DE102022107737B4 - Flying device - Google Patents
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Abstract
Flugvorrichtung, mit- einem Unterbau (1);- einem oberhalb des Unterbaus (1) angeordneten Oberbau (2);- einer Rotorvorrichtung (3) mit einer Mehrzahl von Rotorblatteinrichtungen (27);- einer oberhalb des Oberbaus (2) angeordneten Kabineneinheit (4); wobei- der Oberbau (2) relativ zu dem Unterbau (1) verschwenkbar ist;- die Rotorvorrichtung (3) an dem Oberbau (2) gelagert ist;- zwischen dem Unterbau (1) und dem Oberbau (2) eine Verschwenkeinrichtung (14) vorgesehen ist, um einen gewünschten Winkel zwischen dem Unterbau (1) und dem Oberbau (2) einzustellen;- die Verschwenkeinrichtung (14) eine Lagereinrichtung (12) und eine Verstelleinrichtung (13) aufweist; und wobei- die Kabineneinheit (4) relativ zu dem Oberbau (2) verschwenkbar ist.Flying device, with - a substructure (1); - an upper structure (2) arranged above the substructure (1); - a rotor device (3) with a plurality of rotor blade devices (27); - a cabin unit (4) arranged above the superstructure (2); wherein - the superstructure (2) can be pivoted relative to the substructure (1); - the rotor device (3) is mounted on the superstructure (2); - a pivoting device (14) is provided between the substructure (1) and the superstructure (2) in order to set a desired angle between the substructure (1) and the superstructure (2); - the pivoting device (14) has a bearing device (12) and an adjusting device (13); and wherein - the cabin unit (4) can be pivoted relative to the superstructure (2).
Description
Die Erfindung betrifft eine Flugvorrichtung, insbesondere eine Flugvorrichtung mit einer sich um eine Vertikalachse drehenden Rotorvorrichtung zur Auftriebserzeugung.The invention relates to a flying device, in particular a flying device with a rotor device rotating about a vertical axis for generating lift.
Um sogenannte „fliegende Untertassen“ ranken sich viele Mythen. So soll es sich dabei z.B. um ein rundes flaches Objekt handeln, das in seiner Form einer umgedrehten Untertasse gleicht, so dass also das Gebilde nach oben konvex gewölbt und auf seiner Unterseite flach oder leicht konkav eingedrückt ist. Der Legende nach wurden solche fliegenden Untertassen vereinzelt schon gesichtet. Über den technischen Aufbau und insbesondere den motorischen Antrieb zum Erzeugen der nötigen Auftriebskraft ist jedoch nichts bekannt.There are many myths surrounding so-called "flying saucers". For example, it is said to be a round, flat object that resembles an upside-down saucer in shape, so that the structure is convex at the top and flat or slightly concave on the underside. According to legend, such flying saucers have been sighted in isolated cases. However, nothing is known about the technical structure and in particular the motor drive to generate the necessary lifting force.
Jedoch gab es in der Technik verschiedene Versuche, eine derartige fliegende Untertasse nachzubauen. Z.B. ist das kanadische „Projekt Y“ aus den 1960er Jahren bekannt, das jedoch nach mehrjähriger Entwicklungsarbeit eingestellt wurde, da es sich als flugunfähig herausgestellt hatte.However, there have been various attempts to recreate such a flying saucer. For example, the Canadian "Project Y" from the 1960s is well known, but this was discontinued after several years of development work because it turned out to be incapable of flying.
Auch soll es im Dritten Reich einen Techniker namens Andreas Epp gegeben haben, der sich in den Jahren 1939 bis 1942 mit der Konstruktion von Flugscheiben beschäftigt hat. Er soll im Jahr 1940 ein flugfähiges Modell gebaut haben, wobei sich dazu im Stand der Technik keine Belege finden lassen.There is also said to have been a technician in the Third Reich named Andreas Epp who worked on the construction of flying discs between 1939 and 1942. He is said to have built a flight-capable model in 1940, although no evidence of this can be found in the state of the art.
Auf der anderen Seite sind Hubschrauber als Flugvorrichtungen vielfältig bekannt, bei denen eine sich um eine Vertikalachse drehende Rotorvorrichtung oberhalb einer Kabineneinheit Auftriebskräfte erzeugt, mit denen auch große Lasten gehoben werden können.On the other hand, helicopters are widely known as flying devices in which a rotor device rotating about a vertical axis above a cabin unit generates lifting forces with which even large loads can be lifted.
Eine scheibenartige Flugvorrichtung, mit einem Unterbau, einem oberhalb vom Unterbau angeordneten Oberbau und einer oberhalb des Oberbaus angeordneten Kabineneinheit, ist in der
In der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Flugvorrichtung anzugeben, die die theoretische Idee einer Flugscheibe aufgreift und vom Konstruktionsprinzip von Hubschraubern abweicht, um einen neuen Typus eines Fluggeräts zu schaffen, der einen komfortablen Transport der Passagiere ermöglicht.The invention is based on the object of specifying a flying device which takes up the theoretical idea of a flying disc and deviates from the design principle of helicopters in order to create a new type of aircraft which enables comfortable transport of passengers.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Flugvorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.The object is achieved according to the invention by a flying device having the features of claim 1. Advantageous embodiments are specified in the dependent claims.
Es wird eine Flugvorrichtung angegeben, mit einem Unterbau, einem oberhalb des Unterbaus angeordneten Oberbau, einer Rotorvorrichtung mit einer Mehrzahl von Rotorblatteinrichtungen, und mit einer oberhalb des Oberbaus angeordneten Kabineneinheit, wobei der Oberbau relativ zu dem Unterbau verschwenkbar ist, und wobei die Rotorvorrichtung an dem Oberbau gelagert ist.A flying device is specified, having a substructure, a superstructure arranged above the substructure, a rotor device with a plurality of rotor blade devices, and having a cabin unit arranged above the superstructure, wherein the superstructure is pivotable relative to the substructure, and wherein the rotor device is mounted on the superstructure.
