Boots zu finden und dadurch entstehende vorteilhafte Möglichkeiten zu konzipieren.To enable the above-mentioned rotary lobe expander as a prime mover, according to a first idea, the rotary lobe expander, which was invented as part of the three-stage rotary lobe engine with a continuous work process, is an independently existing machine that functions as a steam or gas turbine as a prime mover can perform, interpret. According to a second idea, the necessary connections between the rotary piston expander and a core steam generator for driving the main shaft of a nuclear submarine are to be found in an area of application that has been selected as an example, and the advantageous options that arise as a result are to be conceived.

Bezüglich der ersten Idee ist aus der DE 10 2013 016 274 B4 die konstruktive Ausführung der beiden Stufen des Expanders auszusondern, sind diese Stufen von nicht zur Erfüllung der neuen Aufgaben nötigen Vorrichtungen befreien und mit neuen nötigen Vorrichtungen ergänzen. Auf 2d ist die graphische Simulation der Bildung der spezifischen Profile der Vertiefungen und der Verdrängungskämme der Dreistufigen Drehkolbenkraftmaschine mit einem erhöhten Durchmesserverhältnis der Verdichterkammer zu den Nebenläufern von 2,66:1 dargestellt. Auf 3a ist ein Längsschnitt durch den Drehkolben-Expander mit Wasserstoff und Sauerstoff als Kraftstoff dargestellt. 3b zeigt einen Längsschnitt durch den Drehkolben-Expander. 3c stellt das Äußere des Drehkolben-Expanders dar. 1h-1 r zeigen Elemente, die in der Beschreibung des Aufbaus, der Wirkungsweise und des Betriebsverhaltens genannt sind. Dabei behalten alle Elemente die Numerierung, die sie in der Bezugszeichenliste der DE 10 2013 016 274 B4 bekommen hatten.Regarding the first idea is from the DE 10 2013 016 274 B4 To separate out the structural design of the two stages of the expander, these stages are to be freed from devices that are not required for the fulfillment of the new tasks and supplemented with new devices required. on 2d the graphic simulation of the formation of the specific profiles of the depressions and the displacement ridges of the three-stage rotary piston engine with an increased diameter ratio of the compression chamber to the secondary rotors of 2.66: 1 is shown. on 3a shows a longitudinal section through the rotary lobe expander with hydrogen and oxygen as fuel. 3b shows a longitudinal section through the rotary piston expander. 3c represents the exterior of the rotary lobe expander. 1h-1 r show elements that are mentioned in the description of the structure, the mode of operation and the operating behavior. All elements keep the numbering that they have in the list of reference symbols DE 10 2013 016 274 B4 got.

Aufbau, Wirkungsweise und Betriebsverhalten: Vor der Beschreibung der Konstruktion, die auf 3a vorgestellt ist, ist es nötig, den Vorbehalt zu machen, dass hier eine Variante vorgestellt ist, die drei Nebenrotoren vorsieht, wenn auch Varianten mit zwei oder vier Nebenrotoren möglich sind. Außerdem sind Varianten mit vergrößertem Durchmesser der Arbeitskammern bei demselben Verhältnis der Läuferdurchmesser, die hier in der Verhältnis 1:2 zueinander stehen, auch möglich. Jede Abweichung von der angenommenen Variante könnte zu einem Vorteil bei einigen Parametern (z. B. bei der Leistung) führen, aber dabei kann es zu Nachteilen kommen wie z. B. zu vergrößerten Durchmessern der Lager und Dichtungen sowie verschlechterten Arbeitsbedingungen bei diesen, oder zu vergrößerten Linear- und Winkelgeschwindigkeiten, Temperaturen usw.Construction, mode of operation and operating behavior: Before describing the construction, which is based on 3a is presented, it is necessary to make the reservation that a variant is presented here that provides three secondary rotors, although variants with two or four secondary rotors are also possible. In addition, variants with an enlarged diameter of the working chambers with the same ratio of rotor diameters, which are here in the ratio of 1: 2 to one another, are also possible. Any deviation from the assumed variant could lead to an advantage in some parameters (e.g. in terms of performance), but this can lead to disadvantages such as B. to enlarged diameters of the bearings and seals as well as worsened working conditions in these, or to increased linear and angular velocities, temperatures, etc.

Hauptgliederungsteile: Der Drehkolben-Expander besteht funktionell aus zwei Stufen - der Expansionsvorstufe 7 und der Expansionsendstufe 46 - sowie aus einem feststehenden Brennrohr 19, das durch ein Verbindungsrohr 53 unbeweglich auf dem Gehäuse befestigt ist und sich durch beide Stufen erstreckt. Ein Vorder- 2 und ein Rückdeckel 9 mit eingebauten Steuerorganen, Lagern, Getrieben und einer Leistungswelle ergänzen die Gestalt des Drehkolben-Expanders. Diese vier Einheiten bilden die Hauptgliederungsteile des Drehkolben-Expanders. Ein verzweigtes Flüssigkeitssystem und ein Luftkühlsystem regulieren das Wärmeregime des Drehkolben-Expanders.Main structural parts: Functionally, the rotary piston expander consists of two stages - the pre-expansion stage 7th and the expansion stage 46 - as well as from a fixed burner tube 19th going through a connecting pipe 53 is immovably mounted on the housing and extends through both stages. A front 2 and a back cover 9 with built-in controls, bearings, gears and a power shaft complete the design of the rotary piston expander. These four units form the main structural parts of the rotary piston expander. A branched fluid system and an air cooling system regulate the thermal regime of the rotary piston expander.

Rotierende Teile: Durch beide Stufen erstreckt sich ein Hauptläufer 11 und mit ihm durch äußere Längsverzahnung 56 (s. 1f, Einzelheit N) gebundene drei Nebenläufer 4. Alle Nebenläufer 4 haben längliche Vorsprünge - Verdrängungskämme 43, die als rotierende Kolben dienen. In jeder Stufe überstreichen die Kolben bei Drehung die von Stirn- und Seitenwänden der Stufen gebildete Arbeitskammern. Der Durchmesser jeder Arbeitskammer ist doppelt so groß wie der Durchmesser des zylindrischen Körpers der Nebenläufer 4. Der Hauptläufer 11 erhält in jeder Stufe drei längliche Vertiefungen 23, die einen Eingriff der Verdrängungskämme 43 in den Hauptläufer 11 und eine gemeinsame Drehung des Hauptläufers 11 mit den Nebenläufern 4 ermöglichen. Der Hauptläufer 11 stellt seine Innenräume 42 für die Speicherung des Druckmediums sowie für das feststehende Brennrohr 19 frei. Der Hauptläufer 11 dient auch als Verbindungs- und Synchronisationsstück für die Nebenläufer 4. Die gemeinsame Drehung der Läufer 4, 11 und der optimale Dichtkontakt zwischen Hauptläufer 11 und Nebenläufern 4 sind durch das Durchmesserverhältnis 3:1 und eine Übersetzung der länglichen Zahnverbindung des Hauptläufers mit den Nebenläufern von 3:1 erreicht. Dabei rotiert jeder Nebenläufer 4 mit der dreifachen Drehzahl gegenüber dem Hauptläufer 11. Die äußere Längsverzahnung 56 der Läufer 4, 11 verhindert klebenbleibende Mediumsreste sowie Körner an den Kontaktlinien der Läufer 4, 11 und erübrigt ein spezielles gemeinsames Synchronisierungsgetriebe für alle Läufer 4, 11. Die Wellen der Läufer 4, 11 sind mit Schlitzkupplungen verbunden. Rotating parts: A main rotor extends through both stages 11 and with it through external longitudinal teeth 56 (see 1f , Detail N) bound three slaves 4th . All secondary runners 4th have elongated protrusions - displacement ridges 43 that serve as rotating pistons. In each stage, the pistons sweep over the working chambers formed by the end and side walls of the stages as they rotate. The diameter of each working chamber is twice as large as the diameter of the cylindrical body of the secondary rotors 4th . The main runner 11 has three elongated depressions in each step 23 engaging the displacement combs 43 in the main runner 11 and a common rotation of the main rotor 11 with the secondary runners 4th enable. The main runner 11 represents its interiors 42 for the storage of the pressure medium as well as for the fixed combustion tube 19th free. The main runner 11 also serves as a connecting and synchronization piece for the secondary rotors 4th . The common rotation of the runners 4th , 11 and the optimal sealing contact between the main rotor 11 and secondary runners 4th are by the diameter ratio 3 : 1 and a ratio of the elongated tooth connection of the main rotor to the secondary rotor of 3: 1 is achieved. Each secondary rotor rotates 4th with three times the speed of the main rotor 11 . The external spline 56 the runner 4th , 11 prevents medium residues and grains from sticking to the contact lines of the runners 4th , 11 and eliminates the need for a special common synchronization gear for all rotors 4th , 11 . The waves of the runners 4th , 11 are connected with slot couplings.

Spezifische Profile: Die länglichen Vertiefungen 23 im Hauptläufer 11 sowie die Verdrängungskämme 43 der beiden Expansionsteilstufen 7, 46 weisen spezifische Profile auf, die durch die gemeinsame Bewegung der Läufer 4, 11 und Verdrängungskämme 43 definiert sind. Die Verdrängungskämme 43 der Expansionsteilstufen 7, 46 können einige Abweichungen von den Konturen haben, allerdings nur in Richtung nach innen. Die spezifischen Profile der Längsvertiefungen des Hauptläufers 11 und die Verdrängungskämme 43 der Nebenläufer zeigt 1t. Die graphische Studie zeigt die Bildungslinien der Profile als Spuren der Vektorenspitzen, die die Läufer bei ihrer gemeinsamen Bewegung imitieren. Die graphische Simulation der Lage des Verdrängungskamms (Vektor 2r) bei seiner Drehung mit 6° und des Hauptläufers (Vektor 3r) mit 2° zeigt die mit fließender Linie verbundenen Punkte einer Annäherung der Profilvertiefung und des Kamms. Die Drehungen um 6° und 2° entsprechen dem Verhältnis der Winkelgeschwindigkeiten des Läufers. Die Graphik dient als Anschauungsmaterial. Theoretische Profile mit beliebiger Annäherung definiert man mit Computerberechnungen unter Anwendung der mathematischen Methode der Vektoralgebra. Praktisch kann die in 1u dargestellte Methode angewendet werden.Specific profiles: the elongated depressions 23 in the main runner 11 as well as the displacement ridges 43 of the two expansion stages 7th , 46 have specific profiles created by the joint movement of the runners 4th , 11 and displacement combs 43 are defined. The displacement ridges 43 of the expansion stages 7th , 46 can have some deviations from the contours, but only towards the inside. The specific profiles of the longitudinal depressions of the main runner 11 and the displacement ridges 43 the runner shows 1t . The graphic study shows the lines of formation of the profiles as traces of the vector peaks, which the runners imitate as they move together. The graphic simulation of the position of the displacement ridge (vector 2r) when it rotates with 6 ° and of the main rotor (vector 3r) with 2 ° shows the points connected with a flowing line of an approach of the profile depression and the ridge. The rotations of 6 ° and 2 ° correspond to the ratio of the angular speeds of the rotor. The graphic serves as illustrative material. Theoretical profiles with any approximation are defined with computer calculations using the mathematical method of vector algebra. In practice, the in 1u method shown can be applied.

Förderstrom: Durch Verbindungsrohr 53 und aus den Innenraum 42 des gleichmäßig rotierenden Hauptläufers 73 fließt permanent verdichtetes Medium in das feststehende Brennrohr 19 (s. 3a, 3b) und wird vom ihm durch längliche Einlassöffnungen 16 (s. 1i) in den Arbeitsräumen der Expansionsvorstufe 7 verteilt. Dort versetzt das Medium durch die Verdrängungskämme 43 bei seiner Expansion die Nebenläufer 4 in Drehung. Nach der Expansion in der Expansionsvorstufe 7 fließt das Medium durch die äußeren Mediumleitungen 60 in die Expansionsendstufe 46 und wird hier endgültig abgearbeitet. In den Expansionsteilstufen 7, 46 erfüllen die Verdrängungskämme 43 Expansionsarbeit des Mediums und treiben unmittelbar die eigenen Läufer sowie durch ein gemeinsames Getriebe — Rad des Getriebes 34 und Ritzel 47 — die Leistungswelle 24 an. Die Expansionsendstufe 46 hat drei Auslassöffnungen mit Auslasskanälen 59 und Auspuffflanschen 62 (s. 1h, 1j, 11), durch die das abgearbeitete Medium von den rotierenden Verdrängungskämmen 43 bei ihrer Drehung ständig in das Abgas- bzw. Abdampfsystem ausgestoßen wird.Flow rate: through connecting pipe 53 and from the interior 42 of the uniformly rotating main rotor 73 permanently compressed medium flows into the stationary combustion tube 19th (see 3a , 3b) and is drawn from it through elongated inlet openings 16 (see 1i ) in the workrooms of the pre-expansion stage 7th distributed. There the medium displaces through the displacement ridges 43 in its expansion the secondary runner 4th in rotation. After expansion in the pre-expansion stage 7th the medium flows through the outer medium lines 60 into the expansion stage 46 and is finally processed here. In the expansion stages 7th , 46 meet the displacement ridges 43 Expansion work of the medium and directly drive their own runners as well as through a common gear - wheel of the gear 34 and pinion 47 - the power wave 24 at. The expansion stage 46 has three outlet openings with outlet channels 59 and exhaust flanges 62 (see 1h , 1y , 11 ) through which the processed medium is removed from the rotating displacement combs 43 is constantly expelled into the exhaust gas or exhaust system as it rotates.

Dichtungen: Der Eingriff der Verdrängungskämme 43 in die Vertiefungen des Hauptläufers 11 in der Expansionsendstufe 46 ergibt eine lückenlose Verdichtungslinie, denn die Dichtung der Arbeitsräume in dieser Stufe und in den Vertiefungen des Hauptläufers 11 ist durch die länglichen Dichtleisten 13 sowie die Stirndichtleisten 81 der Verdrängungsgskämme 43 gesichert. Dichtleisten sind an den Spitzen und Stirnseiten der Verdrängungskämme 43 angebracht und durch die Federn 55 an die Seitenwände der Arbeitskammern bei Drehung angepresst. Die Dichtleisten sind von Öl-Einspritzung geschmiert. Das Öl fließt aus den Öl-Kanälen in den Verdrängungskämmen 43 zu den Spielen der Dichtleisten. Bei erhöhten Drehzahlen reduzieren die Ausgleichgewichte 27, die in den Körpern der Nebenläufer 4 eingerichtet und mit länglichen Dichtleisten 13 durch die Verbindungsstöcke 54 verbunden sind, die Anpresskraft der Feder. Bei großen Drehzahlen werden die Dichtleisten trotz Wirkung der Federn 55 durch Gegengewichte zurück in die Verdrängungskämme 43 eingezogen, um einen starken Bremseffekt durch Reibung abzuwenden. Die Mediumverluste bei großen Drehzahlen sind relativ geringer als bei kleinen Drehzahlen. Um einem Bremseffekt durch Druckgefälle bei der Arbeit der Kraftmaschine mit kleinen Leistungen vorzubeugen (in diesem Fall übersteigt der verfügbare Ausdehnungsraum den notwendigen), sind in den Verdrängungskämmen 43 der Expansionsendstufe 46 die Ausgleichklappen 38 zum Auspuffraum eingerichtet.Seals: The engagement of the displacement ridges 43 into the depressions of the main rotor 11 in the expansion stage 46 results in a continuous compression line, because the sealing of the working spaces in this stage and in the depressions of the main rotor 11 is through the elongated sealing strips 13th as well as the front sealing strips 81 the displacement combs 43 secured. Sealing strips are on the tips and front sides of the displacement ridges 43 attached and by the springs 55 pressed against the side walls of the working chambers during rotation. The sealing strips are lubricated by oil injection. The oil flows out of the oil channels in the displacement ridges 43 to the games of the sealing strips. The counterweights reduce at higher speeds 27 that are in the bodies of the tributaries 4th furnished and with elongated sealing strips 13th through the connecting sticks 54 are connected, the pressing force of the spring. At high speeds, the sealing strips are in spite of the effect of feathers 55 back into the displacement ridges with counterweights 43 drawn in to avert a strong braking effect due to friction. The medium losses at high speeds are relatively lower than at low speeds. In order to prevent a braking effect due to a pressure gradient when the engine is working with small powers (in this case the available expansion space exceeds the necessary), there are displacement ridges 43 the expansion stage 46 the equalizing flaps 38 furnished to the exhaust chamber.

Expansionsteilstufen 7, 46: Die Expansionsvorstufe 7 und die Expansionsendstufe 46 sind Teile des gemeinsamen Expansionsraums. Diese Teilung spielt eine wichtige Rolle. Die Expansionsvorstufe hat thermobeständige Schichten 45 auf allen mit heißem Medium in Berührung stehenden Flächen und keine Dichtungen an den laufenden Verdrängungskämmen 43 - das durch das Laufspiel entweichende Medium wird in der folgenden Stufe abgearbeitet. Die Expansionsendstufe 46 hat Dichtungen, die einen Mediumdruckverlust verhindern. Diese Stufe arbeitet mit Medium, dessen Temperatur nach der Expansion in der Expansionsvorstufe 7 gesunken ist. Durch diese Verteilung hält die Maschine den hohen Temperaturbelastungen stand. Ein zweite Vorteil besteht darin, dass mit dieser Teilung die vom Mediumarbeitsdruck ausgehenden Belastungen auf die Körper und Lager der Läuferhälften halbiert werden. Ein dritter Vorteil ergibt sich daraus, dass diese Teilung einem gleichmäßigen Verlauf des Drehmoments auf der Leistungswelle 24 dient: Die Drehmomente beider Expansionsteilstufen 7, 46 folgen nacheinander und überdecken einander. Deshalb fällt das gemeinsame Drehmoment niemals bedeutend, erst recht nicht bis auf null.Expansion sub-stages 7th , 46 : The pre-expansion stage 7th and the expansion stage 46 are parts of the common expansion space. This division plays an important role. The pre-expansion stage has heat-resistant layers 45 on all surfaces in contact with hot medium and no seals on the running displacement combs 43 - The medium escaping through the running game is processed in the following stage. The expansion stage 46 has seals that prevent medium pressure loss. This stage works with the medium whose temperature is after the expansion in the expansion pre-stage 7th has decreased. This distribution enables the machine to withstand the high temperature loads. A second advantage is that this division halves the loads on the bodies and bearings of the rotor halves caused by the working pressure of the medium. A third advantage results from the fact that this division results in an even curve of the torque on the power shaft 24 serves: The torques of both expansion stages 7th , 46 follow one another and overlap one another. Therefore, the combined torque never drops significantly, especially not to zero.

In den Seitenwänden und der hinteren Stirnwand der Expansionsendstufe 46 (s. 1j, 1m, 1p, 1r) sind die Sperrventile 64 bei den Einlasskanälen 61 eingerichtet sowie die separaten Getriebe-Triebräder 65 der Sperrventile 64 und Mittelzahnräder 66 (s. 1p) im Rückdeckelraum zur synchronen Drehung der Walzen der Sperrventile 64 mit den Nebenläufern 4 angebracht. Die Sperrventile 64 unterbinden den Verlust des Arbeitsmediums aus den Arbeitsräumen der Expansionsvorstufe 7 und der äußeren Gas-(bzw. Medium)-Leitungen 60 für die Zeit, in der die Arbeitsräume der Expansionsendstufe 46 mit dem Auspuffraum verbunden sind, d. h. bis zu dem Moment, wenn die Verdrängungskämme 43 nach Vorbeigehen an den Auslasskanälen 59 erneut in Stellung bei den Einlasskanälen 61 (s. 1h, 1k) kommen.In the side walls and the rear end wall of the expansion output stage 46 (see 1y , 1m , 1p , 1r) are the shut-off valves 64 at the inlet ports 61 set up as well as the separate gear drive wheels 65 the shut-off valves 64 and center gears 66 (see 1p) in the rear cover space for the synchronous rotation of the rollers of the shut-off valves 64 with the secondary runners 4th appropriate. The shut-off valves 64 prevent the loss of the working medium from the workrooms of the pre-expansion stage 7th and the outer gas (or medium) lines 60 for the time in which the working spaces of the final expansion stage 46 are connected to the exhaust chamber, ie until the moment when the displacement ridges 43 after passing the exhaust ducts 59 again in position by the inlet ducts 61 (see 1h , 1k) come.

Einlassklappen: In den Verdrängungskämmen 43 der Expansionsendstufe 46 sind die Ausgleichklappen 38 als biegeweiche längliche Lamellen angebracht (s. 1i, 11). Die Lamellen sind in den Schächten untergebracht, die zwecks Abdichtung der Klappe in gesperrtem Zustand die Angüsse mit Konturensesseln für die Lamellen hat. Die Ausgleichklappen 38 bei den Verdrängungskämmen 43 in beiden Expansionsteilstufen 7, 46 sind ähnlich gebildet.Inlet flaps: In the displacement ridges 43 the expansion stage 46 are the equalization flaps 38 attached as flexible elongated lamellas (see p. 1i , 11 ). The lamellas are housed in the shafts, which have the sprues with contour armchairs for the lamellas in order to seal the flap in the locked state. The equalization flaps 38 at the displacement ridges 43 in both expansion stages 7th , 46 are formed similarly.

Feststehendes Rohr: Das feststehende Brennrohr 19 ist zweiteilig aus einem unbeweglichen 20 und einem beweglichen Teil 35 aufgebaut, die zusammen mit dem feststehendem Brennrohr 10 eine steuerbare Auslassöffnung 17 des Brennrohrs 19 bilden (s. 1a, 1n). Ein Stellgetriebe aus Zahnradsegment 36 und Zahnradgetriebe 37 (s. 1a) reguliert durch Verstellung des beweglichen Teils 35 des Brennrohrs 19 bezüglich des unbeweglichen Teils 20 des Brennrohrs 19 die steuerbare Auslassöffnung 17 des Brennrohrs 19 und steuert damit die Ausgabe des Mediums in die Expansionsendstufe 46.Fixed pipe: The fixed combustion pipe 19th is in two parts from an immovable 20 and a movable part 35 built together with the fixed combustion tube 10 a controllable outlet opening 17th of the combustion tube 19th form (s. 1a , 1n) . An actuating gear made of a gear segment 36 and gear transmission 37 (see 1a) regulated by adjusting the moving part 35 of the combustion tube 19th regarding the immovable part 20th of the combustion tube 19th the controllable outlet opening 17th of the combustion tube 19th and thus controls the output of the medium in the expansion output stage 46 .

Verbindungsrohr: Das Verbindungsrohr 53 und die Hauptläuferwelle 71 (s. 1a) sind mit zwei METAX-Gleitringdichtungen 124 vom Typ U vom Raum des Vorderdeckels isoliert und mit dem flüssigen Kühlmittel zwischen beiden Ringen gekühlt. Damit wird der Raum des Vorderdeckels mit Lager und Dichtungen von Wärme und Druck aus dem Druckraum des Hauptläufers geschützt.Connection pipe: The connection pipe 53 and the main rotor shaft 71 (see 1a) come with two METAX mechanical seals 124 Type U insulated from the space of the front cover and cooled with the liquid coolant between the two rings. This protects the area of the front cover with bearings and seals from heat and pressure from the pressure chamber of the main rotor.

Dichtung des Mediumraums: Die Abdichtung des Mediumraums von der übrigen Konstruktion erfordert spezielle Maßnahmen (s. 1a, 1n). Am hinteren Ende des unbeweglichen Teils 20 des Brennrohrs 19 ist eine METAX-Metallfaltenbalg-Gleitringdichtung 125 vom Typ MU angewendet, die den Raum zwischen dem Hauptläufer 11 und dem unbeweglichen Teil 20 des feststehenden Brennrohrs 19 abdichtet und damit den Raums des Rückdeckels vom Arbeitsdruckraum isoliert. In beiden Fällen müssen diese Dichtungen zu den Parametern und Arbeitsbedingungen an ihren Einsatzstellen (bei Mitberechnung der Kühlung des Einsatzraums) passen. Die Hochleistungs-GFT-Radialdichtungen vom Typ 103 dichten den Raum zwischen den feststehenden Brennrohrs 20 und zwischen dem beweglichen Brennrohr 35 und der Druckgasleitung 112 ab. Auch bei den Sperrventilen 64 kommen Rillenkugellager und GFT-Radialdichtungen des Typs 103 zur Anwendung. Diese Dichtungen haben Einsatzgrenzen wie oben genannt, sind für ihre vorgesehenen Einsatzstellen also geeignet.Sealing the medium space: Sealing the medium space from the rest of the construction requires special measures (see Sect. 1a , 1n) . At the rear of the immovable part 20th of the combustion tube 19th is a METAX metal bellows mechanical seal 125 of type MU applied to the space between the main runner 11 and the immovable part 20th of the fixed combustion tube 19th seals and thus isolates the area of the rear cover from the working pressure chamber. In both cases, these seals must match the parameters and working conditions at their places of use (when calculating the cooling of the area of use). The high-performance GFT radial seals of the type 103 seal the space between the fixed burner tube 20th and between the movable combustion tube 35 and the compressed gas line 112 away. Even with the shut-off valves 64 come deep groove ball bearings and GFT radial seals of the type 103 to use. These seals have application limits as mentioned above and are therefore suitable for their intended use.

Kompensation der Wärmeausdehnungen: Zur Kompensation der Wärmeausdehnungen des Gehäuses, des Verbindungsrohrs 53 und des unbeweglichen Teils 20 des feststehenden Brennrohrs 19 pressen Federn zur Kompensation der Wärmeausdehnungen 104 (s. 1a, 1n), die in einem Ansatz zur Stirnwand 121 angebracht sind, das feststehende Brennrohr 19 an das Verbindungsrohr 53. So werden O-Ringe 127 aus Sintermetall zwischen dem Verbindungsrohr 53, Gleitringdichtungen Typ U, und dem feststehenden Brennrohr 19 mit dem Arbeitsdruck angepresst.Compensation of the thermal expansion: To compensate the thermal expansion of the housing, the connecting pipe 53 and the immovable part 20th of the fixed combustion tube 19th press springs to compensate for thermal expansion 104 (see 1a , 1n) that are in an approach to the front wall 121 are appropriate, the fixed burner tube 19th to the connecting pipe 53 . This is how O-rings are made 127 made of sintered metal between the connecting pipe 53 , Mechanical seals type U, and the fixed combustion tube 19th pressed with the working pressure.

Druckschutzklappe: Eine in der Leistungswelle 24 plazierte Druckschutzklappe 52 beugt der Gefahr des Überdrucks in den Arbeitsräumen vor, indem ein Teil des Mediums durch eine Druckgasleitung 112 in die Atmosphäre ausgelassen wird. Bei Ansprechen der Druckschutzklappe 52 (s. 1a, 1n) gelangt das Überdruckgas durch die Bohrungen in der Leistungswelle 24 in die Gasabfasshaube 107 und wird mit dann geringem Druck in das Auspuffsystem abgeführt.Pressure protection flap: One in the performance wave 24 placed pressure protection flap 52 Prevents the risk of overpressure in the work rooms by dividing part of the medium through a pressurized gas line 112 is released into the atmosphere. When the pressure protection flap responds 52 (see 1a , 1n) the overpressure gas passes through the bores in the power shaft 24 into the gas extraction hood 107 and is then discharged into the exhaust system at low pressure.

Lagerung: Alle Läufer drehen sich in den Nadellagern 3 mit Borden und Innenringen (s. 1a), die in den Zwischenwänden der Stufen eingerichtet sind. Sie sind durch die Öl-Kanäle mit Schmieröl versehen und mit GFT-Dichtungen abgedichtet. Die Anwendung der FINDLING-Nadellager und GFT-Dichtungen ist bei den Läuferwellen in beiden Stufen durch extreme Arbeitsbedingungen und hohe Anforderungen definiert, hier Drücke bis 70 bar, Temperaturen (bei Kühlung mit flüssigem Mittel) bis 300 °C, Drehzahlen am Nebenläufer 4 bis 15 000 1/min, am Hauptläufer 11 bis 5555 1/min, dynamische Tragwerte bei der Schmierung bis 35 000 N. Diese Limitierungen für die Standfestigkeit der Nadellager 3 mit Borden und Innenringen in der Kombination mit Dichtungen aus federelastischem PTFE-Stoff mit Edelstahl können die Firmen FINDLING und GFT wahrscheinlich einhalten. Die Flüssigkeitskühl- und Schmierölsysteme müssen die oben genannten Temperaturbegrenzungen ebenfalls gewährleisten. Beim Vorder- und Rückdeckel sind die Läufer 4, 11 mit Rillenkugellagern 32 versehen, die die Nadellager 3 von Axialkräften entlasten.Bearings: All runners turn in the needle bearings 3 with ribs and inner rings (see p. 1a) that are set up in the partition walls of the steps. They are provided with lubricating oil through the oil channels and sealed with GFT seals. The use of the FINDLING needle roller bearings and GFT seals for the rotor shafts is defined in both stages by extreme working conditions and high requirements, here pressures up to 70 bar, temperatures (with liquid cooling) up to 300 ° C, speeds on the secondary rotor 4th until 15th 000 rpm, on the main rotor 11 up to 5555 1 / min, dynamic load values for lubrication up to 35,000 N. These limitations affect the stability of the needle roller bearings 3 with ribs and inner rings in combination with seals made of resilient PTFE material with stainless steel, the companies FINDLING and GFT can probably comply. The liquid cooling and lubricating oil systems must also guarantee the temperature limits mentioned above. The runners are on the front and back covers 4th , 11 with deep groove ball bearings 32 provided that the needle roller bearings 3 relieve of axial forces.

Schmierölsystem: Es deckt den erforderlichen Ölbedarf sowohl für die Schmierung und Kühlung aller Lager der Drehkolbenkraftmaschine als auch denjenigen in den Vorrichtungen, die der Steuerung und Regelung dienen. Eine zentrale Ölversorgung liefert Hochdruck-Schmierkühlöl für die Traglager beider Stufen, flüssiges Kühlmittel zwischen beiden Ringen der Gleitringdichtungen und an Dichtleisten der Expansionsendstufe 46. Hochdruck-Kraftöl wird auch an gegebenenfalls ferngesteuerte hydraulische Stellorgane, Niederdruck-Schmieröl an alle am Vorder- und Hinterdeckel angewendeten Rillenkugellager geliefert.Lubricating oil system: It covers the required oil requirement both for the lubrication and cooling of all bearings of the rotary piston engine as well as those in the devices that are used for control and regulation. A central oil supply supplies high-pressure lubricating cooling oil for the support bearings of both stages, liquid coolant between the two rings of the mechanical seals and on the sealing strips of the expansion output stage 46 . High-pressure power oil is also supplied to remote-controlled hydraulic actuators, if necessary, low-pressure lubricating oil to all deep groove ball bearings used on the front and rear covers.

Kühlsysteme: Für alle Nadellager 3 mit Dichtungen, das Verbindungsrohr 53 und Teile des Hauptläufers sowie die inneren Wände der Arbeitskammer der Expansionsteilstufen 7, 46 existiert ein gemeinsames Kühlsystem mit flüssigem Medium. Die Stirnwände beider Stufen sind dafür zweiteilig aufgebaut: die Stirnwände 101 selbst und die Auflage-Teile 102 mit Labyrinth-Kanälen 30 für das flüssige Kühlmittel (s. 1a, 1c) Entsprechend sind die Kühlflüssigkeits-Einlassstutzen 51 und Kühlflüssigkeits-Auslassstutzen 49 für flüssige Mittel eingerichtet. Die Seitenwände sind ebenfalls zweiteilig aufgebaut: die Seitenwand selbst mit länglichen Kanälen und eine Hülse 86 mit gehärteter Innenfläche, die von den Verdrängungskämmen bei ihrer Drehung überstrichen wird. Dabei sind die Seitenwände mit Zwischenwänden verstärkt und robusten dreieckigen Gestellen vereinigt, die die Stufengehäuse bilden. Die verdickten seitlichen Wände ermöglichen es, die länglichen Zufuhr- 61 und Auslasskanäle 59 (s. 1h, 1i) sowie die Sperrventile 64 der Expansionsendstufe für Luft oder Medium einzurichten (s. 1p. 1r). Nach außen bilden die Stufen Plattformen für äußere Mediumleitungen 60 und Auspuffflansche 62 (s. 1h, 1i). Das Innere der Nebenläufer wird mit Luft gekühlt, die durch die Kühlluftauslassstutzen 68 (s. 1a) den Wellen der Nebenläufer 4 zugeführt wird.Cooling systems: For all needle roller bearings 3 with seals, the connecting pipe 53 and parts of the main rotor and the inner walls of the working chamber of the expansion sub-stages 7th , 46 there is a common cooling system with a liquid medium. The end walls of both steps are constructed in two parts: the end walls 101 itself and the support parts 102 with maze channels 30th for the liquid coolant (s. 1a , 1c ) The coolant inlet ports are accordingly 51 and coolant outlet nozzle 49 set up for cash. The side walls are also constructed in two parts: the side wall itself with elongated channels and a sleeve 86 with hardened inner surface, which is swept over by the displacement combs as they rotate. The side walls are reinforced with partition walls and robust triangular frames are combined, which form the step housing. The thickened side walls allow the elongated feed 61 and outlet ducts 59 (see 1h , 1i ) as well as the shut-off valves 64 to set up the expansion output stage for air or medium (s. 1p . 1r). To the outside, the steps form platforms for external medium lines 60 and exhaust flanges 62 (see 1h , 1i ). The interior of the secondary runners is cooled with air coming through the cooling air outlet nozzle 68 (see 1a) the waves of the runners 4th is fed.

Arbeitsprozess: Bei dem Drehkolben-Expander verrichten die Stufen und Haupteinheiten folgende Funktionen: Durch das Verbindungsrohr 53 tritt ständig Druckmedium in die Expansionsvorstufe 7 ein. Darin tritt das Druckmedium durch Öffnungen des unbeweglichen Teils des Brennrohrs 19 (bzw. Mediumrohrs) in die Expansionsvorstufe 7. Hier passiert seine isobare Expansion durch den ganzen Arbeitsraum der Expansionsvorstufe 7 und ohne Unterbrechungen erfolgt Expansion durch diese Stufe bei weiteren Drehungen, solange Medium eintritt mit ständigem Druck des installierten Arbeitsregimes. Die Beständigkeit des Drucks ist durch die Innenräume 42 stabilisiert. Damit wird mittels der Verdrängungskämme 43 ständig Drehmoment auf den Nebenläufern 4 der Expansionsvorstufe 7 produziert. Dabei tritt ständig ein Teil des Mediums, der durch Laufspiel der Verdrängungskämme 43 durchgebrochen ist, durch die länglichen Öffnungen und länglichen Zufuhrkanäle 61 (s. 1h, 1k) mit einer polytropischen Ausdehnung in die Mediumleitungen 60 und akkumuliert sich hier, bis die Sperrventile 64 bei den länglichen Einlasskanälen 61 den Zutritt des Mediums in die Expansionsendstufe 46 öffnen. Nach teilweiser Ausdehnung des Mediums in der Expansionsendstufe 46, die dauert, bis die Verdrängungskämme 43 dieser Stufe die länglichen Öffnungen und Auslasskanäle 59 erreichen, wird Medium mit Restdruck in ein Abfuhrsystem ausgestoßen.Working process: In the rotary lobe expander, the stages and main units perform the following functions: Through the connecting pipe 53 pressure medium constantly enters the pre-expansion stage 7th a. The pressure medium then passes through openings in the immovable part of the combustion tube 19th (or medium pipe) in the expansion pre-stage 7th . Here, its isobaric expansion occurs through the entire working area of the expansion pre-stage 7th and expansion takes place without interruptions through this stage with further rotations, as long as medium enters with constant pressure of the installed working regime. The resistance of the pressure is due to the interiors 42 stabilized. This is by means of the displacement ridges 43 constant torque on the secondary rotors 4th the pre-expansion stage 7th produced. A part of the medium constantly occurs due to the running play of the displacement combs 43 is broken through the elongated openings and elongated supply channels 61 (see 1h , 1k) with a polytropic expansion in the medium lines 60 and accumulates here until the stop valves 64 at the elongated inlet ducts 61 the access of the medium to the expansion output stage 46 to open. After partial expansion of the medium in the expansion output stage 46 that takes up the displacement ridges 43 this stage the elongated openings and outlet channels 59 reach, medium with residual pressure is ejected into a discharge system.

Unter Wirkung des expandierten Mediums drehen die Verdrängungskämme 43 der beiden Expansionsteilstufen 7, 46 die eigenen Läufer 4. Weil alle Läufer 4, 11 des Drehkolben-Expanders mittels äußerer Verzahnung verbunden sind, treiben die Läuferwellen der Expansionsteilstufen 7, 46 durch ein gemeinsames Getriebe mit Ritzel 47 und Rad des Getriebes 34 die Leistungswelle 24 an.The displacement combs rotate under the action of the expanded medium 43 of the two expansion stages 7th , 46 their own runners 4th . Because all runners 4th , 11 of the rotary piston expander are connected by means of external teeth, drive the rotor shafts of the expansion sub-stages 7th , 46 through a common gear with pinion 47 and gear wheel 34 the power wave 24 at.

Der Arbeitsdruck des Mediums ändert sich bei angeforderter Leistungsänderung des Mediumerzeugers oder bei Änderung des Gegenmoments auf der Welle. Dabei kann der Druck wachsen, bis das Gegenmoment überwunden wurde. Der Arbeitsdruck ist dabei durch eine Druckschutzklappe 52 begrenzt, die das Überdruckmedium bei Ansprechen der Druckschutzklappe 52 in das Auspuffsystem überführt (s. 1a, 1n). Da die Expansionsvorstufe 7 keine Dichtungen hat, wird ein Teil des Mediums durch das Laufspiel der Verdrängungskämme 43 durchbrochen, geht aber nicht verloren, sondern wird in der folgenden Expansionsendstufe 46 ausgenutzt.The working pressure of the medium changes when a change in the performance of the medium generator is requested or when the counter-torque on the shaft changes. The pressure can increase until the counter-torque has been overcome. The working pressure is through a pressure protection flap 52 that the overpressure medium is limited when the pressure protection flap responds 52 transferred into the exhaust system (s. 1a , 1n) . As the pre-expansion stage 7th has no seals, part of the medium is lost through the running play of the displacement combs 43 broken through, but is not lost, but becomes in the following expansion stage 46 exploited.

Die erste Stufe des Drehkolben-Expanders hört in keinem Augenblick auf das Drehmoment zu produzieren, denn das gesamte Arbeitsmedium dreht die Verdrängungskämme 43 dieser Stufe durch längliche Einlasskanäle 61 ununterbrochen. Das Druckmedium tritt auch aus dem Speicherraum in die Expansionsendstufe 46 durch die steuerbare Auslassöffnung 17 des feststehenden Brennrohrs 19 (s. 1a, 1n). In der Expansionsendstufe 46 gewährleisten die Längsdichtleisten 13 und Stirndichtleisten 81 an den Verdrängungskämmen 43 die verlustlose Abarbeitung des Mediums. Stellgetriebe aus Zahnradsegment 36 und Zahnradgetriebe 37 (s. 1a) regulieren durch Verstellung des beweglichen Teils 35 des Brennrohrs 19 bezüglich des unbeweglichen Teils 20 des Brennrohrs 19 die Auslassöffnung 17 des Brennrohrs 19 und steuert damit die Ausgabe des Mediums durch Einlassöffnungen 16 in die Expansionsendstufe. Diese steuerbare Verteilung des Druckmediums zwischen beiden Stufen des Drehkolben-Expanders ermöglicht die präzise Steuerung auf kleinen Regimen.The first stage of the rotary lobe expander never stops producing the torque, because the entire working medium rotates the displacement combs 43 this stage through elongated inlet channels 61 continuously. The pressure medium also emerges from the storage space into the expansion output stage 46 through the controllable outlet opening 17th of the fixed combustion tube 19th (see 1a , 1n) . In the expansion stage 46 guarantee the longitudinal sealing strips 13th and face sealing strips 81 at the displacement ridges 43 the lossless processing of the medium. Actuating gear made of a gear segment 36 and gear transmission 37 (see 1a) regulate by adjusting the moving part 35 of the combustion tube 19th regarding the immovable part 20th of the combustion tube 19th the outlet opening 17th of the combustion tube 19th and thus controls the output of the medium through inlet openings 16 into the expansion stage. This controllable distribution of the pressure medium between the two stages of the rotary piston expander enables precise control on small regimes.

Schraubenkraftmaschine mit vier Nebenrotoren, mittels Arbeitsdruck gesteuerter Verdichterstufe und mittels Rückkopplung zum Auspuffraum optimal gesteuerter Brennkammer.Screw engine with four secondary rotors, the compressor stage controlled by means of working pressure and the combustion chamber optimally controlled by means of feedback to the exhaust chamber.

Obwohl herkömmliche Hubkolbenmaschinen und Turbinen nach wie vor eine breite Verwendung in der Antriebstechnik finden, wächst neuerlich eine Tendenz zur Entwicklung von Kraftmaschinen, die nach einem Rotationskolben-Prinzip arbeiten. Die Maschinen mit diesem Arbeitsprinzip fesseln die Aufmerksamkeit dadurch, dass sie zum Unterschied von Hubkolbenmaschinen einen kontinuierlichen Arbeitsprozess mit gezügelten Massenkräften haben. Dadurch entsteht der Anspruch auf größere Drehzahlen und relativ kleineres Gewicht der Maschine. Sie können die Leistungsvolumina KL im Vergleich zu den Kolbenmaschinen (KL bis 350 KW/m3) übertreffen und können sogar, wenigsten theoretisch, bei diesem Kennzeichen mit den Turbinen (KL bis 9000 KW/m3) wetteifern. Zudem sind die Rotationskolbenkraftmaschinen billiger als Turbinen bei der Herstellung; darüber hinaus haben sie, wenigstens theoretisch, als Kolbenmotoren einen kleineren Brennstoffverbrauch und kleinere Schadenstoffemission.Although conventional reciprocating piston machines and turbines are still widely used in drive technology, there is a renewed trend towards the development of prime movers that operate on the rotary piston principle. The machines with this working principle attract attention because, unlike reciprocating piston machines, they have a continuous working process with restrained inertia forces. This results in the demand for higher speeds and a relatively lower weight of the machine. They can exceed the performance volumes K L compared to the piston engines (K L up to 350 KW / m 3 ) and can even, at least theoretically, compete with the turbines (K L up to 9000 KW / m 3) with this characteristic. In addition, the rotary piston engines are cheaper to manufacture than turbines; in addition, at least theoretically, they have a lower fuel consumption and less pollutant emissions than piston engines.

Es existieren zahlreiche Anwendungen von Rotationskolbenkraftmaschinen. Beispielhaft seien hier die DE 2009 732 A , DE 197 11 084 A1 , US 3 203 406 A , DE 10 2006 038 957 A1 , DE 10 2009 005 107 B3 , WO 2010/081469 A3 , DE 2010 006 487 B4 , DE 10 2012 011 068 B4 und DE 10 2013 016 274 B4 genannt. Es gibt noch einen weiteren Typ von Verbrennungskraftmaschinen aus der Klasse der Kolbenmotoren, der mit fließendem Arbeitsverfahren und dadurch hohen Drehzahlen arbeiten kann, offenbart in der DE 2 500 816 A1 , DE 9 111 849 U1 , DE 9 401 804 U1 , WO 2000/077363 A1 und WO 2000/077364 A1 . Dieser Typ erweist sich als eine Kombination von Schraubenverdichter und Schraubenexpansionsmotor, der eine Verbrennung des Kraftstoffs in einer Brennkammer vor dem Schrauben-Expansionsmotor vorsieht. Als Hauptelemente für beide Stufen dienen einige Schraubenpaare mit Kompressions- oder Expansionswirkung. Der Arbeitsprozess ist ähnlich dem der herkömmlichen Kolbenmotoren. Das bedeutet, dass hier voneinander getrennte Kompressions- oder Expansionsmaschinen vorhanden sind. Nur werden hier die Räume durch Drehung der verzahnten Schraubpaare verkleinert und/oder vergrößert, was zu Verdichtung oder Entspannung führt. Der Verdichtungs- oder Expansions- bzw. Entspannungsprozess ist kontinuierlich und kann somit mit großen Drehzahlen laufen. Der wesentliche Vorteil besteht darin, dass die Läufer nicht miteinander im Kontakt stehen und dadurch nicht verschleißen.Rotary piston engines have numerous applications. Examples are the DE 2009 732 A , DE 197 11 084 A1 , U.S. 3,203,406 A , DE 10 2006 038 957 A1 , DE 10 2009 005 107 B3 , WO 2010/081469 A3 , DE 2010 006 487 B4 , DE 10 2012 011 068 B4 and DE 10 2013 016 274 B4 called. There is still another type of internal combustion engine from the class of piston engines which can operate with a smooth working process and thereby high speeds, disclosed in US Pat DE 2 500 816 A1 , DE 9 111 849 U1 , DE 9 401 804 U1 , WO 2000/077363 A1 and WO 2000/077364 A1 . This type turns out to be a combination of screw compressor and screw expansion engine, which provides for combustion of the fuel in a combustion chamber in front of the screw expansion engine. A few pairs of screws with a compression or expansion effect serve as the main elements for both stages. The working process is similar to that of conventional piston engines. This means that there are separate compression or expansion machines. Only here the spaces are reduced and / or enlarged by turning the toothed screw pairs, which leads to compression or relaxation. The compression or expansion or relaxation process is continuous and can therefore run at high speeds. The main advantage is that the runners are not in contact with one another and therefore do not wear out.