Die Rotorvorrichtung kann dabei im Wesentlichen um eine Vertikalachse in der Horizontalebene rotieren, also ähnlich wie Rotorvorrichtungen bei Hubschraubern.The rotor device can essentially rotate around a vertical axis in the horizontal plane, similar to rotor devices in helicopters.
Bei der Kabineneinheit kann es sich insbesondere um eine Pilotenkabine handeln. Je nach Auslegung der Flugvorrichtung und der Möglichkeit, auch Passagiere zu transportieren, kann die Kabineneinheit zusätzlich auch eine Passagierkabine aufweisen.The cabin unit can in particular be a pilot's cabin. Depending on the design of the aircraft and the possibility of transporting passengers, the cabin unit can also have a passenger cabin.
Der Oberbau lässt sich relativ zum Unterbau verschwenken bzw. verkippen. Damit wird auch die an dem Oberbau gelagerte Rotorvorrichtung und damit die Drehachse der Rotorvorrichtung verkippt, so dass die Flugrichtung eingestellt werden kann. Auf diese Weise lässt sich durch das Verkippen des Oberbaus relativ zum Unterbau die gesamte Flugvorrichtung steuern und in eine beliebige gewünschte Flugrichtung bewegen.The superstructure can be swiveled or tilted relative to the substructure. This also tilts the rotor device mounted on the superstructure and thus the axis of rotation of the rotor device so that the direction of flight can be adjusted. In this way, the entire flying device can be controlled by tilting the superstructure relative to the substructure and moved in any desired direction.
Insbesondere kann ein Verschwenken des Oberbaus um zwei Horizontalachsen relativ zum Unterbau erfolgen, nämlich um die Nickachse und um die Rollachse. Durch Kombination der beiden Schwenkachsen sind auch beliebige Zwischenstellungen für das Verschwenken des Oberbaus relativ zu dem Unterbau einstellbar, so dass der Oberbau in beliebige Richtungen relativ zu dem Unterbau verschwenkt werden kann. Auf diese Weise kann die Flugvorrichtung in jede gewünschte Richtung abheben bzw. fliegen.In particular, the superstructure can be pivoted about two horizontal axes relative to the substructure, namely the pitch axis and the roll axis. By combining the two pivot axes, any intermediate position for pivoting the superstructure relative to the substructure can be set, so that the superstructure can be pivoted in any direction relative to the substructure. In this way, the flying device can take off or fly in any desired direction.
Der Oberbau und die Kabineneinheit können getrennte Baueinheiten sein. Alternativ ist es auch möglich, dass der Oberbau und die Kabineneinheit in einer gemeinsamen Baueinheit integriert sind.The superstructure and the cabin unit can be separate structural units. Alternatively, it is also possible for the superstructure and the cabin unit to be integrated into a common structural unit.
Zwischen dem Oberbau und dem Unterbau ist eine Verschwenkeinrichtung vorgesehen, um einen gewünschten Winkel zwischen dem Unterbau und dem Oberbau einzustellen. Der gewünschte Winkel kann durch die Verschwenkeinrichtung dauerhaft gehalten werden, um eine entsprechende Anstellung des Oberbaus mit der Rotorvorrichtung während des Flugs zu halten. Dadurch kann eine stabile Fluglage erreicht werden.A swivel device is provided between the superstructure and the substructure to set a desired angle between the substructure and the superstructure. The desired angle can be permanently maintained by the swivel device in order to ensure a corresponding adjustment of the superstructure with the rotor device. during the flight. This allows a stable flight position to be achieved.
Die Verschwenkeinrichtung weist eine Lagereinrichtung und eine Verstelleinrichtung auf. Bei der Lagereinrichtung kann es sich um ein Gelenk, insbesondere um ein Kardangelenk handeln. Dabei kann es vorteilhaft sein, wenn das Gelenk mittig, also zentral bzw. im Bereich des Schwerpunktes zwischen Unterbau und Oberbau angeordnet ist, um den Oberbau beliebig in alle Richtungen relativ zum Unterbau verkippen zu können.The pivoting device has a bearing device and an adjustment device. The bearing device can be a joint, in particular a cardan joint. It can be advantageous if the joint is arranged centrally, i.e. centrally or in the area of the center of gravity between the substructure and the superstructure, in order to be able to tilt the superstructure in any direction relative to the substructure.
Die Verstelleinrichtung kann eine Linearverstelleinrichtung sein, wie z.B. ein Hydraulikzylinder.The adjustment device can be a linear adjustment device, such as a hydraulic cylinder.
Dementsprechend kann bei einer Ausführungsform die Verschwenkeinrichtung ein Kardangelenk aufweisen, sowie z.B. drei oder mehr Hydraulikzylinder, die in geeigneter Weise um das Kardangelenk herum zwischen Unterbau und Oberbau angeordnet sind, um durch jeweilige Kraftwirkung den Oberbau mit Hilfe des Kardangelenks relativ zum Unterbau zu verschwenken.Accordingly, in one embodiment, the pivoting device can comprise a cardan joint and, for example, three or more hydraulic cylinders which are suitably arranged around the cardan joint between the substructure and the superstructure in order to pivot the superstructure relative to the substructure by means of the cardan joint by means of a respective force effect.
Die Kabineneinheit ist relativ zu dem Oberbau verschwenkbar. Dabei kann insbesondere eine Verschwenkbarkeit um die Nickachse vorteilhaft sein. Zu diesem Zweck kann zwischen der Kabineneinheit und dem Oberbau ein Gelenk, insbesondere ein Dreh- oder Scharniergelenk, angeordnet sein, um die Verschwenkbarkeit zu gewährleisten.The cabin unit can be pivoted relative to the superstructure. In this case, pivoting around the pitch axis can be particularly advantageous. For this purpose, a joint, in particular a rotary or hinge joint, can be arranged between the cabin unit and the superstructure to ensure pivoting.