Die Schraubenverdichter sind längst in Verdichter-, Kälte- und Fördertechnik bewährt. Im Internet findet man eine ganze Palette von Schraubenkompressoren, Förderpumpen oder Kältetechnikmaschinen mit Schraubenverdichtern als Bestandteil. Die Einsatzgebiete für die meist verwendeten einstufigen Verdichter liegen in den Bereichen, wo die Förderströme 1-750 m3/min betragen, Druckverhältnisse bis 22 bei Öleinspritzung möglich sind, die Läufer Durchmesser bis 650 mm bei einer Umfangsgeschwindigkeit von 50 bis 150 m/s erhalten und die Drehzahlen, wegen der Lager begrenzt, bis zu 25000 min-1 möglich sind. Der Verschleiß der Läufer ist gering, freie Massenkräfte sind nicht vorhanden, und verschmutzte Medien (Luft) sind zulässig. Aber die Wirkungsgrade sind relativ klein, und die Herstellung muss sehr genau sein. Hier helfen neuentwickelte verbesserte Walzverfahren.The screw compressors have long been tried and tested in compressor, refrigeration and conveyor technology. A whole range of screw compressors, feed pumps or refrigeration machines with screw compressors as a component can be found on the Internet. The areas of application for the mostly used single-stage compressors are in the areas where the flow rates are 1-750 m 3 / min, pressure ratios of up to 22 are possible with oil injection, the rotors have diameters of up to 650 mm at a peripheral speed of 50 to 150 m / s and the speeds, limited due to the bearings, up to 25000 min -1 are possible. There is little wear on the rotors, there are no free inertia forces, and contaminated media (air) are permitted. But the efficiencies are relatively small and the production has to be very precise. This is where newly developed, improved rolling processes help.

Also verbindet ein Schraubenverdichter die Vorteile einer rein rotierenden Turbomaschine (ihre Schnelläufigkeit, das Fehlen von Massenkräften) mit der stabilen Fördercharakteristik der Kolbenmaschinen. In Anbetracht seiner Eigenschaften ist es sinnvoll, diesen Konstruktionstyp in einer umgekehrten Rolle zu verwenden, nämlich als Expansionsmotor. Im Zusammenwirken mit einer separaten Brennkammer und noch einem Schraubenkompressor für die Luftzufuhr könnte ein Aggregat dieser Art als Kraftmaschine in verschiedenen Anwendungen dienen. Eine Kraftmaschine von dieser Art wurde noch nicht gebaut, obschon Patente lange existieren. Der Grund könnte im Nichtvorhandensein eines konstruktiven Schemas liegen, das die Wärme und Verdichtungs- wie auch Expansionsprozesse den Arbeitsräumen (Kanälen) regelt. Die thermische Ausdehnung und Gefahr der Verzehrung der Schraubenpaare bei konstruktiv nicht sichergestellten Wärmebedingungen können ein Haupthindernis stellen. Die fortwährende Weiterentwicklung im Maschinenbau und Materialwesen geben zusätzliche Perspektive für eine ordentlich konstruierte Schraubenkraftmaschine. Eine solche Schraubenkraftmaschine ist in den folgenden Figuren dargestellt und mit folgenden Texten erläutert.So a screw compressor combines the advantages of a purely rotating turbo machine ( their speed, the lack of inertial forces) with the stable delivery characteristics of the piston machines. Given its characteristics, it makes sense to use this type of construction in an inverted role, namely as an expansion engine. In cooperation with a separate combustion chamber and another screw compressor for the air supply, a unit of this type could serve as a prime mover in various applications. A prime mover of this type has not yet been built, although patents have long existed. The reason could be the lack of a constructive scheme that regulates the heat and compression as well as expansion processes in the working spaces (ducts). The thermal expansion and the risk of the screw pairs being consumed if the heat conditions are not structurally ensured can be a major obstacle. The continuous further development in mechanical engineering and materials gives additional prospects for a properly designed screw power machine. Such a screw power machine is shown in the following figures and explained with the following texts.

4a zeigt ein räumliches Schema der Schraubenkraftmaschine mit vier Nebenrotoren, mittels Arbeitsdrucks gesteuerter Verdichterstufe und mittels Rückkopplung zum Auspuffraum optimal gesteuerter Brennkammer. Auf dem Schnitt durch den Hauptläufer und einen der Nebenläufer sind der Arbeitsvorgang und Übergänge von Medien zu sehen. 4b zeigt Schnitte und Ansichten. 4a shows a three-dimensional diagram of the screw engine with four secondary rotors, a compressor stage controlled by means of working pressure and a combustion chamber optimally controlled by means of feedback to the exhaust chamber. The work process and the transitions of media can be seen on the section through the main runner and one of the secondary runs. 4b shows sections and views.

4a stellt eine fünfwellige Schraubenkraftmaschine dar, die aus einer Verdichterstufe 331, einer Expansionsstufe 341 und einer Entspannungsstufe 338 besteht sowie einen Hauptläufer 330 (Malerotor genannt) und vier Nebenläufer 366 (Femalerotoren) aufweist, die in Zahnverbindung mit dem Hauptläufer 330 stehen. Weiter sind einige Sperrscheiben 373 bei Drucksteuerkanten 374 der Verdichterstufe 331 mit einer Steuereinrichtung 329, ein Einlassrohr 361 mit elektrischen Kraftstoff- und Anlassluftleitungen 362, eine Brennkammer 347 mit einer Auslassdruckklappe 355 und einer mit dieser verbundenen Rückkopplungseinrichtung mit Dehnbuchse 352, ein zweiteilig aufgebautes Brennrohr 344, 345, ein Synchronisierungsgetriebe 335 und ein Leistungswellengetriebe 349 in 4a zu sehen. 4a represents a five-shaft screw power machine, which consists of a compressor stage 331 , an expansion stage 341 and a relaxation stage 338 consists as well as a main runner 330 (Called Malerotor) and four secondary rotors 366 (Femalerotoren), which are in tooth connection with the main rotor 330 stand. Next are some locking washers 373 with pressure control edges 374 the compressor stage 331 with a control device 329 , an inlet pipe 361 with electrical fuel and starting air lines 362 , a combustion chamber 347 with an outlet pressure flap 355 and a feedback device connected to this with an expansion sleeve 352 , a two-part burner tube 344 , 345 , a synchronization gear 335 and a power shaft transmission 349 in 4a to see.

Konstruktiv besteht die Schraubenkraftmaschine aus folgenden Einheiten, die mit schnell zerlegbaren Kopplungen miteinander verbunden sind:

  • - Vorderdeckel 324 mit Kugelrollenlager 325 für Lagerung Welle des Hauptläufers 330,
  • - Vordereinheit 326 mit Kugelrollenlager 364 für Lagerung den Nebenläuferwellen 365,
  • - hintere Stirnwand 337 der Verdichterstufe 331 mit Gleitlager 328 für Lagerung den allen Läuferwellen, Sperrscheiben 373 bei Drucksteuerkanten 374 (s. Schnitt A-A) und ihren Steuereinrichtungen 329,
  • - Verdichterstufe 331,
  • - vordere Stirnwand 334 der Verdichterstufe 331 mit Gleitlager, Saugstutzen 332 und Luftfilter 333,
  • - hintere Stirnwand 337 der Entspannungsstufe 338 mit Auslassöffnungen bei Auslasssteuerkanten und Auspuffstutzen 336 der Entspannungsstufe 338 wie auch Synchronisierungsgetriebe 335,
  • - Entspannungsstufe 338,
  • - vordere Stirnwand 334 der Entspannungsstufe 338 mit Gleitlager und Gasleitungen 340,
  • - Expansionsstufe 341,
  • - hintere Stirnwand 342 der Expansionsstufe 341 mit Gleitlager und Gasleitungen 340,
  • - Hinterteil 344, der eine Brennkammer 347 und ein zweiteilig ausgebauten Brennrohr 345, 348, hintere Lufteintrittsöffnungen 367, Luftzufuhrleitungen 368 [s. Schnitt (N - N)], eine Auslassdruckklappe 355, eine Rückkopplungseinrichtung mit Dehnbuchse 352 und eine Gasleitung 353 hat,
  • - Leistungswellengetriebe 349 mit Kugelrollenlager 369,
  • - Hinterdeckel 350 mit Kegelrollenlager 351 für Lagerung der Leistungswelle 370.
In terms of design, the screw power machine consists of the following units, which are connected to one another by means of quick-dismantling couplings:
  • - front cover 324 with ball roller bearing 325 for storage of the main rotor shaft 330 ,
  • - front unit 326 with ball roller bearing 364 for storage of the secondary rotor shafts 365 ,
  • - rear end wall 337 the compressor stage 331 with plain bearing 328 for storage of all rotor shafts, locking disks 373 with pressure control edges 374 (see section AA) and their control devices 329 ,
  • - Compressor stage 331 ,
  • - front end wall 334 the compressor stage 331 with slide bearing, suction nozzle 332 and air filter 333 ,
  • - rear end wall 337 the relaxation level 338 with outlet openings at outlet control edges and exhaust port 336 the relaxation level 338 as well as synchronization gears 335 ,
  • - Relaxation level 338 ,
  • - front end wall 334 the relaxation level 338 with slide bearings and gas pipes 340 ,
  • - expansion stage 341 ,
  • - rear end wall 342 the expansion stage 341 with slide bearings and gas pipes 340 ,
  • - buttocks 344 holding a combustion chamber 347 and a two-part burner tube 345 , 348 , rear air inlets 367 , Air supply lines 368 [s. Section (N - N)], an outlet pressure flap 355 , a feedback device with an expansion sleeve 352 and a gas pipe 353 Has,
  • - Power shaft transmission 349 with ball roller bearing 369 ,
  • - back cover 350 with tapered roller bearings 351 for storage of the power shaft 370 .

In 4a ist zu sehen, dass bei vier Saugstutzen 332 angesaugte Luft von der Verdichterstufe 331 komprimiert wird und von den gesteuerten Drucksteuerkanten 376 der Verdichterstufe 331 zu einem Druckluftraum 372 fließt. Hier teilt sie sich in fünf Richtungen: Ein Hauptstrom geht zur Brennkammer 347 durch die Hauptläuferwelle 360 und kühlt unterwegs Hauptläufer 330 von innen das und Einlassrohr 361 mit elektrischen Leitungen, Kraftstoff- und Anlassluftleitungen 362 von außen. Die vier restlichen Ströme gehen durch die Nebenläuferwellen 365, kühlen unterwegs die Nebenläufer 366 von innen und gelangen in die Brennkammer 347 durch die Luftzufuhrleitungen 368.In 4a it can be seen that with four suction nozzles 332 sucked in air from the compressor stage 331 is compressed and from the controlled pressure control edges 376 the compressor stage 331 to a compressed air room 372 flows. Here it divides into five directions: A main stream goes to the combustion chamber 347 through the main rotor shaft 360 and cools the main runner along the way 330 from the inside that and inlet pipe 361 with electrical lines, fuel and starting air lines 362 from the outside. The four remaining streams go through the slave shafts 365 , cool the runners along the way 366 from the inside and get into the combustion chamber 347 through the air supply lines 368 .

Aus der Brennkammer 347 fließt hochgeladenes Gas durch die Auslassdruckklappe 355 und Gasleitungen 346 im Brennrohr 345, 348 in die vier Richtungen zu den Einlassöffnungen bei den Druckkanten der Expansionsstufe 341. In der Expansionsstufe 341 verrichtet Gas die Expansions- und einen Teil der Entspannungsarbeit und fließt weiter zu der Entspannungsstufe 338. Hier verrichtet das Gas den restlichen Teil der Entspannungsarbeit und wird danach durch die vier Auspuffstutzen 336 in eine Entsorgungseinrichtung ausgeschoben. Da der für vollständige Ausdehnung des Gases benötigte Expansionsraum den Verdichterraum fast zweimal übersteigt, ist es sinnvoll, den gesamten Expansionsraum auf zwei Expansionsstufen zu verteilen: auf eine größere Expansionsstufe 341 und kleinere Entspannungsstufe 338. Eine zusätzliche Stützwand, nämlich Stirnwand 339 zur Lagerung der Läuferwellen zwischen den Stufen ermöglicht, das zu erreichen und dadurch die Arbeitsbedingungen zu verbessern. Außerdem kann man in der Expansionsstufe 341, die bei sehr hohen thermischen Belastungen arbeiten muss, das Kaltspiel der Läufer ε / D beträchtlich vergrößern, um den Kontakt der Läufer aufgrund ihrer Wärmeausdehnung zu vermeiden. In der Entspannungsstufe 338 dagegen kann man strengere Anforderungen an die Qualität der Abdichtung anlegen, sogar vielleicht Wassereinspritzung einsetzen, denn nach der Ausdehnung in der Expansionsstufe 341 und Abkühlung durch die Kühlsysteme der Schraubenmaschine (s. dafür weitere Erläutungen) steht das Arbeitsgas hier schon mit niedrigerer Temperatur.From the combustion chamber 347 charged gas flows through the outlet pressure flap 355 and gas pipes 346 in the combustion tube 345 , 348 in the four directions to the inlet openings at the pressure edges of the expansion stage 341 . In the expansion stage 341 gas does the expansion and part of the relaxation work and flows on to the expansion stage 338 . Here the gas does the remaining part of the relaxation work and is then carried out through the four exhaust ports 336 pushed out into a disposal facility. Since the expansion space required for complete expansion of the gas exceeds the compression space almost twice, it makes sense to divide the entire expansion space into two expansion stages: a larger expansion stage 341 and smaller relaxation level 338 . An additional supporting wall, namely the front wall 339 for mounting the rotor shafts between the stages enables this to be achieved and thereby improved working conditions. You can also use the expansion stage 341 , which has to work with very high thermal loads, the cold play of the rotor ε / D considerably increase in order to avoid contact of the rotor due to their thermal expansion. In the relaxation stage 338 on the other hand, stricter requirements can be imposed on the quality of the seal, perhaps even using water injection, because after the expansion in the expansion stage 341 and cooling by the cooling systems of the screw machine (see further explanations), the working gas is already at a lower temperature.

Die Brennkammer 347 ist wie bei Gasturbinen ausgelegt. Sie gewährleistet eine ordentliche Zerstäubung, Zündung und vollständige Verbrennung des Kraftstoffes mit geringer Erzeugung von Schadstoffen. Das Brennrohr 345, 348 ist aus Montagegründen zweiteilig ausgebildet. Der vordere Teil 345 ist mit Bolzen auf der hinteren Stirnwand 342 montiert und mit dem hinteren Teil 348 fest verbunden. Er hat eine Lufteintrittsöffnung 367 für komprimierte Luft, die durch Hauptläufer 330 einfließt, wie auch eine Luftzufuhrleitung 368 für die Luft, die durch die Nebenläufer 366 und Verbindungsflansche der beiden Brennrohrteile 345, 348 zugestellt wird. Der zweite Teil des Brennrohrs ist mit der Auslassdruckklappe 355, einer Rückkopplungseinrichtung mit Dehnbuchse 352 und Gasleitungen 353 ausgestattet und mit flüssigem Kühlmittel gekühlt. Dafür hat er auch Einlass- und Auslassstutzen und Kanäle für Kühlmittel. Die Dehnbuchse 352 ist mit dem Auspuffraum durch eine Gasleitung 353 verbunden. Der Gasdruckraum der Brennkammer 347 ist von dem Gehäuseraum durch eine Labyrinthdichtung 354 um den Verbindungsstock von der Auslassdruckklappe 355 zur Dehnbuchse 352 abgedichtet. Die Einzelheiten ergänzender Merkmale der Schraubenkraftmaschine, Auslegungen und Berechnungen sind im ganzen Umfang näher erläutert und in Zeichnungen dargestellt in der DE 10 2010 020 681 A1 .The combustion chamber 347 is designed as with gas turbines. It ensures proper atomization, ignition and complete combustion of the fuel with little generation of pollutants. The burner tube 345 , 348 is designed in two parts for assembly reasons. The front part 345 is with bolts on the rear bulkhead 342 mounted and with the rear part 348 firmly connected. It has an air inlet opening 367 for compressed air passing through main runners 330 flows in, as well as an air supply line 368 for the air flowing through the tributaries 366 and connecting flanges of the two burner tube parts 345 , 348 is delivered. The second part of the combustion tube is with the exhaust pressure flap 355 , a feedback device with an expansion sleeve 352 and gas pipes 353 equipped and cooled with liquid coolant. It also has inlet and outlet connections and channels for coolant. The expansion sleeve 352 is connected to the exhaust chamber through a gas pipe 353 tied together. The gas pressure space of the combustion chamber 347 is from the housing space through a labyrinth seal 354 around the connecting rod from the outlet pressure flap 355 to the expansion sleeve 352 sealed. The details of additional features of the screw power machine, interpretations and calculations are explained in more detail in their entirety and shown in drawings in the DE 10 2010 020 681 A1 .

Der Arbeitsprozess in der Brennkammer 347 ist ein einfacher Joule-Prozess (Diesel-Prozess), bei dem eine stabile Verbrennung des Kraftstoffs bei ständigem Druck stattfindet. Dafür strömt nur eine bestimmte Menge des Gases bei ständigem Druck durch die rückkopplungsgesteuerte Auslassdruckklappe 355 im hinteren Teil 348 des Brennrohrs und vier Gasleitungen 346 zu den Einlasssteuerkanten 376 der Expansionsstufe 341. Dabei korrigiert der Gasdruck aus dem Auspuffraum mit seiner Gegenwirkung bei der Dehnbuchse 352 die Lage der Auslassdruckklappe 355. In den Arbeitsräumen der Expansionsstufe 341 verrichtet das einströmende Gas die Arbeit anfänglich mit dem konstanten Druck des Diesel-Prozesses. Nachdem der Gaseintritt unterbrochen wird, verrichtet das eingelassene Gas dann die Entspannungsarbeit bis zum Ausstoß des Gases in die Entspannungsstufe 338. Dort wird die endgültige Ausdehnungsarbeit verrichtet. Grundsätzlich ist das Gasgeben für die Steuerung der Leistung maßgebend. Gerade die Rückkopplungseinrichtung ermöglicht es, eine beinahe vollständige Ausdehnungsarbeit des Gases beizubehalten und die Kraftstoffzufuhr (Verbrauch) dem Leistungsbedarf anzupassen und dadurch effizient zu regeln.The working process in the combustion chamber 347 is a simple Joule process (diesel process) in which the fuel burns in a stable manner at constant pressure. To do this, only a certain amount of the gas flows through the feedback-controlled outlet pressure flap at constant pressure 355 in the back part 348 the combustion tube and four gas lines 346 to the inlet control edges 376 the expansion stage 341 . The gas pressure from the exhaust chamber corrects with its counteraction at the expansion sleeve 352 the location of the outlet pressure flap 355 . In the work rooms of the expansion stage 341 the inflowing gas does its work initially with the constant pressure of the diesel process. After the gas inlet is interrupted, the admitted gas then performs the expansion work until the gas is expelled into the expansion stage 338 . This is where the final expansion work is done. Basically, accelerating is decisive for controlling the power. The feedback device in particular makes it possible to maintain an almost complete expansion work of the gas and to adapt the fuel supply (consumption) to the power requirement and thus to regulate it efficiently.

Weitere thermodynamische Betrachtungen der Arbeitsprozesse der Kraftmaschine erlauben es, die Parameter der Arbeitsprozesse, darunter VV und VE, exakt zu definieren und daraus Abmessungen und Baumasse der Schraubenkraftmaschine zu bestimmen. Bei thermodynamischen Betrachtungen ist ein unstöchiometrischer (das heißt bei Luftüberfluss ω = VV/Nmin > 2) isobarischer Verbrennungsprozess in der Brennkammer vorgesehen, wobei die Parameter des Arbeitsmediums als Bedingungen, dass Drucke und Temperaturen in einem bestimmten Bereich liegen, definiert sind. Der auserkorene Temperaturbereich gilt als verträglich für Materialien, aber mit Vorbehalt, dass je höher Arbeitstemperaturen und Drucke sind, desto höher der Wert des thermodynamischen Wirkungsgrades ηV liegt.Further thermodynamic considerations of the work processes of the power machine allow the parameters of the work processes, including V V and V E , to be precisely defined and the dimensions and dimensions of the screw power machine to be determined therefrom. For thermodynamic considerations, an unstoichiometric ( i.e. with excess air ω = V V / N min > 2) isobaric combustion process is provided in the combustion chamber, with the parameters of the working medium being defined as conditions that pressures and temperatures are within a certain range. The selected temperature range is considered to be compatible with materials, but with the proviso that the higher the working temperatures and pressures, the higher the value of the thermodynamic efficiency η V.

Berechnungsvorgang, Analyse der resultierenden Daten und Auswahl der besten Ausführungsvariante mit einem Berechnungsbeispiel sind ausführlich in der DE 20 2006 008 158 U1 vorgeführt. Bei Eingabe der gewünschten Leistung, von Drehzahlen und Werten verschiedener Konstanten liefert ein Works-Computerprogramm Berechnungsdaten über die Parameter beliebiger Varianten der Drehkolbenkraftmaschine, darunter Abmessungen, Temperaturfelder, Wirkungsgrade und Verbrauch, Abwärme, etc. Die Algorithmen und Programme der thermodynamischen Berechnungen sowie der Vorgang der Berechnungen sind identisch für die ganze Klasse der Drehkolbenkraftmaschinen mit kontinuierlichem Brennprozess. Spezifisch sind nur die konstruktiven Eigenschaften und die Vorgabe-Daten der konkreten Kraftmaschine. Algorithmen und Programme sind vom Erfinder in dem Buche „Eine Hybride von Drehkolbenmotor und Turbine mit riesigem Synergieeffekt“ zugänglich für jedermann gemacht (ISBN 978-3-954-751-2, Internationaler wissenschaftlicher Fachverlag Cuvillier Verlag Göttingen; ISBN 978-3-7357-6793-6 BoD Books on Demand, Norderstedt).The calculation process, analysis of the resulting data and selection of the best variant with a calculation example are detailed in the DE 20 2006 008 158 U1 demonstrated. When entering the desired power, speeds and values of various constants, a Works computer program provides calculation data on the parameters of any variant of the rotary piston engine, including dimensions, temperature fields, efficiency and consumption, waste heat, etc. The algorithms and programs of the thermodynamic calculations as well as the process of Calculations are identical for the entire class of rotary piston engines with a continuous combustion process. Only the design properties and the default data of the specific engine are specific. Algorithms and programs are made accessible to everyone by the inventor in the book "A hybrid of rotary piston engine and turbine with huge synergy effect" (ISBN 978-3-954-751-2, Internationaler Wissenschaftlicher Fachverlag Cuvillier Verlag Göttingen; ISBN 978-3-7357- 6793-6 BoD Books on Demand, Norderstedt).