Weiterhin kann zwischen Kabineneinheit und Oberbau eine Linearverstelleinrichtung, z.B. mit einem Hydraulikzylinder, angeordnet sein, um die Relativstellung zwischen Kabineneinheit und Oberbau im Zusammenwirken mit dem Dreh- oder Scharniergelenk einzustellen.Furthermore, a linear adjustment device, e.g. with a hydraulic cylinder, can be arranged between the cabin unit and the superstructure in order to adjust the relative position between the cabin unit and the superstructure in cooperation with the rotary or hinge joint.
Auf diese Weise ist es möglich, stets eine komfortable horizontale Lage der Kabineneinheit in jeder Flugsituation sicherzustellen, die den in der Kabineneinheit befindlichen Personen zugutekommt.In this way, it is possible to always ensure a comfortable horizontal position of the cabin unit in every flight situation, which benefits the persons in the cabin unit.
Bei einer anderen Ausführungsform können auch die Kabineneinheit und der Oberbau starr miteinander gekoppelt sein.In another embodiment, the cabin unit and the superstructure can also be rigidly coupled to one another.
Die Rotorvorrichtung kann an der Oberseite des Oberbaus drehbar gelagert sein. Insbesondere kann dabei die Rotorvorrichtung zwischen dem Oberbau und der Kabineneinheit drehbar gelagert sein. Die Rotorvorrichtung kann durch eine im Oberbau vorgesehene Turbine drehend angetrieben werden. Der für die Kraftstoffversorgung notwendige Kraftstoff kann z.B. in Kraftstofftanks im Unterbau bereitgehalten und gelagert werden. Dazu kann der Unterbau entsprechende Kammern aufweisen, um die notwendigen Tankräume zu schaffen.The rotor device can be rotatably mounted on the top of the superstructure. In particular, the rotor device can be rotatably mounted between the superstructure and the cabin unit. The rotor device can be driven to rotate by a turbine provided in the superstructure. The fuel required for the fuel supply can be kept ready and stored in fuel tanks in the substructure, for example. The substructure can have corresponding chambers to create the necessary tank spaces.
Die Rotorvorrichtung kann eine Kreisringscheibe aufweisen, wobei die Kreisringscheibe auf dem Oberbau drehbar gelagert ist und wobei die Rotorblatteinrichtungen an der Kreisringscheibe vorgesehen und mit der Kreisringscheibe drehbar sind. Auf diese Weise können sich die Rotorblatteinrichtungen z.B. radial oder tangential oder in einem beliebigen Winkel weg von der Kreisringscheibe erstrecken, wobei sowohl die Rotorblatteinrichtungen als auch die Kreisringscheibe in einer gemeinsamen Horizontalebene liegen können.The rotor device can have a circular disk, wherein the circular disk is rotatably mounted on the superstructure and wherein the rotor blade devices are provided on the circular disk and can be rotated with the circular disk. In this way, the rotor blade devices can extend, for example, radially or tangentially or at any angle away from the circular disk, wherein both the rotor blade devices and the circular disk can lie in a common horizontal plane.
Jede der Rotorblatteinrichtungen kann ein Rotorblatt aufweisen, wobei jede der Rotorblatteinrichtungen auch eine zugeordnete Schwenklagervorrichtung aufweisen kann, um einen Anstellwinkel des jeweiligen Rotorblatts relativ zur Horizontalebene einzustellen. Auf diese Weise lässt sich der Winkel eines jeden Rotorblatts in Bezug auf die Horizontalebene verstellen, um mit Hilfe der anströmenden Luft und der damit verbundenen aerodynamischen Effekte eine Auftriebswirkung an jedem Rotorblatt zu erreichen.Each of the rotor blade devices can have a rotor blade, wherein each of the rotor blade devices can also have an associated pivot bearing device in order to adjust an angle of attack of the respective rotor blade relative to the horizontal plane. In this way, the angle of each rotor blade can be adjusted in relation to the horizontal plane in order to achieve a lifting effect on each rotor blade with the aid of the incoming air and the associated aerodynamic effects.
Die Anzahl der Rotorblätter und damit auch der Rotorblatteinrichtungen kann nahezu beliebig gewählt werden, insbesondere in Abhängigkeit von den Lastanforderungen. So ist es möglich, die Flugvorrichtung mit z.B. 4 bis 24 Rotorblättern, insbesondere mit z.B. 4, 5, 6, 8, 12, 16 oder 24 Rotorblättern zu betreiben, wobei auch andere Anzahlen möglich sind.The number of rotor blades and thus also the number of rotor blade devices can be chosen almost arbitrarily, particularly depending on the load requirements. It is therefore possible to operate the flying device with e.g. 4 to 24 rotor blades, in particular with e.g. 4, 5, 6, 8, 12, 16 or 24 rotor blades, although other numbers are also possible.
Bei einer Variante sind die Rotorblätter - bis auf die Schwenklagerung zum Einstellen des Anstellwinkels und die damit verbundene Verschwenkbarkeit der einzelnen Rotorblätter relativ zur Kreisscheibe - fest an der Kreisringscheibe angeordnet.In one variant, the rotor blades are fixedly mounted on the circular disk, except for the pivot bearing for adjusting the angle of attack and the associated pivotability of the individual rotor blades relative to the circular disk.