Ausarbeitung erfindungsgemäßer FlugzeugsformenElaboration of aircraft shapes according to the invention

FrontluftverdichterFront air compressor

Die beste Auswahl für einen Frontluftverdichter wäre eine Verdichterstufe, die gestaltet ist wie die Verdichterstufe einer Drehkolbenkraftmaschine mit kontinuierlichem Brennprozess, aber bei erhöhten Dimensionen und gemäßigten Drehzahlen (s. 6a-c). Eine künstlich erschaffene Umgebung für die Drehkolbenkraftmaschine mit kontinuierlichem Brennprozess kann eine Drucklufthülle mit von dem Frontluftverdichter produzierter Druckluft bilden. Diese Druckluft kann als eine hocheffektive Luftaufladung für die Drehkolbenkraftmaschine dienen und damit seine Leistung exponentiell steigern, während die Umgebung die Kraftmaschine von der äußeren Welt isolieren und damit die Abgas- und Kühlwärme von Kraftmaschine und seiner Wärmeaustauscher utilisieren kann, was zu beträchtlich höheren Wirkungsgraden führt.The best choice for a front air compressor would be a compressor stage that is designed like the compressor stage of a rotary piston engine with a continuous combustion process, but with increased dimensions and moderate speeds (see Fig. 6a-c ). An artificially created environment for the rotary piston engine with a continuous combustion process can form a compressed air envelope with compressed air produced by the front air compressor. This compressed air can serve as a highly effective air charge for the rotary piston engine and thus increase its performance exponentially, while the environment can isolate the engine from the outside world and thus utilize the exhaust and cooling heat from the engine and its heat exchangers, which leads to considerably higher degrees of efficiency.

Eine neue Art von Einrichtungen zur Erschaffung des Auftriebs für Senkrechtstart und -landung eines Flugzeugs, nämlich mit steuerbaren storeartigen Luftstromdüsen sowie einer lenkbaren sphäroidischen Luftstrahldüse für den Vortrieb kann beste Ergebnisse bei Senkrechtstart, Senkrechtlandung und Lagesteuerung des Flugzeugs bringen. Also findet sich eine wirtschaftliche und umweltfreundliche Lösung des Problems einer Triebwerkanlage mit Multiplizierung der Leistung einer Kraftmaschine mit kontinuierlichem Brennprozess, die auch VTOL-Eigenschaften besitzen soll, bei folgender Zusammensetzung der Bestandteile:A new type of devices for creating the lift for vertical take-off and landing of an aircraft, namely with controllable, storable air flow nozzles and a steerable spheroidal air jet nozzle for propulsion, can bring the best results for vertical take-off, vertical landing and attitude control of the aircraft. So there is an economical and environmentally friendly solution to the problem of an engine system by multiplying the power of an engine with a continuous combustion process, which should also have VTOL properties, with the following composition of the components:

FrontluftverdichterFront air compressor

Der Frontluftverdichter 138 (s. 6a, 6b) ist eine Verdichteranlage, die ähnlich gebaut ist wie die Verdichterstufe bei einer Drehkolbenkraftmaschine mit kontinuierlichem Brennprozess. Er wird als Betreiber in einem Triebwerk verwendet, das in der DE 10 2017 009 911 B4 offenbart ist. An dieser Stelle kann im allgemeinen auch ein anderer Typ des Verdichters angewendet sein, wie zum Beispiel ein Schraubenverdichter, der breite Verwendung in der Kühl- oder Fördertechnik gefunden, oder der Schaufelkompressor von einem Fan- oder Profantriebwerk eines Großflugzeugs. Aber die Auswahl fällt auf den oben genannten Typ, weil er den höchsten Kennwert des Leistungsvolumens (KL = P/ΣV) und bessere Wirkungsgrade zeigt, als der Schraubenverdichter oder ein anderer Typ des Verdichters (s. dazu das Technische Projekt „Dreistufige Drehkolbenkraftmaschine mit kontinuierlichem Brennprozess“ ISBN 978-3-954-751-2, Internationaler wissenschaftlicher Fachverlag Cuvillier Verlag Göttingen; ISBN 978-3-7357-6793-6, BoD Books on Demand, Norderstedt).The front air compressor 138 (see 6a , 6b) is a compressor system that is built similarly to the compressor stage in a rotary piston engine with a continuous combustion process. It is used as an operator in an engine that is used in the DE 10 2017 009 911 B4 is revealed. At this point, another type of compressor can generally be used, such as a screw compressor, which is widely used in refrigeration or conveyor technology, or the vane compressor of a fan or profi drive unit of a large aircraft. But the choice falls on the type mentioned above, because it shows the highest characteristic value of the power volume (KL = P / ΣV) and better efficiencies than the screw compressor or another type of compressor (see the technical project "Three-stage rotary piston engine with continuous Burning process “ISBN 978-3-954-751-2, international scientific specialist publisher Cuvillier Verlag Göttingen; ISBN 978-3-7357-6793-6, BoD Books on Demand, Norderstedt).

Zur Erfüllung seiner Hauptfunktion hat der Frontluftverdichter 138 (6a) hat drei Nebenläufer 72, jeder mit Verdrängungskamm 57, und einen freien inneren Raum mit einer Einlassöffnung 114 für den Eintritt von Luft, die jeweils durch selbstreinigende Luftfilteranlagen 90 gereinigt ist, sowie einen Hauptläufer 73 mit freien inneren Räumen 170 für komprimierte Luft. Spezifische Profile von Längsvertiefungen 74 des Hauptläufers 73 und Verdrängungskämme 57 der Nebenläufer 72 sind in der DE 10 2009 005 107 sowie in 1t gezeigt. Die Dichtung jedes Verdichtungsraumes und der Vertiefungen im Hauptläufer 73 ist mit von Federn 110 belasteten Längs- und Stirn-Dichtleisten (hier nicht gezeigt) erreicht, die in den Verdrängungskämmen 57 angebracht sind. Bei großen Drehzahlen werden alle Dichtleisten trotz Wirkung der Federn 110 durch spezielle Einrichtungen mit mitrotierenden Ausgleichgewichten 205 zurück in die Verdrängungskämme 57 eingezogen, um einen starken Bremseffekt durch Reibung abzuwenden. Die Luft- und Gasverluste bei großen Drehzahlen sind geringer als bei kleinen Drehzahlen, außerdem sind sie durch ÖI-Einspritzung bei den Dichtleisten reduziert. Die komprimierte Luft tritt durch längliche Eintrittsdruckklappen 176 bei jeder Umdrehung in die Verdrängungskämme 57 ein.The front air compressor has to fulfill its main function 138 ( 6a) has three runners 72 , everyone with a displacement crest 57 , and a free inner space with an inlet opening 114 for the entry of air, each through self-cleaning air filter systems 90 is cleaned, as well as a main runner 73 with free internal spaces 170 for compressed air. Specific profiles of longitudinal indentations 74 of the main runner 73 and displacement combs 57 the secondary runner 72 are in the DE 10 2009 005 107 as in 1t shown. The seal of each compression chamber and the depressions in the main rotor 73 is with from feathers 110 loaded longitudinal and front sealing strips (not shown here) reached in the displacement ridges 57 are appropriate. At high speeds, all sealing strips are closed in spite of the action of the springs 110 by special devices with rotating counterweights 205 back to the displacement ridges 57 drawn in to avert a strong braking effect due to friction. The air and gas losses at high speeds are lower than at low speeds; in addition, they are reduced by oil injection at the sealing strips. The compressed air passes through elongated inlet pressure flaps 176 into the displacement ridges with every rotation 57 a.

Der Frontluftverdichter 138 hat auch eine Vorrichtung zur Steuerung des Luftauslassventils mittels Steuerventilen 83 des Frontluftverdichters 138 (s. 6a) eines Systems zur Steuerung der Arbeitsgastemperatur sowie völligen oder partiellen Ausschaltung der selbstreinigenden Luftfilteranlagen 90, das einen ähnlichen Aufbau wie bei einer Drehkolbenkraftmaschine mit kontinuierlichem Brennprozess hat. Dafür ist dieses System mit Ventilen und den Steuerventilen 83 des Frontluftverdichters 138, Stellgetrieben 174 der Steuerventile 83 des Frontluftverdichters 138 (s. 6b, 6c) zur Umstellung der Ventilbuchsen 171 sowie Stellgetrieben 70 für Triebwalzen der Ventilbuchsen 171 und Triebwalzen 99 von Filterschleifen ausgestattet ist. Über längliche Ausstoßöffnungen 204 (s. 6b) sind die selbstreinigenden Luftfilteranlagen 90 aufgestellt, die als unendliche Schleifen-Laufbänder eingerichtet und von den Stellgetrieben 70 für die Triebwalzen 70 der Ventilbuchsen 171 mit variabler Geschwindigkeit durch die Filtereinrichtungen geschoben werden. Die Laufbänder werden von der überflüssigen Luft, die aus der Verdichterkammer ausgestoßen wird, durchblasen. Ein Laufbandabschnitt realisiert dann die Filtration der Ansaugluft, ein benachbarter Bereich parallel die Spülung des Laufbands, so dass der Schmutz durch eine Schmutzluftleitung 92 in die Umgebung ausgeblasen werden kann. The front air compressor 138 also has a device for controlling the air outlet valve by means of control valves 83 of the front air compressor 138 (see 6a) a system for controlling the working gas temperature as well as complete or partial deactivation of the self-cleaning air filter systems 90 , which has a structure similar to that of a rotary piston engine with a continuous combustion process. This is what this system with valves and the control valves is for 83 of the front air compressor 138 , Actuators 174 the control valves 83 of the front air compressor 138 (see 6b , 6c ) to convert the valve sockets 171 as well as actuators 70 for drive rollers of the valve sleeves 171 and pinch rollers 99 is equipped with filter loops. Via elongated discharge openings 204 (see 6b) are the self-cleaning air filter systems 90 set up as infinite loop treadmills and set up by the actuators 70 for the drive rollers 70 the valve sockets 171 be pushed through the filter devices at variable speeds. The treadmills are blown through by the excess air expelled from the compression chamber. A treadmill section then filters the intake air, while an adjacent area flushes the treadmill in parallel, so that the dirt can pass through a dirty air duct 92 can be blown out into the environment.

Zum Betreiben der Läufer des Frontluftverdichters 138 hat die Anlage ein eigenes Getriebe, das aus einem Reduziergetriebe 184 und einem Ritzel 40 eines auswechselbaren Getriebes 40 zur Reduzierung der Drehzahlen der Läufer des Frontluftverdichters 138 gegenüber der Drehzahlen der Drehkolbenkraftmaschine mit multiplizierter Leistung 80 besteht. Die Läufer des Frontluftverdichters 138 sind miteinander durch eine äußere Längsverzahnung 56 verbunden — ähnlich wie Läufer einer Drehkolbenkraftmaschine. Aus dem Raum des Hauptläufers und dem Innenraum der Anlage, der auch als Speicher dient, fließt die komprimierte Luft durch drei Druckluftleitungen 169 in eine Drucklufthülle 296 mit der Drehkolbenkraftmaschine mit kontinuierlichem Brennprozess in Inneren, die als Betreiber für den Frontluftverdichter 138 dient.For operating the rotors of the front air compressor 138 the system has its own gearbox, which consists of a reduction gearbox 184 and a pinion 40 an exchangeable gearbox 40 to the Reduction of the speed of the rotors of the front air compressor 138 compared to the speeds of the rotary piston engine with multiplied power 80 consists. The runners of the front air compressor 138 are interconnected by an external longitudinal toothing 56 connected - similar to the rotor of a rotary piston engine. The compressed air flows through three compressed air lines from the space of the main rotor and the interior of the system, which also serves as a reservoir 169 in a compressed air envelope 296 with the rotary piston engine with a continuous combustion process inside, which acts as the operator for the front air compressor 138 serves.

Die Triebwerkanlage nach einer Variante 2 aus 6b weist einen ähnlich wie bei einer patentierten Drehkolbenkraftmaschine gebauten Frontluftverdichter mitsamt selbstreinigenden Filteranlagen und einem System zur Steuerung der Gasarbeitstemperatur sowie mit einem austauschbaren Reduziergetriebe auf, mit dem Ziel, einfach die Leistung der Drehkolbenkraftmaschine an Bedürfnisse des Frontluftverdichters 138 in dieser Variante mit variablen Drehzahlen anzupassen. Aber dabei zeigt der Frontluftverdichter 138 in dieser Variante vergrößerte Dimensionen mit einem erhöhten Durchmesserverhältnis der Verdichterkammern zu den Nebenläufern von 2,66:1, um ein großes Druckmoment für die Welle des Gebläses bzw. Turbopropvortriebs oder erhöhte Druckluftmassen bei der Anwendung der Triebwerkanlage in Flugzeugen mit Kurzstreckenstart und -landung zu gewährleisten.The power plant according to a variant 2 the end 6b has a front air compressor built similar to a patented rotary piston engine with self-cleaning filter systems and a system for controlling the gas working temperature as well as with an exchangeable reduction gear, with the aim of simply adapting the performance of the rotary piston engine to the needs of the front air compressor 138 to adapt in this variant with variable speeds. But the front air compressor shows 138 In this variant, enlarged dimensions with an increased diameter ratio of the compression chambers to the secondary rotors of 2.66: 1 in order to ensure a high pressure torque for the shaft of the blower or turboprop propulsion or increased compressed air masses when using the engine system in aircraft with short-distance take-off and landing .

Der Frontluftverdichter 138 hat einen Luftstrommantel 187 zum Zuordnen der Frontluft zur Kühlung der Anlage und zum Einbau im Flugzeug. Für der Auftrieb sind in dieser Variante eine steuerbare storeartige zentral beim Zentrum der Gewichtmassen in der Drucklufthülle 296 eingebaute Luftstrahldüse 198 und drei kleinere als Drosselschieber gebaute Luftstrahldüsen eingerichtet. Von diesen Luftstrahldüsen dient eine vordere Drosseldruckklappe 212 dem Zurücktrieb, zwei seitliche Drosseldruckklappen 200 der Lagebestimmung des Flugzeugs. Noch eine sphäroidische Luftstrahldüse 190 ist für Vortrieb und Steuerung von hinten an der Triebwerkanlage vorgesehen. Daneben wird durch drei Kühlluft-Einlassstutzen (Diffusoren) 203 Ansaugluft angesaugt und zu den drei Luftfilteranlagen 90 geführt. Die Größe der Ansaugöffnungen der Diffusoren 203 kann man mit einer Einrichtung zur Anpassung an atmosphärische Bedingungen nach Flughöhe und Fluggeschwindigkeit steuern (hier nicht näher gezeigt).The front air compressor 138 has an airflow jacket 187 for assigning the front air for cooling the system and for installation in the aircraft. For the buoyancy in this variant there is a controllable gate-like central at the center of the weight masses in the compressed air envelope 296 built-in air jet nozzle 198 and three smaller air jet nozzles built as throttle valves. A front throttle valve is used for these air jet nozzles 212 the back drive, two lateral throttle pressure flaps 200 the orientation of the aircraft. Another spherical air jet nozzle 190 is intended for propulsion and control from the rear of the engine system. In addition, three cooling air inlet nozzles (diffusers) 203 Intake air sucked in and to the three air filter systems 90 guided. The size of the intake openings of the diffusers 203 can be controlled with a device for adaptation to atmospheric conditions according to altitude and airspeed (not shown here).

HecksteuerungStern steering

Bei etlichen Arten von Flugzeugen gewährleistet eine Hecksteuerung die sichere Lage des Flugzeugs und beliebige Evolutionen bei Senkrechtstart/-landung und Übergangsflügen zum horizontalen Flug und zurück. Sie besteht aus einem Heck-Schaufelwerk 250 und Bedienungsvorrichtungen, die auf 7a-e zu sehen sind. 7d zeigt in Fragment A einen Teil einer Vorrichtung für die Hecksteuerung, der alle nötigen Umstellungen des Heck-Schaufelwerks 250 vollführt — in sowohl eine von Pilot und Automatik gesteuerte Lage bei senkrechten Flügen und Schweben als auch zwei fixierte Positionen für Verladevorgänge, Reparatur und Prophylaxen. Die Vorrichtung besteht aus einem Getriebe, das zwei Getriebeeinheiten vereint:

  • - eine erste Getriebeeinheit 252 zur Übertragung des Drehmomentes von Kraftmaschinen zum Heck-Schaufelwerk 250,
  • - eine zweite Getriebeeinheit 281 zur Umstellung eines Drehbalkens 248 mit dem darauf befestigten Heck-Schaufelwerk 250.
With many types of aircraft, a tail control ensures the safe position of the aircraft and any evolutions during vertical take-off / landing and transitional flights to horizontal flight and back. It consists of a rear shovel mechanism 250 and operating devices that operate on 7a-e you can see. 7d shows in fragment A part of a device for the rear control, which makes all necessary adjustments of the rear shovel 250 performed - in both a pilot and automatic controlled position for vertical flights and hovering as well as two fixed positions for loading processes, repairs and prophylaxis. The device consists of a gear unit that combines two gear units:
  • - a first gear unit 252 for the transmission of the torque from prime movers to the rear shovel mechanism 250 ,
  • - a second gear unit 281 for moving a rotating beam 248 with the rear shovel attached to it 250 .

Auf dem Fragment A (s. 7a, 7d) sind zu sehen:

  • - eine Drehwippe 261 mit zweireihiger Pendelrollen-Lagerung 262 (DIN 628), die radiale und axiale Lasten in beiden Richtungen sowie Momentenbelastungen aufnimmt,
  • - ein Drehbalken 248 (s. 7c) mit dem darauf befestigten Heck-Schaufelwerk 250,
  • - ein Hydrozylinder 269 (s. 7d) zur Wendung der Drehwippe 261 und des mit ihr mittels Verschraubung verbundenen Drehbalkens 248,
  • - ein Hypoidradpaar 263 (s. 7d) zum Betreiben einer Welle 272 des Heck-Schaufelwerks 250,
  • - ein Stellgetriebe 249 (s. 7c, 7d) zur Umstellung in die Rollrichtungen des Heck-Schaufelwerks 250,
  • - Verbindungsgetriebe 254 (s. 7a, 7b) zur Übertragung des Drehmomentes von zwei Drehmaschinen,
  • - eine schleifringlose elektromagnetisch betätigte Einflächenkupplung 253 mit dem Verbindungsgetriebe 254 (s. 7d).
On the fragment A (s. 7a , 7d ) can be seen:
  • - a rocker switch 261 with double-row spherical roller bearings 262 (DIN 628), which absorbs radial and axial loads in both directions as well as moment loads,
  • - a rotating beam 248 (see 7c ) with the rear shovel attached to it 250 ,
  • - a hydraulic cylinder 269 (see 7d ) to turn the rocker switch 261 and the rotating beam connected to it by means of a screw connection 248 ,
  • - a pair of hypoid gears 263 (see 7d ) to operate a shaft 272 of the stern bucket 250 ,
  • - an actuator 249 (see 7c , 7d ) to switch to the rolling directions of the rear shovel mechanism 250 ,
  • - connecting gear 254 (see 7a , 7b) for transmitting the torque from two lathes,
  • - an electromagnetically operated single-face clutch without slip rings 253 with the connecting gear 254 (see 7d ).

7c zeigt ein Fragment B des Systems der Hecksteuerung, auf dem man die Konstruktion und das Betriebsverhalten dieses Systems näher betrachten kann. 7c shows a fragment B of the stern steering system, on which the construction and the operating behavior of this system can be seen in more detail.

In 7c sind zu sehen:

  • - das Stellgetriebe 249 mit einer Lagerung 270 zur Umstellung in die Rollrichtungen des Heck-Schaufelwerks 250,
  • - eine Nabe 268 des Heck-Schaufelwerks 250,
  • - ein Kopf 266 mit Stangen 267 zur Verbindung des Kopfs 266 mit dem Heck-Schaufelwerk 250,
  • - der Hydrozylinder 269 mit Stock 264 und Lager 265 zur Umstellung des Heck-Schaufelwerks 250 auf den erforderlichen Winkel.
In 7c can be seen:
  • - the actuator 249 with a storage 270 for changing over to the rolling directions of the rear shovel mechanism 250 ,
  • - a hub 268 of the stern bucket 250 ,
  • - a head 266 with rods 267 to connect the head 266 with the rear shovel 250 ,
  • - the hydraulic cylinder 269 with stick 264 and warehouse 265 for converting the rear shovel mechanism 250 to the required angle.

Außerdem sind in 7c zwei Positionen des Kopfes 266 und entsprechend zwei Stellungen eines Schaufelrades 299 mit Grenzpositionen des Heck-Schaufelwerks 250 dargestellt:

  • - Stellung 1 mit hoch ausgeschobenem Kopf 266 und minimalem Anstellwinkel von Blättern 255 des Heck-Schaufelwerks 250,
  • - Stellung 2 mit einer unteren Position des Kopfes 266 und maximalem Anstellwinkel der Blätter 255.
In addition, in 7c two positions of the head 266 and correspondingly two positions of a paddle wheel 299 with limit positions of the rear bucket 250 shown:
  • - Position 1 with the head pushed out high 266 and minimum angle of attack of blades 255 of the stern bucket 250 ,
  • - Position 2 with a lower position of the head 266 and maximum angle of attack of the blades 255 .