Bei einer anderen Variante können die Rotorblätter teleskopierbar, also ausfahrbar sein. Zu diesem Zweck kann jede der Rotorblatteinrichtungen eine als Tragschwert dienende Speiche aufweisen, wobei jeweils ein Rotorblatt auf einem zugeordneten Tragschwert bzw. der Speiche gelagert sein kann und wobei das Rotorblatt relativ zu dem Tragschwert linear verschiebbar ist, wenigstens zwischen einer eingefahrenen Stellung und einer ausgefahrenen Stellung. Dabei können das Tragschwert und das Rotorblatt gemeinsam durch die jeweils zugeordnete Schwenklagervorrichtung verschwenkt werden, um die gewünschte Einstellung des Anstellwinkels für das betreffende Rotorblatt zu bewirken.In another variant, the rotor blades can be telescopic, i.e. extendable. For this purpose, each of the rotor blade devices can have a spoke serving as a support blade, whereby a rotor blade can be mounted on an associated support blade or spoke and whereby the rotor blade can be moved linearly relative to the support blade, at least between a retracted position and an extended position. The support blade and the rotor blade can be pivoted together by the associated pivot bearing device in order to achieve the desired setting of the angle of attack for the rotor blade in question.
Bei einer anderen Variante sind die Tragschwerter bzw. Speichen fest bzw. starr mit der Kreisringscheibe verbunden. Zwischen einem Tragschwert und dem zugeordneten Rotorblatt kann eine jeweilige Schwenklagervorrichtung angeordnet sein, um den Anstellwinkel des Rotorblatts relativ zu dem das Rotorblatt tragenden Tragschwert einstellen zu können.In another variant, the support blades or spokes are firmly or rigidly connected to the circular disk. Between a support A respective pivot bearing device can be arranged between the blade and the associated rotor blade in order to be able to adjust the angle of attack of the rotor blade relative to the supporting blade carrying the rotor blade.
Bei einer Variante ist es auch möglich, dass das Rotorblatt seinerseits aufgeteilt ist in einen zum Erzeugen des Auftriebs wirkenden Blattbereich und in einen über das Tragschwert verschiebbaren Tragbereich. Die Schwenklagervorrichtung kann in diesem Fall zwischen dem Blattbereich und dem Tragbereich angeordnet sein. Der Tragbereich kann ähnlich einer Schwertscheide über das Tragschwert geschoben werden.In one variant, it is also possible for the rotor blade to be divided into a blade area that acts to generate lift and a support area that can be moved over the support blade. In this case, the pivot bearing device can be arranged between the blade area and the support area. The support area can be moved over the support blade like a blade scabbard.
Die Tragschwerter können als jeweilige Speichen an der Kreisringscheibe ausgebildet sein und auf diese Weise die Rotorblätter an der Kreisringscheibe halten.The support blades can be designed as respective spokes on the annular disc and in this way hold the rotor blades to the annular disc.
Die derart teleskopierbaren Rotorblätter basieren auf dem „Schwert-Scheide-Prinzip“, wobei das Tragschwert an der Kreisringscheibe fest angebracht ist, während das jeweils von dem Tragschwert getragene Rotorblatt linear auf dem Tragschwert verschoben, insbesondere radial nach außen werden kann. Die Verschiebung kann z.B. mit Hilfe einer entsprechenden Lineareinheit, wie z.B. einem doppelten Hydraulikzylinder bewirkt werden, der an einem jeweiligen Rotorblatt befestigt ist und das Ein- und Ausfahren des Rotorblatts bewirkt.The telescopic rotor blades of this type are based on the "sword-sheath principle", whereby the supporting sword is firmly attached to the circular disk, while the rotor blade carried by the supporting sword can be moved linearly on the supporting sword, in particular radially outwards. The displacement can be achieved, for example, with the help of a corresponding linear unit, such as a double hydraulic cylinder, which is attached to each rotor blade and causes the rotor blade to be extended and retracted.
Die Rotorblätter sind somit relativ zu dem sie tragenden Tragschwert linear in Radialrichtung zu der Kreisringscheibe verschiebbar. Die lineare Verschiebbarkeit muss nicht zwingend in eine reine Radialrichtung erfolgen. Auch andere Richtungen sind möglich, z.B. eine Kombination aus einer Radial- und einer Tangentialrichtung.The rotor blades can therefore be moved linearly in the radial direction to the annular disk relative to the supporting blade that supports them. The linear movement does not necessarily have to be in a purely radial direction. Other directions are also possible, e.g. a combination of a radial and a tangential direction.
Das Ein- und Ausfahren der Rotorblätter erlaubt es, den durch die Rotorblätter bestimmten Gesamt-Außendurchmesser der Flugvorrichtung zu verändern. Für den Flugbetrieb kann es z.B. vorteilhaft sein, die Rotorblätter möglichst weit auszufahren, um eine bestmögliche Auftriebswirkung zu erreichen. Im Stillstand jedoch oder in der Parkposition kann es wiederum vorteilhaft sein, den Außendurchmesser der Flugvorrichtung möglichst gering zu halten, um wenig Platz zu beanspruchen. Für diesen Fall können die Rotorblätter radial eingefahren werden, in ihre eingefahrene Stellung.Extending and retracting the rotor blades allows the overall outer diameter of the aircraft, which is determined by the rotor blades, to be changed. For flight operations, for example, it can be advantageous to extend the rotor blades as far as possible in order to achieve the best possible lift effect. However, when stationary or in the parking position, it can be advantageous to keep the outer diameter of the aircraft as small as possible in order to take up as little space as possible. In this case, the rotor blades can be retracted radially into their retracted position.
Bei einer Variante können die Rotorblätter um einen Winkel in der Horizontalebene tangential zu der Kreisringscheibe angestellt sein, wobei jede der Rotorblatteinrichtungen eine Winkelverstelleinrichtung aufweist, zum Einstellen eines jeweiligen Winkels des zugehörigen Rotorblatts in der Horizontalebene relativ zu der Kreisringscheibe. Das bedeutet, dass der Erstreckungswinkel der Rotorblätter nicht zwingend radial zur Kreisringscheibe erfolgen muss. Vielmehr können sich die Rotorblätter auch tangential zur Kreisringscheibe erstrecken. Mit Hilfe der Winkelverstelleinrichtung ist es aber möglich, den Winkel der Rotorblätter relativ zur Kreisringscheibe zu verändern, z.B. zwischen einer tangentialen Stellung in eine radiale Stellung.In one variant, the rotor blades can be set at an angle in the horizontal plane tangential to the annular disk, with each of the rotor blade devices having an angle adjustment device for setting a respective angle of the associated rotor blade in the horizontal plane relative to the annular disk. This means that the extension angle of the rotor blades does not necessarily have to be radial to the annular disk. Rather, the rotor blades can also extend tangentially to the annular disk. With the help of the angle adjustment device, however, it is possible to change the angle of the rotor blades relative to the annular disk, e.g. between a tangential position to a radial position.
Dementsprechend sind für die Ausgestaltung der Rotorvorrichtung mehrere Varianten möglich. So kann eine Kreisringscheibe (Rotorscheibe) mit feststehenden Rotorblättern vorgesehen sein. Bei einer Variante können die Rotorblätter radial bzw. linear teleskopierbar sein, in Analogie zu dem Schwert-Scheide-Prinzip. Je nach Ausgestaltung ist es dabei möglich, die Rotorblätter komplett einzufahren, so dass sie den Außendurchmesser der Flugvorrichtung nicht über den Durchmesser des Unterbaus und/oder des Oberbaus hinaus vergrößern.Accordingly, several variants are possible for the design of the rotor device. For example, a circular disk (rotor disk) with fixed rotor blades can be provided. In one variant, the rotor blades can be radially or linearly telescopic, analogous to the sword-sheath principle. Depending on the design, it is possible to retract the rotor blades completely so that they do not increase the outer diameter of the flying device beyond the diameter of the substructure and/or the superstructure.
Die Kreisringscheibe (Rotorscheibe) kann mit den jeweils aus der Scheibe austretenden Speichen eine Einheit bilden. Die Speichen wiederum können radial, tangential oder unter einem beliebigen Winkel an der Wurzel der Rotorscheibe befestigt werden. Diese Speichen bilden die „Schwerter“, über die bei einer Ausführungsform als eine Einheit die jeweiligen „Scheiden“ geschoben werden können. The circular disk (rotor disk) can form a unit with the spokes that emerge from the disk. The spokes in turn can be attached to the root of the rotor disk radially, tangentially or at any angle. These spokes form the "swords" over which the respective "sheaths" can be pushed as a unit in one embodiment.
Bei einer Variante ist es möglich, den Anstellwinkel der Rotorblätter verstellbar zu machen. Auch können die Rotorblätter tangential zu der Kreisringscheibe und damit zu der Hochachse angeordnet sein. Bei einer Variante kann dieser Tangentialwinkel der Rotorblätter zur Hochachse verstellbar sein.In one variant, it is possible to make the angle of attack of the rotor blades adjustable. The rotor blades can also be arranged tangentially to the circular disk and thus to the vertical axis. In one variant, this tangential angle of the rotor blades to the vertical axis can be adjustable.
An dem Unterbau kann ein Fahrwerk vorgesehen sein. Das Fahrwerk kann z.B. mehrere, insbesondere drei Fahrwerkeinheiten aufweisen, um einen sicheren Stand der Flugvorrichtung in der Parkposition zu erreichen. Das Fahrwerk bzw. die Fahrwerkeinheiten können in dem Unterbau einklappbar sein, um im Flugbetrieb kein Hindernis darzustellen.A landing gear can be provided on the substructure. The landing gear can, for example, have several, in particular three, landing gear units in order to ensure that the aircraft is stable in the parking position. The landing gear or the landing gear units can be folded into the substructure in order not to represent an obstacle during flight.
Auf der Oberseite der Kabineneinheit kann eine Drehmomentausgleichsvorrichtung vorgesehen sein. Die Drehmomentausgleichsvorrichtung dient zum Ausgleichen des durch die Rotorvorrichtung im Betrieb bewirkten Drehmoments, ähnlich einem Heckrotor bei einem Hubschrauber. Die Drehmomentausgleichsvorrichtung kann als Fenestron ausgebildet sein und auf der Kabineneinheit sich nach oben erstrecken. Zudem kann die Drehmomentausgleichsvorrichtung in eine entsprechende Ausnehmung der Kabineneinheit verschwenkbar bzw. versenkbar sein, um in der Parkposition möglichst wenig Raum zu beanspruchen.A torque compensation device can be provided on the top of the cabin unit. The torque compensation device serves to compensate for the torque caused by the rotor device during operation, similar to a tail rotor on a helicopter. The torque compensation device can be designed as a fenestron and extend upwards on the cabin unit. In addition, the torque compensation device can be pivoted or retracted into a corresponding recess in the cabin unit in order to take up as little space as possible in the parking position.
Es kann ein Höhenleitwerk vorgesehen sein, insbesondere zur Stabilisierung. Das Höhenleitwerk kann an der Kabineneinheit, insbesondere an der Drehmomentausgleichsvorrichtung, also z.B. an dem Fenestron, angeordnet sein. Das Höhenleitwerk kann insbesondere dann seine Wirkung entfalten, wenn die Flugvorrichtung eine Vorwärtsbewegung vollzieht, so dass an dem Höhenleitwerk entsprechende aerodynamische Kräfte entstehen.A horizontal stabilizer can be provided, in particular for stabilization. The horizontal stabilizer can be arranged on the cabin unit, in particular on the torque compensation device, e.g. on the fenestron. The horizontal stabilizer can develop its effect in particular when the aircraft performs a forward movement, so that corresponding aerodynamic forces arise on the horizontal stabilizer.