Der Kopf 266 dreht sich zusammen mit der Nabe 268, denn er ist durch die Stangen 267 mit den Blättern 255 verbunden. Zur Umstellung der Blätter 255 auf den erforderlichen Winkel dient dabei der Hydrozylinder 269, der mit seinem Stock 264 den Kopf 266 bewegt, wodurch der Anstellwinkel der Blätter 255 bestimmt ist. Durch die Änderung des Anstellwinkels der Blätter 255 steuert man die Nick-Bewegungen des Flugzeugs bei senkrechten Flügen und Schweben. Die Drehung des Heck-Schaufelwerks 250 mit dem Stellgetriebe 249 rund um die Achse dient zur Gierbewegung des Flugzeugs bei senkrechten Flügen und Schweben. Die Umstellung des Drehbalkens 248 mit dem darauf befestigten Heck-Schaufelwerk 250 nach unten dient zur rückwärtigen Bewegung des Flugzeugs bei senkrechten Flügen und Schweben.The head 266 rotates together with the hub 268 because he's through the bars 267 with the leaves 255 tied together. To move the leaves 255 The hydraulic cylinder is used to set the required angle 269 that with his stick 264 the head 266 moves, reducing the angle of attack of the blades 255 is determined. By changing the angle of attack of the blades 255 you control the aircraft's pitching movements during vertical flights and hovering. The rotation of the stern bucket 250 with the actuator 249 around the axis is used to yaw motion of the aircraft during vertical flights and hovering. The conversion of the rotating beam 248 with the rear shovel attached to it 250 down is used to move the aircraft backwards during vertical flights and hovering.

Zur Übertragung des Drehmomentes von beiden Triebwerken zur Hecksteuerung dienen neben dem Verbindungsgetriebe 254 auch ein weiteres Verbindungsgetriebe 258 sowie eine Schaltbox 259, die auf 7a zu sehen sind. Die Schaltbox 259 erfüllt folgende Funktionen:

  • - Verteilung des Drehmomentes zur Vorrichtung der Hecksteuerung zwischen den Triebwerken oder Anschaltung nur eines der Triebwerke dafür,
  • - Verbindung von Schaufelrädern der beiden Triebwerke miteinander bei Ausfall eines der Triebwerke.
In addition to the connecting gear, the transmission of the torque from both engines to the tail control is used 254 also another connecting gear 258 as well as a switch box 259 that on 7a you can see. The switch box 259 fulfills the following functions:
  • - Distribution of the torque to the device of the tail control between the engines or connection of only one of the engines for this purpose,
  • - Connection of paddle wheels of the two engines with each other in the event of failure of one of the engines.

Für die Steuerung der Fluglage beim Vertikalstart in Roll- und Gierbewegung sind auch Rollbewegungs-Steuerdüsen 278 auf den Tragflächen 256 (s. 7a, 7b) verwendbar, besonders für präzise Steuerung. Die Düsen können von Abgasen der Triebwerke, die aber nach ihrer teilweisen Abkühlung noch einen ausreichenden Druck haben, gespeist werden. Dabei erzeugen und unterstützen die beiden Kraftmaschinen erhöhten Druck. Der Einsatz der Rollbewegungs-Steuerdüsen 278 auf den Tragflächen ist sehr behilflich für erhöhte und präzise Manövrierfähigkeit.Roll motion control nozzles are also used to control the flight attitude during vertical take-off in roll and yaw motion 278 on the wings 256 (see 7a , 7b) usable, especially for precise control. The nozzles can be fed with exhaust gases from the engines, which, however, still have sufficient pressure after they have been partially cooled down. The two prime movers generate and support increased pressure. The use of the roll motion control jets 278 on the wings is very helpful for increased and precise maneuverability.

DrucklufthülleCompressed air envelope

Die Drehkolbenkraftmaschine mit kontinuierlichem Brennprozess in der Drucklufthülle 296 in Triebwerken nach der DE 10 2017 009 911 B4 (s. 6a, 6b) ist mit der Antriebswelle zum Frontluftverdichter 138 nach vorn gekehrt eingebaut, für eine Verbindung mit einer Welle des Reduziergetriebes 184. Zur Übertragung des Drehmomentes von der Drehkolbenkraftmaschine des nebenstehenden Triebwerks des Flugzeugs bei Ausfall der eigenen Drehkolbenkraftmaschine dient ein Übertagungsgetriebe 283, das aus einem Getriebe 182 mit Kegelradpaar, einer reibschlüssigen Schaltkupplung 180, einer Hochleistungs-GFT-Radialdichtung 178 vom Typ 103 und einer Antriebswelle 168 zum Frontluftverdichter 138 besteht.The rotary piston engine with a continuous combustion process in the compressed air envelope 296 in engines after the DE 10 2017 009 911 B4 (see 6a , 6b) is with the drive shaft to the front air compressor 138 Installed facing forward, for connection to a shaft of the reduction gear 184 . A transmission gear is used to transmit the torque from the rotary piston engine of the adjacent engine of the aircraft if its own rotary piston engine fails 283 coming out of a gearbox 182 with bevel gear pair, a friction clutch 180 , a high-performance GFT radial seal 178 of type 103 and a drive shaft 168 to the front air compressor 138 consists.

Jede Drehkolbenkraftmaschine 80 weist eine multiplizierte Leistung auf und besteht funktionell aus drei Stufen: aus einer Verdichterstufe 146, einer Expansionsvorstufe 147 und einer Expansionsendstufe 150. Eine Einheit (hier nicht ganz gezeigt), die durch einige Druckluftleitungen 162 mit einigen Lufteinnahmestutzen ein Brennrohr mit Brennkammer im Inneren durch Druckluftleitungen 169 vereint, überstellt zugestellte frische Druckluft in eine Ansauglängsöffnung 163, so dass die Ausstoßgase der Drehkolbenkraftmaschine 80 nicht in die Ansauglängsöffnung 163 gelangen können. Die Einheit ist unbeweglich auf der Drehkolbenkraftmaschine 80 befestigt und erstreckt sich durch alle drei Stufen. Ein Vorderdeckel 141 und ein Hinterdeckel 153 der Drucklufthülle 296 mit eingebauten Steuerorganen, Lagern, Getrieben und einer Antriebswelle 168 zum Frontluftverdichter 138 ergänzen die Gestalt der Drehkolbenkraftmaschine 80. Diese sechs Einheiten bilden die Hauptgliederungsteile der Drehkolbenkraftmaschine 80 mit multiplizierter Leistung. Die Expansionsvorstufe 147 und die Expansionsendstufe 150 bilden zusammen eine Motorstufe der Drehkolbenkraftmaschine 80. Auf der Verdichterstufe 146 sind keine Luftfilter montiert. Zusätzliche Bedienungseinrichtungen sind äußere Wärmetauscher 185, Aggregate von Hilfssystemen, eine Armatur und Rahmen für Verbindung zur Drucklufthülle 296 (näher nicht gezeigt).Every rotary piston engine 80 has a multiplied capacity and functionally consists of three stages: a compressor stage 146 , a pre-expansion stage 147 and an expansion output stage 150 . A unit (not entirely shown here) that runs through some compressed air lines 162 with some air intake nozzles, a combustion tube with a combustion chamber inside through compressed air lines 169 unites, transfers fresh compressed air that has been delivered to a longitudinal intake opening 163 so that the exhaust gases of the rotary piston engine 80 not into the longitudinal intake opening 163 can get. The unit is immobile on the rotary piston engine 80 attached and extends through all three levels. A front cover 141 and a back cover 153 the compressed air envelope 296 with built-in controls, bearings, gears and a drive shaft 168 to the front air compressor 138 complement the shape of the rotary piston engine 80 . These six units form the main structural parts of the rotary piston engine 80 with multiplied power. The pre-expansion stage 147 and the expansion stage 150 together form an engine stage of the rotary piston engine 80 . On the compressor stage 146 no air filters are installed. Additional operating devices are external heat exchangers 185 , Aggregates of auxiliary systems, a fitting and frame for connection to the compressed air envelope 296 (not shown in more detail).

Die Triebwerkanlage nach einer Variante 3 aus 6c weist einen ähnlich wie bei der in der DE 10 2017 009 911 B4 offenbarten Drehkolbenkraftmaschine gebauten Frontluftverdichter mitsamt selbstreinigenden Filteranlagen und ein System zur Steuerung der Gasarbeitstemperatur sowie ein austauschbares Reduziergetriebe auf. Aber dabei zeigt der Frontluftverdichter dieser Variante vier Nebenläufer mit einem erhöhten Durchmesserverhältnis der Verdichtungskammern zu den Nebenläufern von 2,66:1, um Produzieren des großen Druckmomentes für die Welle eines Gebläses bzw. Turbopropvortriebs oder die erhöhten Druckluftmassen für Druckluftstrahldüsen bei Anwendung der Triebwerkanlage in Flugzeugen mit Kurzstreckenstart und -landung bzw. Vertikalstart und -landung zu gewährleisten. Für der Auftrieb sind in dieser Variante eine steuerbare storeartige zentral in der Drucklufthülle 296 beim Zentrum der Gewichtsmassen eingebaute Luftstrahldüse 198 und drei kleinere, als Drosselschieber gebaute seitliche bzw. vordere Drosseldruckklappen 200 (s. 6b, 6c) für seitliche Lagebestimmung des Flugzeugs sowie eine lenkbare sphäroidische Luftstrahldüse 190 für Vortrieb und Steuerung von hinten an der Triebwerkanlage vorgesehen.The power plant according to a variant 3 the end 6c has a similar to the one in the DE 10 2017 009 911 B4 disclosed rotary piston engine built front air compressor including self-cleaning filter systems and a system for controlling the gas working temperature and an exchangeable reduction gear. But the front air compressor of this variant shows four secondary rotors with an increased diameter ratio of the Compression chambers to the secondary rotors of 2.66: 1 in order to produce the high pressure moment for the shaft of a blower or turboprop propulsion or the increased compressed air masses for compressed air jets when using the engine system in aircraft with short-distance take-off and landing or vertical take-off and landing. In this variant, there is a controllable gate-like central in the compressed air envelope for buoyancy 296 air jet built in at the center of the weights 198 and three smaller side and front throttle valves, built as throttle slides 200 (see 6b , 6c ) for lateral position determination of the aircraft as well as a steerable spheroidal air jet nozzle 190 intended for propulsion and control from the rear of the engine system.

Transportflugzeuge mit VTOL-EigenschaftenTransport aircraft with VTOL properties

In Gegenden ohne Flughafen und entwickelte Infrastruktur oder schwer zugänglichen Territorien sind Transportflugzeuge mit VTOL-Eigenschaften von äußerster Notwendigkeit. Hier braucht man VTOL-Flugzeuge von mittlerem Abfluggewicht und großer Reichweite, die in der Lage sind, kostspielige und in Steuerung und Wartung komplizierte Hubschrauber zu ersetzen.In areas without an airport and developed infrastructure, or in difficult to access territories, transport aircraft with VTOL capabilities are of utmost importance. What is needed here is medium-weight, long-range VTOL aircraft that are capable of replacing costly helicopters that are complicated to control and maintain.

Auf 8a und 8b sind Transportflugzeuge von zwei Typen dargestellt. Für Transportflugzeuge mit erhöhtem Abfluggewicht, die VTOL-Eigenschaften besitzen sollen, ist die Verwendung von Schwenkdüsentriebwerken neuer Art mit erhöhtem Gesamtschub sinnvoll. Triebwerke von diesem Schema sind kompakter als eine Antriebsanlage mit bemänteltem Schaufelrad mit Einrichtungen zur Schubablenkung, die in der DE 10 2015 014 868 B4 offenbart ist. In diesem Triebwerk bewegt eine Drehkolbenkraftmaschine mit entsprechender Leistung einen Frontluftverdichter, der zwei Paare von schwenkbaren Düsen mit Druckluft versorgt. Die Flexibilität dieses Schemas erlaubt die Unterbringung der Triebwerke entweder in Gondeln an den Flügeln (Typ 1) oder im Rumpf des Flugzeugs (Typ 2).on 8a and 8b transport aircraft of two types are shown. For transport aircraft with increased take-off weight, which should have VTOL properties, the use of swing jet engines of a new type with increased overall thrust is useful. Engines of this scheme are more compact than a propulsion system with a shrouded paddle wheel with devices for thrust deflection, which in the DE 10 2015 014 868 B4 is revealed. In this engine, a rotary piston engine with the appropriate power moves a front air compressor, which supplies two pairs of swiveling nozzles with compressed air. The flexibility of this scheme allows the engines to be accommodated either in nacelles on the wings (type 1) or in the fuselage of the aircraft (type 2).

Der Hauptvorteil des Schemas von Typ 1 besteht darin, dass sich die Steuerungsmöglichkeiten des Flugzeugs bei Senkrechtflügen dank im Querschnitt viel weiter auseinandergezogener Düsen verbessern. Der Hauptvorteil des Schemas von Typ 2. besteht in Ersparungen bei der Gesamtmasse des Flugzeugs und besseren Flugeigenschaften bei Dauerflug, denn es verringert sich der Luftwiderstand aufgrund der entfallenden Gondeln.The main advantage of the type 1 scheme is that the ability to control the aircraft during vertical flights is improved thanks to the nozzles that are much wider in cross-section. The main advantage of the type 2 scheme is the savings in the overall weight of the aircraft and better flight characteristics in continuous flight, because the air resistance is reduced due to the omission of the nacelles.

In 8a ist ein senkrechtstartendes Flugzeug mit sphäroidischen Druckluft-Schwenkdüsen 303, 308 der traditionellen Bauweise von Typ 1 dargestellt. Zwei Triebwerke mit jeweils einer Drehkolbenkraftmaschine 1 mit kontinuierlichem Brennprozess, einem Frontluftverdichter (Frontluftkompressor) 138, vorderen sphäroidischen Druckluft-Schwenkdüsen 303 und hinteren sphäroidischen Druckluft-Schwenkdüsen 308 sind in den Flügeln eingebaut. Ein unbedingter Vorteil dieses Schemas besteht darin, dass der Rumpf des Flugzeugs frei ist und beste Möglichkeiten bietet, als Passagierkabine für 8-10 Personen zu dienen. Eine Verwendung als Frontluftverdichter von Schaufelkompressoren ausgedienter Fan- oder Profantriebwerke, die in der DE 10 2015 015 756 B4 beschrieben ist, würde sich als zusätzliche Vorteil zeigen, weil die Schaufelkompressoren bei Betreib minderen thermischen Belastungen unterliegen, als die Schaufeln von Turbinenrädern. Üblicherweise gibt es bei ihnen einen beträchtlichen Restbestand der Ressource.In 8a is a vertical take-off aircraft with spherical compressed air swivel nozzles 303 , 308 the traditional construction of type 1 shown. Two engines, each with a rotary piston engine 1 with continuous burning process, a front air compressor (front air compressor) 138 , front spherical pneumatic swivel nozzles 303 and rear spherical swivel pneumatic nozzles 308 are built into the wings. An absolute advantage of this scheme is that the fuselage of the aircraft is free and offers the best opportunities to serve as a passenger cabin for 8-10 people. A use as a front air compressor of vane compressors of obsolete fan or Prof drive units, which in the DE 10 2015 015 756 B4 is described, would prove to be an additional advantage because the vane compressors are subject to lower thermal loads during operation than the blades of turbine wheels. Typically, they have a sizeable remainder of the resource.

Hydraulische Ausführorgane sind der Anschaulichkeit halber als Hydrozylinder 196 dargestellt. In der Wirklichkeit müssen sie nicht als hydraulische, sondern können auch als elektrische Stellgetriebe (Servogetriebe) ausgeführt sein. Sie können entweder Teile des Triebwerks sein oder zur Ausrüstung des Flugzeugs gehören. Ein gemischtes Schema ist auch möglich.Hydraulic execution organs are for the sake of clarity as hydraulic cylinders 196 shown. In reality, they do not have to be hydraulic, but can also be designed as electrical actuating gears (servo gears). They can either be part of the engine or belong to the equipment of the aircraft. A mixed scheme is also possible.

Man muss ständig berücksichtigen, dass ein VTOL-Flugzeug mit Luftdüsenantrieb üblicherweise keine zusätzliche Gas-/Luftsteuerung im Heck und an den Flügelenden braucht. Dennoch eingerichtete Gas-/Luftsteuerungsanlagen, die eine Heck-Steuerdüse 290 und Rollbewegungs-Steuerdüsen 278 in den Flügelenden umfassen, dienen zur Erhöhung der Flugsicherheit bei Pannen und zur Präzisierung der Steuerlage des Flugzeugs bei Bedarf. Die Möglichkeit, diese Mittel nicht unbedingt anzuwenden, ist eine wichtige Eigenschaft dieses Transporters, um ihn in Ballungsgebieten frei zu einsetzen. Die Kreisflächenbelastung von Luftdüsen kann man noch als umweltfreundlich annehmen, denn die Druckluft dabei besitzt etwa 1 bar. Gasdüsen dagegen arbeiten mit Gasdruck von 3-5 bar und erzeugen dadurch großen Lärm.One must always take into account that a VTOL aircraft with air jet propulsion usually does not need any additional gas / air control in the tail or at the wing tips. Still set up gas / air control systems that have a stern steering nozzle 290 and roll control nozzles 278 Include in the wing tips, are used to increase flight safety in the event of breakdowns and to specify the control position of the aircraft if necessary. The possibility of not necessarily using these means is an important feature of this transporter in order to be able to use it freely in metropolitan areas. The circular surface load of air nozzles can still be assumed to be environmentally friendly, because the compressed air here has about 1 bar. Gas nozzles, on the other hand, work with a gas pressure of 3-5 bar and thus generate a lot of noise.

Neben allen Vorteilen ist dieses Schema auch mit einem Nachteil bezeichnet, der darin besteht, dass Heißgasleitungen 293 mit heißem Gas für die Heck-Steuerdüse 290 durch den Rumpf zu einer Steueranlage 294 im Heck des Flugzeugs verlegt sind. Der Aufwand dabei, besonders bei der Thermoisolierung der Konstruktion des Flugzeugs, ist eine Herausforderung. Auch als Nachteil des dieses Schemas könnte man ein Übertragungsgetriebe 283 und eine Schaltbox 259 - komplizierter als bei Typ 2 — zwischen den beiden Drehkolbenkraftmaschinen 1 betrachten. Dies gilt auch für die Verbindungsleitungen von der Kabine des Piloten zu den Drehkolbenkraftmaschinen 1 und den sphäroidischen Druckluft-Schwenkdüsen 303, 308.In addition to all the advantages, this scheme also has a disadvantage, which is that hot gas lines 293 with hot gas for the stern steering nozzle 290 through the fuselage to a steering system 294 are laid in the tail of the aircraft. The effort involved, especially with the thermal insulation of the aircraft's construction, is a challenge. Also as a disadvantage of this scheme one could think of a transmission gear 283 and a switch box 259 - more complicated than with type 2 - between the two rotary piston engines 1 regard. This also applies to the connecting lines from the pilot's cabin to the rotary piston engines 1 and the spherical pneumatic swivel nozzles 303 , 308 .

Eigene Vorteile und Nachteile haben die VTOL-Flugzeuge von Typ 2. Bei Unterbringung der beiden Triebwerke dicht beieinander im Rumpf (s. 8b) können sie, außer einem verkürzten mechanischen Verbindungsgetriebe 254 zwischen ihren Kraftmaschinen, eine eng verbundene gemeinsame Drucklufthülle 143 und Heißgasleitungen 293 haben. Die gemeinsame Drucklufthülle 143 versorgt mit gemeinsamer Druckluft alle sphäroidischen Druckluft-Schwenkdüsen 303, 308 auch bei Ausfall einer von beiden Kraftmaschinen. Diese ist in diesem Fall mit Hilfe des Verbindungsgetriebes 254 und einer Luft-Verbundklappe (nicht gezeigt) von ihrem Frontluftverdichter abgeschaltet. Die verbliebene Kraftmaschine, die ein forciertes Regime bekommt, bewegt beide Frontluftverdichter. Dies ermöglicht den weiteren Flug oder sichere Landung.Type 2 VTOL aircraft have their own advantages and disadvantages. When the two engines are placed close together in the fuselage (see 8b) they can, except for a shortened mechanical linkage 254 between their prime movers, a tightly connected common air envelope 143 and hot gas lines 293 to have. The common compressed air envelope 143 supplies all spherical compressed air swivel nozzles with common compressed air 303 , 308 even if one of the two prime movers fails. In this case, this is done with the help of the connecting gear 254 and a compound air damper (not shown) shut off from its front air compressor. The remaining engine, which gets a forced regime, moves both front air compressors. This enables further flight or safe landing.

Die Anwendung der zusätzlichen Rollbewegungs-Steuerdüsen 278 sowie der Heck-Steuerdüse 290 auf allen Enden der Achsen erhöht die Manövrierfähigkeit des Flugzeugs. Diese Steuerdüsen stellen ein Ersatzmittel bei Ausfall eines der Hauptsteuermittel - der sphäroidischen Druckluft-Schwenkdüsen 303, 308 dar. Seinerseits schafft ein Ausfall der präzisen Düsensteuerung, z. B. der Heck-Steuerdüse 290, oder der Rollbewegungs-Steuerdüsen 278 keine unüberwindlichen Probleme. Die Lagesteuerung des Flugzeugs kann man auch nur mit Hauptdüsensteuerung durchführen, wenn auch mit verminderter Präzision. Das zusätzliche Steuersystem ist nichtsdestoweniger auf der Skizze auch dargestellt, denn dieses wird gebraucht für präzise Lagesteuerung.The use of the additional roll motion control jets 278 as well as the stern steering nozzle 290 on all ends of the axles increases the maneuverability of the aircraft. These control nozzles provide a substitute means in the event of failure of one of the main control means - the spherical pneumatic swivel nozzles 303 , 308 In turn, failure of the precise nozzle control, e.g. B. the stern steering nozzle 290 , or the roll control jets 278 no insurmountable problems. The attitude control of the aircraft can also be carried out only with the main jet control, albeit with reduced precision. The additional control system is nonetheless also shown on the sketch, because this is needed for precise attitude control.

Ein mit solchen Triebwerken ausgerüstetes Flugzeug könnte die besten Flug- und Wirtschaftseigenschaften besitzen. Dafür auch spricht noch eine Eigenschaft des Modells - die Fähigkeit zu Start und Landung als gewöhnliches Flugzeug. Bei diesem Verfahren ist eine erhöhte Beladung möglich. Einer Verwendung für einen Privat-Senkrechtstarter stehen bei Triebwerken mit schwenkbaren Düsen die großen Werte der Kreisflächenbelastung und das große Düsenlärmniveau entgegen.An aircraft equipped with such engines could have the best flight and economic characteristics. Another feature of the model speaks for this - the ability to take off and land as a normal aircraft. With this method, an increased load is possible. A use for a private vertical take-off is opposed to the large values of the circular area load and the large nozzle noise level in engines with swiveling nozzles.