An der Kabineneinheit kann wenigstens ein Düsenantrieb vorgesehen sein, zum Erzeugen einer Vortriebskraft und damit einer Vortriebs- bzw. Vorwärtsbewegung der Flugvorrichtung. Der Düsenantrieb kann ein oder mehrere Düsentriebwerke aufweisen, die an der Außenseite der Kabineneinheit angeordnet oder in dem Gehäuse der Kabineneinheit integriert sein können. Im Flugbetrieb können die Rotorvorrichtung und der Düsenantrieb gemeinsam wirken, wobei die Rotorvorrichtung den Auftrieb und der Düsenantrieb den Vortrieb erzeugt.At least one jet drive can be provided on the cabin unit to generate a propulsive force and thus a propulsion or forward movement of the flying device. The jet drive can have one or more jet engines, which can be arranged on the outside of the cabin unit or integrated in the housing of the cabin unit. During flight, the rotor device and the jet drive can work together, with the rotor device generating the lift and the jet drive generating the propulsion.
An der Unterseite des Unterbaus kann eine Lastaufnahmeeinrichtung vorgesehen sein. Dabei kann es sich z.B. um eine Winde mit einem Haken handeln.A load-carrying device can be provided on the underside of the substructure. This could be, for example, a winch with a hook.
Diese und weitere Vorteile und Merkmale werden nachfolgend anhand von Beispielen unter Zuhilfenahme der begleitenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine erfindungsgemäße Flugvorrichtung mit ausgefahrenen Rotorblättern in Seitenansicht; -
2 die Flugvorrichtung von1 in Perspektivansicht; -
3 die Flugvorrichtung von1 in der Draufsicht mit radial gerichteten Rotorblatteinstellungen; -
4 die Flugvorrichtung von1 in Rückansicht; -
5 die Flugvorrichtung von1 mit eingeklapptem Fahrwerk und eingefahrenen Rotorblättern in Perspektivansicht von unten; -
6 die Flugvorrichtung von5 in Perspektivansicht von oben; -
7 die Flugvorrichtung von5 in der Draufsicht mit abgeschwenkten Rotorblatteinstellungen; -
8 die Flugvorrichtung von5 in Seitenansicht; -
9 eine Schnittdarstellung von Unterbau und Oberbau; -
10 eine Detaildarstellung von9 ; -
11 eine Detaildarstellung eines Kardangelenks zwischen Unterbau und Oberbau; -
12 die Rotorvorrichtung in der Draufsicht; -
13 eine Detailansicht mit dem Antrieb für die Rotorvorrichtung; -
14 eine Detailansicht mit der Lagerung der Rotorvorrichtung mithilfe einer Kugeldrehverbindung; -
15 eine Detailansicht einer Variante der Rotorvorrichtung; -
16 eine Variante für eine Rotorblatteinrichtung; -
17 eine andere Ausführungsform der Rotorblatteinrichtung; -
18 eine andere Ansicht zu der Rotorblatteinrichtung mit einer Schwenklagervorrichtung ; -
19 einen Längsschnitt zu18 .
-
1 a flying device according to the invention with extended rotor blades in side view; -
2 the flight device of1 in perspective view; -
3 the flight device of1 in plan view with radially directed rotor blade settings; -
4 the flight device of1 in rear view; -
5 the flight device of1 with folded landing gear and retracted rotor blades in perspective view from below; -
6 the flight device of5 in perspective view from above; -
7 the flight device of5 in plan view with swiveled rotor blade settings; -
8th the flight device of5 in side view; -
9 a sectional view of the substructure and superstructure; -
10 a detailed view of9 ; -
11 a detailed view of a cardan joint between the substructure and the superstructure; -
12 the rotor device in plan view; -
13 a detailed view of the drive for the rotor device; -
14 a detailed view showing the bearing of the rotor device using a ball bearing slewing ring; -
15 a detailed view of a variant of the rotor device; -
16 a variant for a rotor blade device; -
17 another embodiment of the rotor blade device; -
18 another view of the rotor blade assembly with a pivot bearing device; -
19 a longitudinal section18 .
Die
Der Unterbau 1 und der Oberbau 2 können jeweils als doppelwandige Kreisringträger aufgebaut sein und mit Schottblechen versteift werden.The substructure 1 and the superstructure 2 can each be constructed as double-walled circular ring girders and stiffened with bulkhead plates.
Als Teil des Unterbaus 1 sind zwei zu einem Fahrwerk gehörende Fahrwerkeinheiten 5 dargestellt. Zudem ist ebenfalls als Teil des Unterbaus 1 an der Unterseite eine Lastaufnahmeeinrichtung in Form eines Hakens 6 vorgesehen.Two chassis units 5 belonging to a chassis are shown as part of the substructure 1. In addition, a load-carrying device in the form of a hook 6 is also provided on the underside as part of the substructure 1.
Der Oberbau 2 ist relativ zu dem Unterbau 1 verschwenkbar bzw. verkippbar, wie später noch erläutert wird. Auf der Oberseite des Oberbaus 2 ist die Rotorvorrichtung 3 drehbar gelagert. Die Rotorvorrichtung 3 weist unter anderem Rotorblätter 7 sowie weitere Komponenten auf, wie später noch erläutert wird.The superstructure 2 can be pivoted or tilted relative to the substructure 1, as will be explained later. The rotor device 3 is rotatably mounted on the top of the superstructure 2. The rotor device 3 has, among other things, rotor blades 7 and other components, as will be explained later.
Die Kabineneinheit 4 kann wenigstens eine Kabine für einen Piloten in Form einer Pilotenkanzel 8 aufweisen. Zudem ist eine Passagierkabine 9 im Inneren der Kabineneinheit 4 vorgesehen. Auf der Oberseite der Kabineneinheit 4 ist ein als Drehmomentausgleichsvorrichtung dienendes Fenestron 10 vorgesehen, das zum Ausgleich des durch die Rotorvorrichtung 4 bewirkten Drehmoments im Flugbetrieb dient. Auf der Oberseite des Fenestrons ist ein Höhenleitwerk 11 angeordnet. Das Fenestron 10 kann mit dem Höhenleitwerk 11 in das Innere der Kabineneinheit 4 eingefahren bzw. eingeschwenkt werden, um die Gesamthöhe der Flugvorrichtung zu verringern, wie z.B. in
Zudem kann optional an der Kabineneinheit 4 ein Düsenantrieb mit z.B. zwei Düsen vorgesehen sein. Die Düsen weisen jeweils einen Lufteinlass 4a und einen Gasauslass 4b auf, wie in
Die Rotorvorrichtung 3 mit den Rotorblättern 7 wird für den Flugbetrieb in Drehbewegung versetzt. Durch die gegen die Rotorblätter 7 strömende Luft wird ein Auftrieb erzeugt, der geeignet ist, die gesamte Flugvorrichtung anzuheben. Die Erzeugung der Auftriebskräfte erfolgt somit analog zu dem Wirkprinzip bei einem Hubschrauber.The rotor device 3 with the rotor blades 7 is set in rotation for flight operation. The air flowing against the rotor blades 7 generates a lift that is suitable for lifting the entire flight device. The generation of the lift forces is thus analogous to the operating principle in a helicopter.
Der Oberbau 2 ist über ein Kardangelenk 12 auf dem Unterbau 1 beliebig verkippbar gelagert. Zum Abstützen des Oberbaus 2 und zum Einstellen eines jeweils gewünschten Schwenkwinkels zwischen Oberbau 2 und Unterbau 1 sind vier als Verstelleinrichtung dienende Hydraulikzylinder 13 vorgesehen, die jeweils auch durch Kardangelenke an dem Unterbau 1 und dem Oberbau 2 angekoppelt sind. Mit Hilfe der wenigstens drei, im gezeigten Beispiel vier Hydraulikzylinder 13 kann der Oberbau 2 beliebig relativ zu dem Unterbau 1 verschwenkt werden. Selbstverständlich können auch andere Einrichtungen anstelle der Hydraulikzylinder 13 vorgesehen werden, um die Schwenkstellung zu bewirken.The superstructure 2 is mounted on the substructure 1 via a cardan joint 12 so that it can be tilted as desired. To support the superstructure 2 and to set a desired swivel angle between the superstructure 2 and the substructure 1, four hydraulic cylinders 13 are provided which serve as adjustment devices, each of which is also coupled to the substructure 1 and the superstructure 2 by cardan joints. With the help of the at least three, in the example shown four hydraulic cylinders 13, the superstructure 2 can be swiveled as desired relative to the substructure 1. Of course, other devices can also be provided instead of the hydraulic cylinders 13 to bring about the swivel position.
Das Kardangelenk 12 kann einen unteren Anlenkflansch 12a und einen oberen Anlenkflansch 12b aufweisen, wobei der untere Anlenkflansch 12a auf der Oberseite des Unterbaus 1 befestigt ist und der obere Anlenkflansch 12b an der Unterseite des Oberbaus 2 befestigt ist. Um einen ausreichenden Abstand zwischen Unterbau 1 und Oberbau 2 zu schaffen und damit einen ausreichend großen Verkippwinkel des Oberbaus 2 relativ zum Unterbau 1 zu ermöglichen, ist das Kardangelenk 12 mit Hilfe von jeweiligen Tragsäulen 12c zwischen den beiden Anlenkflanschen 12a, 12b angeordnet.The cardan joint 12 can have a lower articulation flange 12a and an upper articulation flange 12b, wherein the lower articulation flange 12a is attached to the top of the substructure 1 and the upper articulation flange 12b is attached to the underside of the superstructure 2. In order to create a sufficient distance between the substructure 1 and the superstructure 2 and thus to enable a sufficiently large tilt angle of the superstructure 2 relative to the substructure 1, the cardan joint 12 is arranged between the two articulation flanges 12a, 12b with the aid of respective support columns 12c.
Wie
Im Inneren des Turms 16 befindet sich ein Antrieb für die Rotorvorrichtung 3. Der Antrieb weist neben einem nicht dargestellten Antriebsmotor ein Planetengetriebe mit einem Sonnenrad 17 und zwei Planetenrädern 18 auf. Die Planetenräder 18 müssen in ihrer Position fixiert sein, um das Drehmoment nach außen durch Öffnungsschlitze im Turm 16 über Kugeldrehverbindung auf die Kreisringscheibe 15 abgeben zu können, wie später noch anhand von
Auf der Kreisringscheibe 15 ist ein Ölring 15b vorgesehen, der zur Versorgung der Zylinder mit Hydrauliköl für die Teleskopiervorgänge dient. Dementsprechend kann auch während des Rotationsbetriebs Hydrauliköl auf der Kreisringscheibe 15 mitgeführt werden, ohne das Unwuchten entstehen können.An oil ring 15b is provided on the circular disk 15, which serves to supply the cylinders with hydraulic oil for the telescoping processes. Accordingly, hydraulic oil can also be carried on the circular disk 15 during rotation operation without causing imbalances.
Der Antrieb für das Planetengetriebe mit dem Sonnenrad 17 und den Planetenrädern 18 sowie für die Rotorvorrichtung 3 erfolgt durch einen in den Figuren nicht dargestellten Antrieb. Insbesondere kann dieser Antrieb eine Antriebsturbine aufweisen, um eine ausreichend hohe Drehzahl der Rotorvorrichtung 3 zu erreichen.The drive for the planetary gear with the sun gear 17 and the planet gears 18 as well as for the rotor device 3 is provided by a drive not shown in the figures. In particular, this drive can have a drive turbine in order to achieve a sufficiently high speed of the rotor device 3.