Bei dieser Anordnung des Antriebes ist der Rumpf des Flugzeugs zur Hälfte mit Triebwerken mit einem gemeinsamen Druckluftraum und schwenkbaren Düsen besetzt. Aber der Rumpf ist bedeutend breiter als bei Schema 1. Ein Flugzeug von diesem Schema könnte besser als Militär- oder Spezialflugzeug dienen. Der breitere Rumpf erlaubt, trotz der im Rumpf plazierten Triebwerke, ein Kommando von 6 Mann unterzubringen. Welcher Faktor bezüglich des Luftwiderstands bei Dauerflug für die Flugzeuge mit verschiedener Anordnung des Antriebes prävaliert, ist noch nicht klar, aber die kleinere Trägheit des Flugzeugs bei der Lagesteuerung kann man als Vorteil hinsichtlich der Manövrierfähigkeit für ein Militärflugzeug betrachten, denn die gewichtigen Triebwerke liegen näher am Schwerpunkt des Flugzeugs.With this arrangement of the drive, half of the fuselage of the aircraft is occupied by engines with a common compressed air space and swiveling nozzles. But the fuselage is significantly wider than in the schema 1 . An aircraft of this scheme could serve better as a military or special purpose aircraft. The wider fuselage allows, despite the engines placed in the fuselage, to accommodate a command of 6 men. It is not yet clear which factor with regard to the aerodynamic drag prevails for aircraft with different arrangements of the propulsion system in continuous flight, but the aircraft's smaller inertia in attitude control can be seen as an advantage in terms of maneuverability for a military aircraft, because the weighty engines are closer to it Center of gravity of the aircraft.

Die erhöhte Sicherheit der Einrichtungen für die Schwenkung der Düsen in diesem Konzept, im Vergleich zu von den Firmen Hawker und McDonnell Douglas dafür entwickelten Vorrichtungen, z. B. für VTOL-Flugzeuge von Typ Hawker P1154 oder Harrier, beruht auf der Verwendung der modernsten Kugelführungen. Diese Einrichtungen bieten mehr Qualität und Maß der Beweglichkeit und sind dadurch verwendbar nicht nur bei Flugzeugen dieses Typs, sondern auch bei anderen Typen von VTOL/STOL-Flugzeugen (s. die weiter unten vorgeführten Varianten von VTOL-Flugzeugen).The increased safety of the devices for pivoting the nozzles in this concept, compared to devices developed for this purpose by Hawker and McDonnell Douglas, e.g. B. for VTOL aircraft of the type Hawker P1154 or Harrier, is based on the use of the most modern ball guides. These devices offer a higher quality and degree of mobility and can therefore be used not only with aircraft of this type, but also with other types of VTOL / STOL aircraft (see the variants of VTOL aircraft presented below).

Versetzbare storeartige LuftstrahldüseRemovable star-like air jet nozzle

Eine zentral eingerichtete Luftstrahldüse 310 (s. 9c) ist mit Druckluft einer gemeinsamen Drucklufthülle 143 gespeist und über einer Öffnung eingebaut, die in einem unteren Teil der gemeinsamen Drucklufthülle 143 eingerichtet ist. Die zentral eingerichtete, versetzbare und storeartige Luftstrahldüse 310 besteht aus in zwei Teilen ausziehbaren Stores 311, die mittels Kugelführungen 295 und zweier Hydrozylinder 284 im Bereich des Zentrums der Gewichtsmassen des Flugzeugs separat umgestellt werden können und damit zusammen mit den Wänden der Öffnung die Ausmaße der Düse 310 bestimmen. Durch separate Ansteuerung der beiden Hydrozylinder 284 werden nicht nur die Ausmaße der Düse 310, sondern wird auch die Lage der Düse 310 im Bereich des Zentrums der Gewichtsmassen des Flugzeugs geregelt.A centrally arranged air jet nozzle 310 (see 9c ) is a common compressed air envelope with compressed air 143 fed and installed over an opening in a lower part of the common compressed air envelope 143 is set up. The centrally arranged, relocatable and storehouse-like air jet nozzle 310 consists of stores that can be pulled out in two parts 311 , which by means of ball guides 295 and two hydraulic cylinders 284 in the area of the center of the weight of the aircraft can be changed separately and thus, together with the walls of the opening, the dimensions of the nozzle 310 determine. Through separate control of the two hydraulic cylinders 284 are not just the dimensions of the nozzle 310 but will also be the location of the nozzle 310 regulated in the area of the center of the weight of the aircraft.

Die konstruktiven Einzelheiten der Einrichtungen kann man auch auf 9d sehen. Zwei vordere Nebenstrahldüsen 313 dienen zur Steuerung der Lage des Flugzeugs in Rollbewegung und zum Rückschub des Flugzeugs. Durch Steuerung einer Drosselklappe in den vorderen Nebenstrahldüsen 313 ist der Druckluftschub regulierbar. Die Anordnung der beiden vorderen Nebenstrahldüsen 313 und zweier hinterer Nebenstrahldüsen 317 kann man auf 9d sehen. Eine lenkbare sphäroidische Luftstrahldüse 301 für Vortrieb (s. 9d) ist mit einer Einrichtung 299 auf der Heckseite einer zur Isolierung des Druckgasraums von der Kabine dienenden Hülse 292 installiert und wird mit Druckluft der gemeinsamen Drucklufthülle 143 gespeist. Die Einrichtung 299 ist eine Art von Rohrverlängerung der gemeinsamen Drucklufthülle 143. In der Hülse 292 für die Isolation des Druckgasraums von der Kabine sind ein hydraulisches Stellgetriebe 314 und eine Drosselklappe 300 eingerichtet. Durch Steuerung der Drosselklappe 300 in der lenkbaren sphäroidischen Luftstrahldüse 301 für Vortrieb ist der Druckluftschub reguliert oder kann ganz gesperrt werden.The constructive details of the facilities can also be found on 9d see. Two front secondary jet nozzles 313 are used to control the position of the aircraft in roll motion and to push the aircraft backwards. By controlling a throttle valve in the front secondary jet nozzles 313 the compressed air thrust can be regulated. The arrangement of the two front secondary jet nozzles 313 and two rear secondary jet nozzles 317 one can on 9d see. A steerable spherical air jet nozzle 301 for propulsion (s. 9d ) is with a facility 299 on the rear of a sleeve serving to isolate the pressurized gas space from the cabin 292 and is installed with compressed air from the common compressed air envelope 143 fed. The establishment 299 is a type of pipe extension of the common compressed air envelope 143 . In the sleeve 292 A hydraulic control gear is used to isolate the pressurized gas space from the cabin 314 and a throttle 300 set up. By controlling the throttle 300 in the steerable spherical air jet nozzle 301 For propulsion, the compressed air thrust is regulated or can be completely blocked.

Diskusförmige VTOL/STOL-Flugzeuge mit Schwenkdüsentriebwerken (erste Variante von VTOL/STOL -Plattformen).Discus-shaped VTOL / STOL aircraft with swing-jet engines (first variant of VTOL / STOL platforms).

VTOL/STOL-Flugzeuge können nicht nur mit einem traditionellen Schema gebaut sein sondern auch diskusförmig ausgestaltet werden („Fliegende Untertasse“) und dank dieser besonderen Gestalt neue spezifische Eigenschaften besitzen. Mit Schwenkdüsentriebwerken und ihrer Anordnung kann man Apparate für besondere Einsätze gestalten: z. B. im militärischen Bereich gepanzerte Ausführungen für die Infanterie, fliegende Zerstörer oder Rettungsdienstamphibien. Bei diskusförmigen VTOL/STOL-Flugzeugen spielen die aerodynamischen Eigenschaften eine zwar wichtige aber untergeordnete Rolle, und andere Eigenschaften treten in den Vordergrund, wie z. B. relative Unanfechtbarkeit auf dem Kampffeld, verringerte Empfindlichkeit bei Kollisionen mit Hindernissen oder volle Einsatzfähigkeit bei Naturkatastrophen, Sandstürmen und anderen atmosphärischen Unregelmäßigkeiten. Die geringe Empfindlichkeit von Drehkraftmaschinen mit kontinuierlichem Brennprozess gegenüber Luftverschmutzungen (Staub, Rauch, Partikeln) ist gewährleistet, denn die eingesaugte Luft wird ständig durch selbstreinigende Luftbänder gereinigt. In einer Ausführungsform als Kampfflieger für Sondereinsätze ermöglicht die diskusartige Form des Fliegers optimale Panzerung, denn eine sichere Panzerung benötigt nur eine relativ kleine gewölbte Unterfläche, so dass die Crew besser geschützt ist vor Angriffen von unten wegen Panzerung und Triebwerklage.VTOL / STOL aircraft can not only be built with a traditional scheme but also be designed in the shape of a disc (“flying saucer”) and, thanks to this special shape, have new specific properties. Swivel jet engines and their arrangement can be used to design devices for special uses: z. B. in the military field armored versions for the infantry, flying destroyers or ambulance amphibians. In disc-shaped VTOL / STOL aircraft, the aerodynamic properties play an important but subordinate role, and other properties come to the fore, such as e.g. B. relative indisputability on the battlefield, reduced sensitivity in collisions with obstacles or full operational capability in natural disasters, sandstorms and other atmospheric irregularities. The low sensitivity of rotary engines with a continuous combustion process to air pollution (dust, smoke, particles) is guaranteed because the air sucked in is constantly cleaned by self-cleaning air belts. In one embodiment as a fighter pilot for special missions, the discus-like shape of the aircraft enables optimal armor, because safe armor only requires a relatively small curved undersurface, so that the crew is better protected against attacks from below due to armor and engine position.

Auf 9a ist ein individuelles diskusförmiges Flugzeug, hier beispielhaft ein Kommandeurs-VTOL-Flugapparat, skizziert. Er ist mit einem Triebwerk mit einer Drehkolbenkraftmaschine 1 mit kontinuierlichem Brennprozess, einem Frontluftverdichter 138 und zwei Paar sphäroidischen Druckluft-Schwenkdüsen 303, 308 sowie einem parallelen präzisen Lagesteuerungssystem 278, 290, 293 ausgestattet. Das präzise Lagesteuerungssystem 278, 290, 293 benutzt das Abgas als Arbeitsmedium für Steuerdüsen 278, 290.on 9a is an individual disk-shaped aircraft, here as an example a commander's VTOL flying machine. It is powered by a rotary piston engine 1 with a continuous burning process, a front air compressor 138 and two pairs of spherical pneumatic swivel nozzles 303 , 308 as well as a parallel precise attitude control system 278 , 290 , 293 fitted. The precise attitude control system 278 , 290 , 293 uses the exhaust gas as a working medium for control nozzles 278 , 290 .

Mit einer Untertassenform kann man auch ein Mehrzweckflugzeug (einen fliegenden Jeep®) als einfachen und anspruchsvollen Flieger konzipieren (s. 9b, 9c). Zwei Triebwerke erhöhen die Sicherheit. Zur Sicherheitssteigerung trägt die kompakte stromlinienförmige Gestalt bei, wie auch ein Dämpfungsring um die Kontur des Apparates und die Anwendung von Stoßdämpfern 320 an der Peripherie des Diskus. Diese Einrichtungen erhöhen die Unempfindlichkeit gegenüber Zusammenstößen mit Behinderungen.With a saucer shape, you can also design a multi-purpose aircraft (a flying Jeep ® ) as a simple and demanding flyer (s. 9b , 9c ). Two engines increase safety. The compact, streamlined shape contributes to increased safety, as does a damping ring around the contour of the device and the use of shock absorbers 320 at the periphery of the disc. These facilities increase the insensitivity to collisions with disabilities.

Ein besonderer Vorteil dieser VTOL/STOL-Flugzeuge mit schwenkbaren Düsen besteht darin, dass bei Ausfall einer beliebigen Düse, auch die präzisen Steuerdüsen 290; 278 im Heck und an den Enden der Flügel eingerechnet, die intakten Düsen in verschiedenen Kombinationen die sichere Steuerung oder, bei einem Notfall, die sichere Landung des Flugzeugs übernehmen. Solche Eigenschaften des Triebwerks sind damit gewährleistet, dass die sphäroidischen Druckluft-Schwenkdüsen 303, 308 an allen Seiten des Triebwerks, bzw. des Flugzeugs, angeordnet sind. Dies erlaubt eine Anordnung des Triebwerks, bei der der Schwerpunkt des Flugzeugs bei einem Kreuzmittelpunkt zwischen allen Paaren der Düsen in Längs- und Querrichtung liegt. Die in alle Richtungen separat oder gemeinsam drehbaren Düsen in verschiedenen Kombinationen ermöglichen einen effektiven Ersatz des ausgefallenen Elementes und bewahren damit die Steuerung des Flugzeugs bei Senkrechtstart und -landung wie auch bei Schweben und Übergängen zum Horizontalflug und zurück auf erforderlichem Stand. Bei horizontalem Dauerflug sind die sphäroidischen Druckluft-Schwenkdüsen 303, 308 in der Vortriebsrichtung gerichtet.A particular advantage of these VTOL / STOL aircraft with swiveling nozzles is that if any nozzle fails, the precise control nozzles too 290 ; 278 Including in the tail and at the ends of the wings, the intact nozzles in various combinations take over the safe control or, in an emergency, the safe landing of the aircraft. Such properties of the engine are thus guaranteed that the spherical compressed air swivel nozzles 303 , 308 are arranged on all sides of the engine or the aircraft. This allows an arrangement of the engine in which the center of gravity of the aircraft lies at a cross center point between all pairs of nozzles in the longitudinal and transverse directions. The nozzles, which can be rotated separately or together in all directions in various combinations, enable an effective replacement of the failed element and thus maintain the control of the aircraft during vertical take-off and landing as well as during hovering and transitions to level flight and back at the required level spherical pneumatic swivel nozzles 303 , 308 directed in the direction of advance.

Der Kommandeurs-VTOL-Flugapparat ist ein Flugzeug mit viel Laderaum, relativem Komfort und einer bestimmten Vorgabe bei der Leistung der Kraftmaschine 1, die eine zusätzliche Ladung oder Personal ermöglichen. Auch eine besondere Ausrüstung mit speziellen Apparaturen und Waffen am Flugzeug ist möglich. An sphäroidischen Einrichtungen (s. 9a) ist zu sehen, dass die sphäroidischen Druckluft-Schwenkdüsen 303, 308 mittels zwei kreuzweise zusammenliegenden Kugelführungen 295 schwenkbar installiert sind und hydraulische Ausführorgane 275 für die Drehung der Düsen dienen. Hier auf 9a-d sind die hydraulischen Ausführorgane 275 als Hydrozylinder dargestellt, um mehr der Anschaulichkeit zu dienen, können aber als hydraulische oder elektrische Stellgetriebe (Servogetriebe) ausgeführt sein. Sie können entweder Teile des Triebwerks sein oder zur Ausrüstung des Flugzeugs gehören. Ein gemischtes Schema ist auch möglich.The commander's VTOL flying machine is an aircraft with a lot of cargo space, relative comfort and a certain specification for the power of the engine 1 that allow additional cargo or personnel. Special equipment with special equipment and weapons on the aircraft is also possible. At spheroidal facilities (s. 9a) it can be seen that the spherical pneumatic swivel nozzles 303 , 308 by means of two ball guides lying crosswise together 295 are installed pivotably and hydraulic executive organs 275 serve to rotate the nozzles. Here on 9a-d are the hydraulic executive organs 275 Shown as a hydraulic cylinder, in order to make it clearer, but can be designed as hydraulic or electrical actuating gears (servo gears). They can either be part of the engine or belong to the equipment of the aircraft. A mixed scheme is also possible.

Auch Amphibieneigenschaften sind leicht dieser Gestaltungsform beizugeben (s. 9c, 9d). Hier ist auf der Darstellung das Flugzeug mit einer Luftanlaufführung 305 mit zwei Sperrluken 306, 307 ausgestattet, um die Schwimmlage des Flugzeugs zu gewährleisten. Bei Start aus der Schwimmlage ist die Sperrluke 306 geschlossen, die Sperrluke 307 aber geöffnet, soweit die Anwendung eines Schnorchels selbst für eine Luftversorgung der Kraftmaschine unproblematisch ist.Amphibian characteristics can also easily be added to this form of design (see Sect. 9c , 9d ). The illustration shows the aircraft with an air inlet duct 305 with two locking hatches 306 , 307 equipped to ensure the floating position of the aircraft. The locking hatch is open when starting from the swimming position 306 closed, the lock hatch 307 but open, as far as the use of a snorkel is unproblematic even for supplying air to the prime mover.

Eine besondere Eigenschaft von Drehkolbenkraftmaschinen, die den Start eines VTOL-Flugzeugs aus einer Schwimmlage und die schnelle Verdrängung der Wassermassen aus den Düsenlufträumen ermöglicht, besteht darin, dass die Kraftmaschine ein großes Startdrehmoment auf ihrer Welle hat und sofort nach Anschaltung aus dem Stand heraus ein großes Drehmoment und große Drehzahlen produzieren kann.A special property of rotary piston engines, which enables a VTOL aircraft to take off from a floating position and the rapid displacement of the water masses from the nozzle air spaces, is that the engine has a large starting torque on its shaft and can produce high torque and high speeds immediately after being switched on from a standstill.

Die Vorteile der vorgeführten Einrichtungen bewähren sich nicht nur in Hinsicht auf die VTOL-Eigenschaften, sondern auch bei solchen Flugeigenschaften des Flugzeugs bei Dauerflug wie erhöhter Fluggeschwindigkeit, Reichweite und Komfort. (Die Kraftmaschinen erzeugen wenig Lärm und Vibration.) Überdies besitzen die Apparate aerodynamischen Eigenschaften und Wirtschaftlichkeit.The advantages of the devices presented prove themselves not only with regard to the VTOL properties, but also with such flight properties of the aircraft in continuous flight as increased flight speed, range and comfort. (The prime movers generate little noise and vibration.) In addition, the apparatus has aerodynamic properties and economy.

Diskusförmiges VTOL/STOL-Flugzeug mit Schwenkdüsentriebwerken und storeartigen zentralen Gas-Luftstrahldüse als zweite Variante von VTOL/STOL-PlattformenDiscus-shaped VTOL / STOL aircraft with swing-jet engines and central gas-air jet nozzles resembling a gate as a second variant of VTOL / STOL platforms

Auf 9c und 9d ist ein fliegender Jeep® als einfacher und anspruchsvoller Flieger mit Diskusform und VTOL/STOL-Eigenschaften konzipiert. In dessen Unterteil sind folgende Einrichtungen und folgende besondere Bestandteile untergebracht:

  • - eine zentral eingerichtete Luftstrahldüse 310 für Hauptaufschub, die mit zwei ausziehbaren Stores 311 mit vier Kugelführungen 295 in Eigenschaft einer storeartigen Blende versehen ist;
  • - vier Neben-Luftstrahldüsen 313, 317, davon zwei vordere Neben-Luftstrahldüsen 313 für seitlichen Aufschub und zwei hintere Neben-Luftstrahldüsen 317, die jeweils mit zwei ausziehbaren Platten mit Kugelführungen in Eigenschaft von Steuerblenden versehen sind;
  • - eine vordere sphäroidische Druckluft-Schwenkdüse 303, optional als sphäroidische Vorrichtung mit austauschbaren Geräten oder Waffen;
  • - eine hintere sphäroidische Druckluft-Schwenkdüse 308;
  • - zwei Luftstrahldüsen 312 vom am Unterteil, je mit drehbaren Absperrschiebern 318;
  • - hydraulische Stellgetriebe 314 (s. 9d) für die Steuerblenden und Absperrschieber;
  • - ein System 315 von Luft- und Gasleitungen (s. 9d) einer gemeinsamen Drucklufthülle 143 mit beiden Triebwerken, welches zum Unterteil des Flugzeugs führt und im Inneren des Unterteils die Druckluft verteilt;
  • - drehbare Teile der Luft- und Gasleitungen zur Verbindung und zum Absperren von Abschnitten des Systems 315 der Luft- und Gasleitungen mit- und voneinander.
on 9c and 9d A flying Jeep ® is designed as a simple and demanding flyer with discus shape and VTOL / STOL properties. In its lower part the following facilities and the following special components are housed:
  • - a centrally arranged air jet nozzle 310 for main extension, the one with two pull-out blinds 311 with four ball guides 295 is provided in the property of a gate-like diaphragm;
  • - four auxiliary air jets 313 , 317 , including two front auxiliary air jet nozzles 313 for side push-in and two additional air jet nozzles at the rear 317 which are each provided with two pull-out panels with ball guides in the form of control panels;
  • - a front spherical pneumatic swivel nozzle 303 , optionally as a spherical device with interchangeable devices or weapons;
  • - a rear spherical pneumatic swivel nozzle 308 ;
  • - two air jets 312 from on the lower part, each with rotating gate valves 318 ;
  • - hydraulic actuators 314 (see 9d ) for the control orifices and gate valves;
  • - a system 315 of air and gas pipes (s. 9d ) a common compressed air envelope 143 with both engines, which leads to the lower part of the aircraft and distributes the compressed air inside the lower part;
  • - rotatable parts of the air and gas lines for connecting and shutting off sections of the system 315 of the air and gas lines with and from each other.

Die Lage der zentral eingerichteten Luftstrahldüse 310 im dem Boden des Unterteils ermöglicht es, den Schubvektor von dieser Düse mit Hilfe der ausziehbaren Stores 311 eben auf dieselbe Vertikale mit dem Schwerpunkt des Flugzeugs zu schieben, was allen anderen Steuerdüsen ermöglicht, effektiv und präzis zu funktionieren. Die Anordnung aller anderen Steuerdüsen ist dem Prinzip untergeordnet, dass sie in verschiedenen Kombinationen zusammen mit der zentral eingerichteten Luftstrahldüse 310 alle Evolutionen des Flugzeugs bei Flug und Schweben ermöglichen. So sorgt für Vorschub, Nick- und Gier-Wendungen die hintere sphäroidische Druckluft-Schwenkdüse 308. Dabei können die Nick-Bewegungen auch von den beiden vorderen Neben-Luftstrahldüsen 313 oder den beiden hinteren Neben-Luftstrahldüsen 317 ausgeführt werden. Für Rück-Bewegung sorgt die vordere sphäroidische Druckluft-Schwenkdüse 303, oder die zwei Luftstrahldüsen 312 vorn am Unterteil. Für die Roll-Bewegungen dienen beide linken oder beide rechten Neben-Luftstrahldüsen 313 für seitlichen Aufschub. Die sphäroidischen Druckluft-Schwenkdüsen 303, 308 haben lenkbare Sperrschieber 319 um Schubimpuls zu steuern. Die vordere sphäroidische Vorrichtung der vorderen sphäroidischen Druckluft-Schwenkdüse 303 kann man bei Bedarf mit steuer- und austauschbaren Geräten oder Waffen ausrüsten; dann bleiben für die Rückbewegung allein die lenkbaren Absperrschieber 318 zuständig.The location of the centrally arranged air jet nozzle 310 in the bottom of the base it allows the thrust vector from this nozzle with the help of the pull-out blinds 311 just to slide on the same vertical with the center of gravity of the aircraft, which allows all other control nozzles to work effectively and precisely. The arrangement of all other control nozzles is subordinate to the principle that they are in various combinations together with the centrally arranged air jet nozzle 310 enable all evolutions of the aircraft in flight and hovering. The rear spherical compressed air swivel nozzle ensures feed, pitch and yaw turns 308 . The nodding movements can also be made by the two front auxiliary air jets 313 or the two rear auxiliary air jet nozzles 317 are executed. The front spherical compressed air swivel nozzle ensures the back movement 303 , or the two air jets 312 at the front of the lower part. Both left or both right auxiliary air jet nozzles are used for the roll movements 313 for lateral extension. The spherical compressed air swivel nozzles 303 , 308 have steerable gate valves 319 to control thrust pulse. The front spherical device of the front spherical pneumatic swivel nozzle 303 can be equipped with controllable and exchangeable devices or weapons if necessary; then only the steerable gate valves remain for the return movement 318 responsible.

Das System 315 der Luft- und Gasleitungen richtet die Druckluft von der gemeinsamen Drucklufthülle 143 und Auspuffgase der Triebwerke zu den Steuerdüsen; dabei dienen für verschiedene Richtungen der Luft- und Gasströme bestimmte Lagen von Steuerbuchsen 321 (s. 9d) und 322 (s. 9c), die bestimmte Luft- und Gasleitungen des Systems 315 mit den Düsen kommunizieren lassen. Im Notfall kann das Flugzeug sogar von Auspuffgas der Triebwerke mit erhöhtem Druck kurze Zeit gesteuert werden, allerdings mit Beimischung der Druckluft. Die Auffüllung des Unterteils des Flugzeugs mit Wasser, wie auch die Verdrängung des Wassers erfolgt durch die zentrale Öffnung der Düse 310 und eine Öffnung 323 mithilfe des hydraulischen Stellgetriebes 314 (s. 9d). Nach Anschalten der Triebwerke und schneller Verdrängung des Wassers hebt sich das Flugzeug über der Wasseroberfläche und bekommt dank dem Bodeneffekt eine größere Tragfähigkeit, als nötig ist für das Auffliegen, so dass die Ladekapazität des Flugzeugs bis um das Zweifache überstiegen werden kann. Mit beträchtlich vergrößertem Ladegewicht kann das Flugzeug über Wasser fliegen, wahrscheinlich mit Fluggeschwindigkeit 200-300 km/h. Diese Fähigkeit ist wichtig bei Rettungsdienst. Die Fluglagesteuerung des Flugzeugs mittels Joystick-Technologie gewährleistet die oben beschriebenen Manövrierfähigkeiten.The system 315 of the air and gas lines directs the compressed air from the common compressed air envelope 143 and exhaust gases from the engines to the control nozzles; Certain positions of control sockets are used for different directions of the air and gas flows 321 (see 9d ) and 322 (s. 9c ), the specific air and gas lines of the system 315 communicate with the nozzles. In an emergency, the aircraft can even be controlled for a short time by the exhaust gas from the engines at increased pressure, but with the addition of compressed air. The filling of the lower part of the aircraft with water, as well as the displacement of the water takes place through the central opening of the nozzle 310 and an opening 323 using the hydraulic actuator 314 (see 9d ). After switching on the engines and quickly displacing the water, the aircraft rises above the surface of the water and, thanks to the ground effect, has a greater carrying capacity than is necessary for the flight, so that the loading capacity of the aircraft can be exceeded by up to two times. With a significantly increased loading weight, the aircraft can fly over water, probably at an airspeed of 200-300 km / h. This ability is important for emergency services. The aircraft's attitude control using joystick technology ensures the maneuvering capabilities described above.

Für Volks-Senkrechtsstarter wäre eine Verwendung der Schwenkdüsentriebwerke und eines zusätzlichen Systems der präzisen Düsensteuerung in der Umgebung der Stadtgebiete sehr erwünscht. Aber erstere steht in Frage wegen hoher negativer Wirkung der Luftströme von reaktiven Düsen und hohen Lärmpegels. Die großen Werte der Kreisflächenbelastung und ein großes Düsenlärmniveau sind Grund dafür. Aber einer Verwendung von Flugzeugen mit schwenkbaren Düsen für Privat-Senkrechtstarter in den Ballungsgebieten (nicht in der Umgebung eines Stadtzentrums) steht möglicherweise eine bessere Perspektive bevor. Der Fortschritt im Bereich Lärmbekämpfung eröffnet diese Perspektive.For people's whiz kid one would be to use the swing jet engines and one An additional system of precise nozzle control in the vicinity of the urban areas is very desirable. But the former is in question because of the high negative effect of the air flows from reactive nozzles and high noise levels. The reasons for this are the large values of the circular area load and a large nozzle noise level. But there may be a better prospect of using aircraft with pivoting nozzles for private vertical take-offs in metropolitan areas (not in the vicinity of a city center). Progress in the field of noise abatement opens up this perspective.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
Drehkolbenkraftmaschine mit kontinuierlichem BrennprozessRotary piston engine with continuous combustion process
22
VordeckelFront cover
33
Nadellager mit Borden und InnenringNeedle roller bearings with ribs and inner ring
44th
NebenläuferSideline
55
VerdichterstufeCompressor stage
66th
Auslassventiloutlet valve
77th
ExpansionsvorstufeExpansion pre-stage
88th
AusgleichkanäleCompensation channels
99
RückdeckelBack cover
1010
kalibrierte Auslassöffnungcalibrated outlet opening
1111
HauptläuferMain runner
1212th
VerdrängungskammDisplacement ridge
1313th
Längliche DichtleisteElongated sealing strip
1414th
Flanschflange
1515th
LängsvertiefungLongitudinal recess
1616
EinlassöffnungenInlet openings
1717th
Auslassöffnung des BrennrohrsOutlet opening of the combustion tube
1818th
AustrittsdruckklappeOutlet pressure flap
1919th
BrennrohrBurner tube
2020th
unbeweglicher Teil des Brennrohrsimmobile part of the combustion tube
2121
BrennkammerCombustion chamber
2222nd
Gehäusecasing
2323
längliche Vertiefungelongated depression
2424
LeistungswellePower wave
25, 2625, 26
EinlassöffnungInlet opening
2727
AusgleichgewichtBalance weight
2828
GleitringdichtungMechanical seal
2929
Schlitzslot
3030th
Ringkanal (des Auflage-Teils 102)Ring channel (of the support part 102 )
3131
EinlassrohrInlet pipe
3232
RillenkugellagerDeep groove ball bearings
3333
Kraftstoff- oder DruckgasleitungFuel or compressed gas line
3434
Rad des GetriebesGear wheel
3535
beweglicher Teil des Brennrohrsmoving part of the combustion tube
3636
ZahnradsegmentGear segment
3737
ZahnradgetriebeGear transmission
3838
AusgleichklappeEqualizing flap
3939
Umleitöffnung (Ausschnitt in Gehäuse)Diversion opening (cutout in housing)
4040
Ritzel des auswechselbaren GetriebeInterchangeable gearbox pinion
4141
EintrittsdruckklappeInlet pressure flap
4242
Innenraum (des Hauptläufers)Interior (of the main runner)
4343
VerdrängungskammDisplacement ridge
4444
DichtleisteSealing strip
4545
thermobeständige Schichtheat-resistant layer
4646
ExpansionsendstufeExpansion stage
4747
Ritzelpinion
4848
leerer Raumempty room
4949
Kühlflüssigkeits-AuslassstutzenCoolant outlet nozzle
5050
LuftleitungAir duct
5151
Kühlflüssigkeits-EinlassstutzenCoolant inlet nozzle
5252
DruckschutzklappePressure protection flap
5353
VerbindungsrohrConnecting pipe
5454
VerbindungsstockConnecting stick
5555
Federfeather
5656
äußere längliche Verzahnungenouter elongated teeth
5757
VerdrängungskammDisplacement ridge
5858
Kühlluft-EinlassstutzerCooling air inlet nozzle
5959
AuslasskanalExhaust duct
6060
äußere Gasleitungouter gas pipe
6161
EinlasskanalInlet port
6262
AuspuffflanschExhaust flange
6363
ThermoisolationThermal insulation
6464
SperrventilCheck valve
6565
Triebrad des SperrventilsLock valve drive wheel
6666
MittelzahnradCenter gear
6767
Kühlluft-EinlassstutzenCooling air inlet nozzle
6868
Kühlluft-AuslassstutzenCooling air outlet nozzle
6969
Auslassventiloutlet valve
7070
Stellgetriebe für Triebwalze der BuchseActuating gear for the drive roller of the bushing
7171
HauptrotorwelleMain rotor shaft
7272
NebenläuferSideline
7373
HauptläuferMain runner
7474
LängsvertiefungLongitudinal recess
7575
UmleitungskanalDiversion channel
7676
BedienungsluftsystemService air system
7777
TriebwalzeDrive roller
7878
Nadellager mit Borden und InnenringNeedle roller bearings with ribs and inner ring
7979
ZwischenradIntermediate gear
8080
Drehkolbenkraftmaschine mit multiplizierter LeistungRotary piston engine with multiplied power
8181
StirndichtleisteFront sealing strip
8282
EinlassklappeInlet flap
8383
Steuerventile des FrontluftverdichtersControl valves of the front air compressor
8484
SynchronriemenSynchronous belt
8585
VentilbuchseValve socket
8686
HülseSleeve
8787
AbsperrschieberGate valve
8888
StellgetriebeActuating gear
8989
SpannrolleTension pulley
9090
selbstreinigende Luftfilteranlagenself-cleaning air filter systems
9191
FilterlaufbandFilter conveyor
9292
SchmutzluftleitungDirty air duct
9393
AnsaugansatzSuction attachment
9494
StützwalzeBack-up roll
9595
BrenndüseBurner nozzle
9696
SpannwalzeTension roller
9797
AusstoßkanalDischarge channel
9898
LängsöffnungLongitudinal opening
9999
TriebwalzeDrive roller
100100
MantelluftstromtriebwerkMantled airflow engine
101101
StirnwandFront wall
102102
Auflage-TeilSupport part
103103
GET-DichtungGET seal
104104
Feder zur Kompensation der TemperaturausdehnungenSpring to compensate for temperature expansion
105105
Paket aus Rillenkugellager und GFT-Radialdichtungen Typ 103Package consisting of deep groove ball bearings and GFT radial seals type 103
106106
WasserleitungsröhrchenWater pipe
107107
GasabfasshaubeGas extraction hood
108108
Rahmenframe
109109
DichtlamelleSealing lamella
110110
Federfeather
111111
RegelklappeControl flap
112112
DruckgasleitungCompressed gas line
113113
TauchkolbenPlunger
114114
EinlassöffnungInlet opening
115115
AngreifstockAttack stick
116116
RegelklemmeControl terminal
117117
WasserdüseWater nozzle
118118
SchmierölkanalLubricating oil channel
119119
Paket der RillenkugellagerPackage of deep groove ball bearings
120120
RillenkugellagerDeep groove ball bearings
121121
Ansatz zur StirnwandApproach to the front wall
122122
KühlluftleitungCooling air duct
123123
Stutzen von DruckwasseranlageConnection of pressurized water system
124124
METAX-Gleitringdichtung Typ UMETAX mechanical seal type U
125125
METAX-Metallbalg-Gleitringdichtung Typ MUAMETAX metal bellows mechanical seal type MUA
126126
MitnehmerringDrive ring
127127
O-RingO-ring
128128
GFT-Radialdichtung Typ 103GFT radial seal type 103
129129
NadelkranzNeedle ring
130130
Triebrad der VentilbuchseDrive wheel of the valve socket
131131
Leitung zur lonisationselektrodeLine to the ionization electrode
132132
Leitung zur ZündelektrodeLine to the ignition electrode
133133
BrennkopfBurner head
134134
LuftleitgitterAir baffle
135135
gemeinsame Luftfilteranlagencommon air filter systems
136136
AnsaugkanalIntake duct
137137
VersatzkopfschraubenOffset head screws
138138
FrontluftverdichterFront air compressor
139139
Muttermother
140140
Ritzel der gemeinsamem Getriebe der DrehkolbenkraftmaschinePinion of the common gear of the rotary piston engine
141141
Vorderdeckel der DrucklufthülleFront cover of the compressed air envelope
142142
Welle des NebenläufersWave of the slave
143143
gemeinsame Drucklufthüllecommon compressed air envelope
144144
Vorderdeckel der DrehkolbenkraftmaschineFront cover of the rotary engine
145145
Auslassöffnung für AusstoßluftOutlet opening for exhaust air
146146
VerdichterstufeCompressor stage
147147
ExpansionsvorstufeExpansion pre-stage
148148
äußere Gasleitung zwischen Stufenouter gas pipe between steps
149149
AusstoßansatzDischarge approach
150150
ExpansionsendstufeExpansion stage
151151
AusstoßflanschDischarge flange
152152
EinlassstutzenInlet port
153153
Hinterdeckel der DrucklufthülleRear cover of the compressed air envelope
154154
Satz der Elemente des Dampf-Gas-ZyklusSet of the elements of the steam-gas cycle
155155
Stellgetriebe für AuslassklappeActuating gear for exhaust flap
156156
DruckschutzklappePressure protection flap
157157
LüftungseinrichtungVentilation device
158158
ZahnradsegmentGear segment
159159
Getriebe des ZahnradsegmentsGear segment transmission
160160
AuslassstutzenOutlet port
161161
AuslassklappeExhaust flap
162162
DruckluftleitungCompressed air line
163163
AnsauglängsöffnungLongitudinal intake opening
164164
EinführplatteInsertion plate
165165
Stellgetriebe der Steuerventile der KraftmaschineActuating gear of the control valves of the engine
166166
AuslassstutzenOutlet port
167167
Kraftstoff- oder ErdgasleitungFuel or natural gas line
168168
Antriebswelle zum FrontluftverdichterDrive shaft to the front air compressor
169169
DrucktluftleitungCompressed air line
170170
freier innerer Raumfree inner space
171171
VentilbuchseValve socket
172172
AnsaugansatzSuction attachment
173173
Riemenbelt
174174
Stellgetriebe der Steuerventile des FrontluftverdichtersActuating gear of the control valves of the front air compressor
175175
HauptleistungswelleMain power wave
176, 177176, 177
längliche Eintrittsdruckklappeelongated inlet pressure flap
178178
Hochleistungs-GFT-RadialdichtungHigh-performance GFT radial seal
179179
zusätzliche Leistungswelleadditional power wave
180180
SchaltkupplungClutch
181181
VerbindungseinheitConnection unit
182182
Getriebe mit KegelradpaarGearbox with bevel gear pair
183183
zusätzliche Leistungswelleadditional power wave
184184
ReduziergetriebeReduction gear
185185
WärmetauscherHeat exchanger
186186
Einheit mit zusätzlichen LeistungswellenUnit with additional power waves
187187
LuftstrommantelAirflow jacket
188188
Stellgetriebe für DrosselscheibeActuating gear for throttle disc
189189
DrosselscheibeThrottle disc
190190
lenkbarer Teil der sphäroidischen Luftstrahldüsesteerable part of the spherical air jet nozzle
191191
vertikale Kugelführungvertical ball guide
192192
Stellgetriebe der vertikalen KugelführungActuating gear of the vertical ball guide
193193
HolmSpar
194194
Stellgetriebe der horizontalen KugelführungAdjusting gear of the horizontal ball guide
195195
horizontale Kugelführunghorizontal ball guide
196196
HydrozylinderHydraulic cylinder
197197
Kugelführung des StoresBall guide of the store
198198
LuftstrahldüseAir jet nozzle
199199
Store der LuftstrahldüseStore the air jet nozzle
200200
seitliche bzw. vordere Drosseldruckklappelateral or front throttle pressure flap
201201
VerbindungseinheitConnection unit
202202
Antriebswelle zum FrontluftverdichterDrive shaft to the front air compressor
203203
DiffusorDiffuser
204204
längliche Ausstoßöffnungelongated discharge opening
205205
AusgleichgewichtBalance weight
206206
Federfeather
207207
DichtleisteSealing strip
208208
DichtungsschrankeSealing barrier
209209
Kontursitz mit DichtungContour seat with seal
210210
Öffnung der storeartigen LuftstrahldüseOpening of the gate-like air jet nozzle
211211
Fußlage der KugelführungBase position of the ball guide
212212
seitliche bzw. vordere Drosseldruckklappelateral or front throttle pressure flap
213213
Steuerventil der Verdichterstufe der DrehkolbenkraftmaschineControl valve of the compressor stage of the rotary piston engine
214214
Stellgetriebe für SperrschieberActuating gear for gate valve
215215
EinlassöffnungInlet opening
216216
Stellgetriebe für AusstoßluftActuating gear for exhaust air
217217
RiemengetriebeBelt drive
218218
Flansch des Vorderdeckels des FrontluftverdichtersFlange of the front cover of the front air compressor
219219
Stellgetriebe der RiemeneinrichtungAdjusting gear of the belt device
220220
SpannwalzeTension roller
221221
AusstoßkanalDischarge channel
222222
AnsaugkanalIntake duct
223223
AnsauglängsöffnungLongitudinal intake opening
224224
SteuerventilControl valve
225225
Büchse des SteuerventilsBushing of the control valve
226226
Verdrängungskamm mit Durchmesserverhältnis der Verdichterkammer zu Nebenläufern von 2,66:1Displacement comb with a diameter ratio of the compression chamber to secondary rotors of 2.66: 1
227227
Mantela coat
228228
HinterdeckelBack cover
229229
SchaufelradPaddle wheel
230230
HolmSpar
231231
Rohr mit verschiedenen LeitungenPipe with different lines
232232
Spoilerspoiler
233233
AbgaskühlanlageExhaust gas cooling system
234234
Armatur des Gas-Dampf-SystemsFitting of the gas-steam system
235235
Nabe des SchaufelradsHub of the paddle wheel
236236
ringförmiger hydraulischer Zylinderannular hydraulic cylinder
237237
Stangepole
238238
EinflächenkupplungSingle-face coupling
239239
Übertragungswelle (Transmission)Transmission wave
240240
Mitdrehungs-RingRotation ring
241241
KolbenPistons
242242
Dichtungpoetry
243243
ÜbergangseinsatzTransitional use
244244
senkrechter Schildvertical shield
245245
schwenkbarer Schildswiveling shield
246246
SteuerruderRudder
247247
DrehvorrichtungTurning device
248248
DrehbalkenRotating beam
249249
StellgetriebeActuating gear
250250
Heck-SchaufelwerkStern bucket
251251
Leiterladder
252252
erste Getriebeeinheitfirst gear unit
253253
schleifringlose elektromagnetisch betätigte EinflächenkupplungElectromagnetically operated single-face clutch without slip rings
254254
VerbindungsgetriebeConnecting gear
255255
Blattsheet
256256
TragflächeWing
257257
StellgetriebeActuating gear
258258
VerbindungsgetriebeConnecting gear
259259
SchaltboxSwitch box
260260
Öffnung der Steuerbuchse 322Opening of the control socket 322
261261
DrehwippeRocker switch
262262
Pendelrollen-LagerungSpherical roller bearing
263263
HypoidradpaarHypoid gear pair
264264
Stockfloor
265265
Lagercamp
266266
Kopfhead
267267
Stangepole
268268
Nabehub
269269
HydrozylinderHydraulic cylinder
270270
Lagerungstorage
271271
aerodynamisches Ruderaerodynamic rudder
272272
Wellewave
273273
LufteintrittsvorrichtungAir inlet device
274274
drehbarer Teil des Flügelsrotatable part of the wing
275275
hydraulischer Zylinderhydraulic cylinder
276276
Riegelbars
277277
LaderampeLoading ramp
278278
Rollbewegungs-SteuerdüseRolling motion control nozzle
279279
EingangslukeEntrance hatch
280280
herausziehbarer Teilpull-out part
281281
zweite Getriebeeinheitsecond gear unit
282282
KühlanlageCooling system
283283
ÜbertragungsgetriebeTransmission gear
284284
HydrozylinderHydraulic cylinder
285285
Rahmen der DrehwippeFrame of the rotating rocker
286286
HilfshydrozylinderAuxiliary hydraulic cylinders
287287
Hydraulischer StutzenHydraulic connector
288288
KugelklappeBall valve
289289
StützwandRetaining wall
290290
Heck-SteuerdüseStern steering nozzle
291291
Drehbares Endteil des inneren SphäroidsRotatable end part of the inner spheroid
292292
Hülse für Isolation des Druck-Gas-Raums von der KabineSleeve for isolating the pressurized gas space from the cabin
293293
HeißgasleitungHot gas line
294294
HecksteueranlageStern steering system
295295
KugelführungBall guide
296296
DrucklufthülleCompressed air envelope
297297
GasleitungGas pipe
298298
AuslassöffnungOutlet opening
299299
Einrichtung der Luftstrahldüse für VortriebSetting up the air jet nozzle for propulsion
300300
Drosselklappethrottle
301301
lenkbare sphäroidische Luftstrahldüse für Vortriebsteerable spheroidal air jet nozzle for propulsion
302302
Düsenende des inneren SphäroidsInner spheroid nozzle end
303303
vordere sphäroidische Druckluft-Schwenkdüsefront spherical pneumatic swivel nozzle
304304
GFT-RadialdichtungGFT radial seal
305305
LuftanlaufführungAir inlet guide
306306
erste Sperrlukefirst locking hatch
307307
zweite Sperrlukesecond locking hatch
308308
hintere sphäroidische Druckluft-Schwenkdüserear spherical pneumatic swivel nozzle
309309
Vorrichtung mit austauschbaren Geräten oder WaffenDevice with interchangeable devices or weapons
310310
zentral eingerichtete Luftstrahldüsecentrally arranged air jet nozzle
311311
ausziehbarer Storepull-out store
312312
LuftstrahldüsenAir jet nozzles
313313
vordere Nebenstrahldüsefront secondary jet nozzle
314314
hydraulisches Stellgetriebehydraulic actuator
315315
System von Luft- und GasleitungenSystem of air and gas pipes
316316
drehbarer Teil der Luft- und Gasleitungenrotatable part of the air and gas pipes
317317
hintere Nebenstrahldüserear secondary jet nozzle
318318
drehbarer Absperrschieberrotating gate valve
319319
lenkbarer Sperrschiebersteerable gate valve
320320
StoßdämpferShock absorbers
321,322321,322
SteuerbuchseControl socket
323323
Öffnungopening
324324
Vorderdeckel der SchraubenkraftmaschineFront cover of the screw power machine
325325
KugelrollenlagerBall roller bearings
326326
VordereinheitFront unit
327327
vordere Stirnwandfront bulkhead
328328
Gleitlagerbearings
329329
SteuereinrichtungControl device
330330
HauptläuferMain runner
331331
VerdichterstufeCompressor stage
332332
SaugstutzenSuction nozzle
333333
LuftfilterAir filter
334334
vordere Stirnwandfront bulkhead
335335
SynchronisierungsgetriebeSynchronization gear
336336
AuspuffstutzenExhaust pipe
337337
hintere Stirnwandrear end wall
338338
EntspannungsstufeRelaxation level
339339
Stirnwand zur Lagerung der LäuferwellenFront wall for mounting the rotor shafts
340340
GasleitungGas pipe
341341
ExpansionsstufeExpansion stage
342342
hintere Stirnwandrear end wall
343343
GasleitungGas pipe
344344
HinterteilRump
345345
vorderer Teil des Brennrohrsfront part of the combustion tube
346346
GasleitungGas pipe
347347
BrennkammerCombustion chamber
348348
hinterer Teil des Brennrohrsrear part of the combustion tube
349349
LeistungswellengetriebePower shaft transmission
350350
HinterdeckelBack cover
351351
KegelrollenlagerTapered roller bearings
352352
DehnbuchseExpansion sleeve
353353
GasleitungGas pipe
354354
LabyrinthdichtungLabyrinth seal
355355
AuslassdruckklappeOutlet pressure flap
360360
HauptläuferwelleMain rotor shaft
361361
EinlassrohrInlet pipe
362362
AnlassluftleitungStarting air line
364364
KugelrollenlagerBall roller bearings
365365
NebenläuferwelleSlave shaft
366366
NebenläuferSideline
367367
LufteintrittsöffnungAir inlet opening
368368
LuftzufuhrleitungAir supply line
369369
KugelrollenlagerBall roller bearings
370370
LeistungswellePower wave
372372
DruckluftraumCompressed air space
373373
SperrscheibeLock washer
374374
DrucksteuerkantePressure control edge
376376
EinlasssteuerkanteInlet control edge