Die Verzahnung des Planetenrads 18 greift in eine Kugeldrehverbindung 19 mit einer Innenverzahnung 19a (Hohlrad) ein, die mit der Kreisringscheibe 15 gekoppelt ist, wodurch die Rotation der Kreisringscheibe 15 bewirkt wird. Die Kreisringscheibe 15 ist auf einem zu der Kugeldrehverbindung 19 gehörenden Wälzlager 20 auf dem Oberbau 2 relativ zu dem Oberbau 2 drehbar gelagert, wie
Wie
Die Rotorblätter 7 sind Teil einer Rotorblatteinrichtung 27 und sind jeweils auf einem Tragschwert 25 linear verschiebbar. Zu diesem Zweck ist für jedes Rotorblatt 7 eine Lineareinheit 26 vorgesehen, die das jeweilige Rotorblatt 7 auf dem Tragschwert 25 linear zwischen einer ausgefahrenen Stellung (wie in
Das Rotorblatt 7 und das Tragschwert 25 bilden zusammen die Rotorblatteinrichtung 27. Um das Rotorblatt 7 auf dem Tragschwert 25 linear verschieben zu können, kann an dem Rotorblatt 7 eine Blattscheide 7a vorgesehen sein, die über das jeweilige Tragschwert 25 geschoben ist.The rotor blade 7 and the support blade 25 together form the rotor blade device 27. In order to be able to move the rotor blade 7 linearly on the support blade 25, a blade sheath 7a can be provided on the rotor blade 7, which is pushed over the respective support blade 25.
Die Rotorblätter 7 sind somit jeweils relativ zu den sie tragenden Tragschwertern 25 linear verschiebbar, also teleskopierbar. Die Teleskopierung kann z.B. im Parkzustand am Boden erfolgen, um den Gesamtdurchmesser der Flugvorrichtung zu verringern. Ebenso ist es auch möglich, die Teleskopierung während des Fluges durchzuführen und auf diese Weise die Rotorblätter 7 aus- oder einzufahren und so Weise den Auftrieb zu verändern. Dabei kann das Zusammenwirken zwischen den rotierenden Rotorblättern 7 und den optional vorgesehenen, z.B. an der Oberseite der Kabineneinheit 4 angeordneten Düsenantrieben in geeigneter Weise gewählt werden, um den jeweils gewünschten Flugzustand zu erreichen.The rotor blades 7 can thus be moved linearly relative to the supporting blades 25 that carry them, i.e. they can be telescoped. Telescoping can be done, for example, when the aircraft is parked on the ground in order to reduce the overall diameter of the aircraft. It is also possible to carry out telescoping during flight and in this way extend or retract the rotor blades 7 and thus change the lift. The interaction between the rotating rotor blades 7 and the optionally provided jet drives, e.g. arranged on the top of the cabin unit 4, can be selected in a suitable manner in order to achieve the desired flight state.
Jede der Rotorblatteinrichtungen 27 ist um ein Schlagwerk bzw. Scharnier 28 relativ zu der Kreisringscheibe 15 verschwenkbar, mit Hilfe einer Lineareinheit 29. Damit lässt sich der Winkel einer jeden Rotorblatteinrichtung 27 mit dem Rotorblatt 7 relativ zu der Kreisringscheibe 15 und damit der restlichen Flugvorrichtung verstellen.Each of the rotor blade devices 27 can be pivoted about a striking mechanism or hinge 28 relative to the circular ring disk 15, with the aid of a linear unit 29. This allows the angle of each rotor blade device 27 with the rotor blade 7 to be adjusted relative to the circular ring disk 15 and thus the rest of the flight device.
An der Lagerung des Rotorblatts 7 ist ein Schwenklager 30 vorgesehen, um das Rotorblatt 7 hinsichtlich seines Anstellwinkels verdrehen zu können. Das Schwenklager 30 ist zu diesem Zweck mit einem Verstellfinger 31 gekoppelt, der den Anstellwinkel des Rotorblatts 7 in der gewünschten Stellung hält.A pivot bearing 30 is provided on the bearing of the rotor blade 7 in order to be able to rotate the rotor blade 7 with regard to its angle of attack. For this purpose, the pivot bearing 30 is coupled to an adjusting finger 31, which holds the angle of attack of the rotor blade 7 in the desired position.
Somit kann insbesondere für den Startvorgang ein größerer Anstellwinkel für die Rotorblätter 7 gewählt werden, um eine möglichst starke Auftriebswirkung zu erreichen.Thus, a larger angle of attack for the rotor blades 7 can be selected, especially for the take-off process, in order to achieve the strongest possible lift effect.
Das Schwenklager 30 kann dabei zwischen dem eigentlichen Rotorblatt 7 und der auf dem jeweiligen Tragschwert 25 linear verschiebbaren Blattscheide 7a angeordnet sein, wenn es sich um eine telekopierbare Variante handelt. In diesem Fall ist dann nur das Rotorblatt 7 verschwenkbar, um seinen Anstellwinkel zu verändern, während das Tragschwert 25 mit der Blattscheide 7 nicht verschwenkt wird.The pivot bearing 30 can be arranged between the actual rotor blade 7 and the blade sheath 7a, which can be moved linearly on the respective support blade 25, if it is a telescopic variant. In this case, only the rotor blade 7 can be pivoted in order to change its angle of attack, while the support blade 25 with the blade sheath 7 is not pivoted.
Insbesondere ist das Schwenklager 30 in diesem Fall am Ende der teleskopierbaren Blattscheide 7a angeordnet und mit dieser fest verbunden. Mittels eines im vorderen Bereich angeordneten Wälzlagers für die Beweglichkeit des Rotorblatts 7 kann der Schwenkwinkel des Rotorblatts 7 über den Verstellfinger 31 linear verändert werden.In particular, the pivot bearing 30 is arranged in this case at the end of the telescopic blade sheath 7a and is firmly connected to it. By means of a roller bearing arranged in the front area for the mobility of the rotor blade 7, the pivot angle of the rotor blade 7 can be changed linearly via the adjustment finger 31.
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