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

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  • DE 102015015756 B4 [0008, 0114]DE 102015015756 B4 [0008, 0114]
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  • DE 102017108543 A1 [0008, 0014]DE 102017108543 A1 [0008, 0014]
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  • DE 19711084 A1 [0080]DE 19711084 A1 [0080]
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  • WO 2010/081469 A3 [0080]WO 2010/081469 A3 [0080]
  • DE 2010006487 B4 [0080]DE 2010006487 B4 [0080]
  • DE 2500816 A1 [0080]DE 2500816 A1 [0080]
  • DE 9111849 U1 [0080]DE 9111849 U1 [0080]
  • DE 9401804 U1 [0080]DE 9401804 U1 [0080]
  • WO 2000/077363 A1 [0080]WO 2000/077363 A1 [0080]
  • WO 2000/077364 A1 [0080]WO 2000/077364 A1 [0080]
  • DE 202006008158 U1 [0091]DE 202006008158 U1 [0091]
  • DE 102009005107 [0095]DE 102009005107 [0095]

Claims (14)

Mittelstrecken-VTOL/STOL-Flugzeug mit Triebwerken vom Typ „Pegasus“, die eigentlich Zweistromtriebwerke mit gabelförmig gebauten Luft-/Gasleitungen und schwenkbaren Düsen unten und hinter dem Triebwerk zur Ausführung sowohl von Horizontalflügen als auch Start- und Landungsvorgängen sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittelstrecken-VTOL/STOL-Flugzeug eine Passagierkabine in einem Rumpf und zwei je in einem Flügel horizontal festangebaute Triebwerke, je mit einem Frontluftverdichter (138), einer dreistufigen Drehkolbenkraftmaschine (1) mit kontinuierlichem Brennprozess, einer Drucklufthülle (296) sowie zwei Paaren schwenkbare Luftstrahldüsen (303, 308) als Antrieb für Vertikal- und Horizontalflüge des Mittelstrecken-VTOL/STOL-Flugzeugs, aufweist.Medium-range VTOL / STOL aircraft with engines of the "Pegasus" type, which are actually dual-flow engines with fork-shaped air / gas lines and swiveling nozzles below and behind the engine for performing both horizontal flights and take-off and landing processes, characterized in that the medium-haul VTOL / STOL aircraft has a passenger cabin in a fuselage and two engines, each horizontally fixed in a wing, each with a front air compressor (138), a three-stage rotary piston engine (1) with a continuous combustion process, a compressed air envelope (296) and two pairs of pivotable Air jet nozzles (303, 308) as a drive for vertical and horizontal flights of the medium-range VTOL / STOL aircraft. Mittelstrecken-VTOL/STOL-Flugzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die schwenkbaren Luftstrahldüsen (303, 308) mit je zwei Sphäroiden und einer Vorrichtung, insbesondere zwei kreuzweise zueinander liegenden Kugelführungen (191, 195), die zwischen jeweils beiden Sphäroiden eingerichtet sind, und einem hydraulischen oder elektrischen Stellgetriebe (194), zur Steuerung einer Luftstrahlrichtung angebracht sind.Medium-range VTOL / STOL aircraft after Claim 1 , characterized in that the pivotable air jet nozzles (303, 308) each with two spheroids and a device, in particular two ball guides (191, 195) lying crosswise to one another, which are set up between each of the two spheroids, and a hydraulic or electrical actuating gear (194) , for controlling an air jet direction are attached. Mittelstrecken-VTOL/STOL-Flugzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Steuerdüsen (278, 290, 294), die zur Erhöhung der Flugsicherheit bei Pannen und bei Bedarf zur Präzisierung der Steuerlage des Mittelstrecken-VTOL/STOL-Flugzeugs dienen können und mit Heißgas von den Drehkolbenkraftmaschinen (1) durch Heißgasleitungen (293) gespeist sind, in den Flügeln und einem Heck des Mittelstrecken-VTOL/STOL-Flugzeugs eingerichtet sind.Medium-range VTOL / STOL aircraft after Claim 1 or 2 , characterized in that control nozzles (278, 290, 294), which can be used to increase flight safety in the event of breakdowns and, if necessary, to specify the control position of the medium-haul VTOL / STOL aircraft, and with hot gas from the rotary piston engines (1) through hot gas lines ( 293) are set up in the wings and a tail of the medium-range VTOL / STOL aircraft. Mittelstrecken-VTOL/STOL-Flugzeug, gekennzeichnet durch zwei in dem Rumpf des Mittelstrecken-VTOL/STOL-Flugzeugs horizontal festangebaute Triebwerke, je mit einem Frontluftverdichter (138) und einer dreistufigen Drehkolbenkraftmaschine (1) mit kontinuierlichem Brennprozess, eine gemeinsame Drucklufthülle (143) zur Multiplizierung der Leistung der Drehkolbenkraftmaschinen (1) sowie zwei Paare schwenkbare Luftstrahldüsen (303, 308) als Antrieb für Vertikal- und Horizontalflüge des Mittelstrecken-VTOL/STOL-Flugzeugs.Medium-haul VTOL / STOL aircraft, characterized by two engines permanently installed horizontally in the fuselage of the medium-haul VTOL / STOL aircraft, each with a front air compressor (138) and a three-stage rotary piston engine (1) with a continuous combustion process, a common compressed air envelope (143) for multiplying the power of the rotary piston engines (1) as well as two pairs of swiveling air jet nozzles (303, 308) as a drive for vertical and horizontal flights of the medium-haul VTOL / STOL aircraft. Mittelstrecken-VTOL/STOL-Flugzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass, die Flugzeug die bessere Flugfähigkeiten als Flugzeug von Typ 1 hat sowie die kleinere Trägheit des Flugzeugs bei Lagesteuerung kann man als Vorteil bei Manövrierfähigkeit für Militärflugzeug zu betrachten, denn die gewichtige Triebwerke bei dem Schwerpunkt des Flugzeugs liegen.Medium-range VTOL / STOL aircraft after Claim 4 , characterized in that the aircraft has better flight capabilities than type 1 aircraft and the smaller inertia of the aircraft in attitude control can be seen as an advantage in maneuverability for military aircraft, because the weighty engines are at the center of gravity of the aircraft. Diskusförmiges VTOL/STOL-Flugzeug mit mindestens einem Triebwerk mit eingebauten Schwenkdüsen (303, 308).Discus-shaped VTOL / STOL aircraft with at least one engine with built-in swivel nozzles (303, 308). Diskusförmiges VTOL/STOL-Flugzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das diskusförmige VTOL/STOL-Flugzeug mit Diskusform, dem mindestens einen Triebwerk mit den eingebauten Schwenkdüsen (303, 308) sowie ihrer Anordnung für besondere Einsätze gestaltet ist, insbesondere als gepanzerte Ausführung für Infanterie, fliegender Zerstörer oder Rettungsdienstamphibie.Discus-shaped VTOL / STOL aircraft after Claim 6 , characterized in that the disc-shaped VTOL / STOL aircraft with disc shape, the at least one engine with the built-in swivel nozzles (303, 308) and their arrangement is designed for special missions, in particular as an armored version for infantry, flying destroyers or rescue amphibians. Diskusförmiges VTOL/STOL-Flugzeug nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Triebwerk eine Drehkolbenkraftmaschine (1) mit kontinuierlichem Brennprozess und einen Frontluftverdichter (138) aufweist, wobei das diskusförmige Flugzeug — z. B. als ein Kommandeurs-VTOL/STOL-Flugapparat — mit den Schwenkdüsen (303, 308) sowie einem parallelen präzisen Lagesteuerungssystem (278, 290, 293) ausgestattet ist, das Abgas der Drehkolbenkraftmaschine (1) als Arbeitsmedium für Steuerdüsen (278, 290) des präzisen Lagesteuerungssystems (278, 290, 293) benutzt.Discus-shaped VTOL / STOL aircraft after Claim 6 or 7th , characterized in that the at least one engine has a rotary piston engine (1) with a continuous combustion process and a front air compressor (138), wherein the disc-shaped aircraft - z. B. as a commander VTOL / STOL flying machine - equipped with swivel nozzles (303, 308) and a parallel precise position control system (278, 290, 293), the exhaust gas from the rotary piston engine (1) as the working medium for control nozzles (278, 290 ) of the precise attitude control system (278, 290, 293) is used. Diskusförmiges VTOL/STOL-Flugzeug nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das diskusförmige VTOL/STOL-Flugzeug mit Untertassenform und zwei Triebwerken in kompakter stromlinienförmiger Gestalt ausgebildet ist sowie einen Dämpfungsring von Stoßdämpfern (320) um die Kontur des diskusförmigen VTOL/STOL-Flugzeugs aufweist, um die Unempfindlichkeit bei einem Zusammenstoß mit einem Hindernis zu erhöhen.Discus-shaped VTOL / STOL aircraft after Claim 6 or 7th , characterized in that the disc-shaped VTOL / STOL aircraft is designed with a saucer shape and two engines in a compact, streamlined shape and has a damping ring of shock absorbers (320) around the contour of the disc-shaped VTOL / STOL aircraft to ensure insensitivity in the event of a collision an obstacle to increase. Diskusförmiges VTOL/STOL-Flugzeug nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das diskusförmige VTOL/STOL-Flugzeug als Kampfflieger für Sondereinsätze eine Panzerung an einer gewölbten Unterfläche des diskusförmigen VTOL/STOL-Flugzeugs aufweist, so dass eine Crew geschützt ist von Angriffen von unten durch Triebwerklage und die Panzerung.Discus-shaped VTOL / STOL aircraft based on one of the Claims 6 until 8th , characterized in that the disc-shaped VTOL / STOL aircraft as a fighter for special missions has armor on a curved undersurface of the disc-shaped VTOL / STOL aircraft, so that a crew is protected from attacks from below by the engine position and the armor. Diskusförmiges VTOL/STOL-Flugzeug nach einem der Ansprüche 6 bis 10, gekennzeichnet durch Amphibieneigenschaften, wozu das diskusförmige VTOL/STOL-Flugzeug mit einer Luftanlaufführung (305) mit einer ersten und einer zweiten Sperrluke (306, 307) ausgestattet ist, wobei in einer Schwimmlage die erste Sperrluke (306) geschlossen, die zweite Sperrluke (307) aber geöffnet ist, sowie die Anwendung eines Schnorchels zur Luftversorgung einer Kraftmaschine (1) des mindestens einen Triebwerks unproblematisch ist.Discus-shaped VTOL / STOL aircraft based on one of the Claims 6 until 10 , characterized by amphibian properties, for which the disc-shaped VTOL / STOL aircraft is equipped with an air inlet guide (305) with a first and a second locking hatch (306, 307), the first locking hatch (306) being closed, the second locking hatch ( 307) is open, and the use of a snorkel to supply air to an engine (1) of the at least one engine is unproblematic. Diskusförmiges VTOL/STOL-Flugzeug nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Triebwerk eine Drehkolbenkraftmaschine (1) aufweist, welche einen Start des diskusförmigen VTOL/STOL-Flugzeugs aus einer Schwimmlage durch schnelle Verdrängung von Wassermassen aus Düsenlufträumen der eingebauten Schwenkdüsen (303, 308) aufgrund eines großen Startdrehmoments und großer Drehzahl sofort nach Anschaltung auf einer Leistungswelle (24, 175, 179, 183, 370) der Drehkolbenkraftmaschine (1) ermöglicht.Discus-shaped VTOL / STOL aircraft based on one of the Claims 6 until 11 , characterized in that the at least one engine a rotary piston engine (1), which starts the discus-shaped VTOL / STOL aircraft from a floating position by rapidly displacing water masses from the nozzle air spaces of the built-in swivel nozzles (303, 308) due to a high starting torque and high speed immediately after connection to a power shaft (24 , 175, 179, 183, 370) of the rotary piston engine (1). Diskusförmiges VTOL/STOL-Flugzeug nach Anspruch 6 mit einem Unterteil, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Triebwerk zwei Triebwerke umfasst und folgende Einrichtungen in dem Unterteil untergebracht sind: - eine zentral eingerichtete Luftstrahldüse (310) für Hauptaufschub, die mit zwei ausziehbaren Stores (311) mit Kugelführungen (295) in Eigenschaft einer Steuerblende versehen ist; - vier Neben-Luftstrahldüsen (313, 317) für seitlichen Aufschub, die jeweils mit zwei ausziehbaren Stores mit Kugelführungen in Eigenschaft von Steuerblenden versehen sind; - eine vordere lenkbare sphäroidische Luftstrahldüse (303) oder eine vordere sphäroidische Vorrichtung mit austauschbaren Geräten oder Waffen; - eine hintere lenkbare sphäroidische Luftstrahldüse (308); - zwei Luftstrahldüsen (312) vorn am Unterteil, je mit drehbaren Absperrschiebern (318); - hydraulische oder elektrische Stellgetriebe (314), welche die Steuerblenden und Absperrschieber (318) einstellen, - ein System (315) von Luft- und Gasleitungen einer gemeinsamen Drucklufthülle (143) und der Triebwerke, welches zum Unterteil führt und im Inneren des Unterteils Druckluft verteilt; - drehbare Teile (316) der Luft- und Gasleitungen zum Verbinden und Absperren von Abschnitten der Luft- und Gasleitungen des Systems (315) mit- und voneinander.Discus-shaped VTOL / STOL aircraft after Claim 6 with a lower part, characterized in that the at least one engine comprises two engines and the following devices are housed in the lower part: - a centrally arranged air jet nozzle (310) for main extension, which has two pull-out blinds (311) with ball guides (295) in property a control panel is provided; - Four auxiliary air jet nozzles (313, 317) for lateral extension, which are each provided with two pull-out blinds with ball guides in the form of control panels; - a forward steerable spherical air jet nozzle (303) or a forward spherical device with interchangeable devices or weapons; - a rear steerable spheroidal air jet nozzle (308); - Two air jet nozzles (312) at the front of the lower part, each with rotatable gate valves (318); - hydraulic or electric actuators (314), which adjust the control orifices and gate valves (318), - a system (315) of air and gas lines of a common compressed air envelope (143) and the engines, which leads to the lower part and compressed air inside the lower part distributed; - rotatable parts (316) of the air and gas lines for connecting and shutting off sections of the air and gas lines of the system (315) with and from one another. Diskusförmiges VTOL/STOL-Flugzeug nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die zentral eingerichtete Luftstrahldüse (310) eine derart zentrierte Lage in einem Boden des Unterteils aufweist, dass ein Schubvektor von der zentral eingerichteten Luftstrahldüse (310) mit Hilfe der Stores (311) auf eine selbe Vertikale mit einem Schwerpunkt des Flugzeugs verschiebbar ist, wobei die übrigen Luftstrahldüsen (303, 308, 312, 313, 317) derart angeordnet sind, dass sie in verschiedenen Kombinationen zusammen mit der zentral eingerichteten Luftstrahldüse (310) alle Evolutionen des diskusförmigen VTOL/STOL-Flugzeugs bei Flug und Schweben ermöglichen, wobei Vorschub, Nick-Bewegungen und Gier-Wendungen mittels der hinteren lenkbaren sphäroidischen Luftstrahldüse (308) ausführbar sind, wobei die Nick-Bewegungen auch von zwei vorderen der Neben-Luftstrahldüsen (313) oder zwei hinteren der Neben-Luftstrahldüsen (317) ausführbar sind, wobei Rück-Bewegung mittels der vorderen lenkbaren sphäroidischen Luftstrahldüse (303) oder den beiden vorderen Neben- Luftstrahldüsen (313), je mit lenkbaren Absperrschiebern (318), ausführbar ist, wobei Roll-Bewegungen oder seitlicher Aufschub mittels zweier linker oder zweier rechter der Neben-Luftstrahldüsen (313, 317) ausführbar sind, wobei die lenkbaren sphäroidischen Luftstrahldüsen (303, 308) lenkbare Sperrschieber (319) haben, um Schubimpuls zu steuern, wobei die vordere lenkbare sphäroidische Luftstrahldüse (303) bei Bedarf als die vordere sphäroidische Vorrichtung mit steuer- und austauschbaren Geräten oder Waffen ausrüstbar ist und dann für die Rück-Bewegung allein die vorderen Neben-Luftstrahldüsen (313) zuständig bleiben, wobei das System (315) der Luft- und Gasleitungen ausgebildet ist, die Druckluft von der gemeinsamen Drucklufthülle (143) und Auspuffgase der Triebwerke zu den Luftstrahldüsen (303, 308, 310, 312, 313, 317) zu leiten, indem für verschiedene Richtungen von Luft- und Gasströmen entsprechende Lagen von Steuerbuchsen (322, 321) eingestellt werden, die bestimmte Luft- und Gasleitungen mit bestimmten Luftstrahldüsen (303, 308, 310, 312, 313, 317) kommunizieren lassen, wobei in einem Notfall das diskusförmige VTOL/STOL-Flugzeug von Auspuffgas der Triebwerke mit erhöhtem Druck kurze Zeit unter Beimischung der Druckluft steuerbar ist, wobei Wasser in das Unterteil einfüllbar und aus diesem verdrängbar ist, indem die Einfüllung wie auch die Verdrängung des Wassers durch eine zentrale Öffnung der zentral eingerichteten Luftstrahldüse (310) und eine Öffnung (323) einer Steuerbuchse (321) erfolgt, wobei das diskusförmige VTOL/STOL-Flugzeug ausgebildet ist, nach Anschalten der Triebwerke und der Verdrängung des Wassers sich über eine Wasseroberfläche zu heben und insbesondere dank Bodeneffekt eine größere Tragfähigkeit als nötig für Auffliegen bekommt, so dass eine Ladekapazität zwei und mehr Mal überstiegen werden und das diskusförmige VTOL/STOL-Flugzeug mit vergrößertem Ladegewicht über das Wasser fliegen kann, wahrscheinlich mit Fluggeschwindigkeit 200-300 km/h, was wichtig ist bei Rettungsdienst.Discus-shaped VTOL / STOL aircraft after Claim 13 , characterized in that the centrally arranged air jet nozzle (310) has such a centered position in a floor of the lower part that a thrust vector from the centrally arranged air jet nozzle (310) with the help of the blinds (311) to the same vertical with a center of gravity of the aircraft is displaceable, with the remaining air jet nozzles (303, 308, 312, 313, 317) being arranged in such a way that they enable all evolutions of the disc-shaped VTOL / STOL aircraft in flight and hovering in various combinations together with the centrally arranged air jet nozzle (310) , wherein feed, pitching movements and yaw turns can be executed by means of the rear steerable spherical air jet nozzle (308), the pitching movements also being executable by two front of the secondary air jet nozzles (313) or two rearward of the secondary air jet nozzles (317) are, with back movement by means of the front steerable spherical air jet nozzle (303) or the two front Ne ben- air jet nozzles (313), each with steerable gate valves (318), can be carried out, whereby rolling movements or lateral pushing can be carried out by means of two left or two right side air jet nozzles (313, 317), the steerable spheroidal air nozzles (303 , 308) have steerable locking slide (319) to control thrust pulse, the front steerable spheroidal air jet nozzle (303) if necessary as the front spheroidal device can be equipped with controllable and interchangeable devices or weapons and then only the Front auxiliary air jet nozzles (313) remain responsible, the system (315) of air and gas lines being formed, the compressed air from the common compressed air envelope (143) and exhaust gases from the engines to the air jet nozzles (303, 308, 310, 312, 313 , 317) by setting corresponding positions of control sockets (322, 321) for different directions of air and gas flows, the specific air and gas flow d Let gas lines communicate with certain air jet nozzles (303, 308, 310, 312, 313, 317), whereby in an emergency the disc-shaped VTOL / STOL aircraft can be controlled by the exhaust gas of the engines with increased pressure for a short time with the addition of compressed air, whereby water can be filled into the lower part and displaced therefrom, in that both the filling and the displacement of the water take place through a central opening of the centrally arranged air jet nozzle (310) and an opening (323) of a control socket (321), the disc-shaped VTOL / STOL- The aircraft is designed to lift itself above a water surface after the engines have been switched on and the water has been displaced and, thanks in particular to the ground effect, has a greater load-bearing capacity than necessary for flying up, so that a loading capacity is exceeded two or more times and the discus-shaped VTOL / STOL aircraft can fly over the water with increased payload, probably at an airspeed of 200-300 km / h, which is important for emergency services.
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