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Flugzeug mit einer Luftschraube in einem Ringflügel Die Erfindung
bezieht sich auf ein Flugzeug mit Luftschraubenantrieb.
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Es ist bekannt, ein mit nur einer Luftschraube ausgerüstetes Flugzeug
so auszugestalten, daß die Luftschraube an der hinteren Kante des Tragwerks oder
am hinteren Ende des Rumpfs zwischen Rumpf und l-eitwerk in der Symmetrieebene des
Flugzeugs umläuft. Für die Lagerung der Luftschraube bzw. der Luftschraubenwelle
ergeben sich dabei zuweilen Schwierigkeiten. Denn die Luftschraube muß möglichst
schwingungsfrei gelagert sein und eine statisch und dynamisch günstige Absetzung
der Schraubenschubkräfte ermöglichen. Andererseits muß das Leitwerk oder der Schwanz
des Flugzeugs trotz des freizuhaltenden Luftschraubenkreises knickfest und biegesteif
an den Rumpf angeschlossen werden. Man hat dieser Forderung bei bekannten Ausführungen
z. B. dadurch genügt, daß man die Luftschraubenwelle hohl ausführte und dem Leitwerksträger
durch die hohle Schraubenwelle hindurchführte. Diese Anordnung ist nicht immer ausführbar.
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Der Leitwerksträger ist meist nicht genügend liegesteif, so daß das
Leitwerk schädlichen Schwingungen ausgesetzt ist. Bei Vergrößerung des Durchinessers
des Leitwerksträgers zur Herstellung ausreichender Biegesteifigkeit muß aber auch
die Luftscbraubennabe zwangläufig vergrößert werden, was nachteilig ist und die
Antriebsverhältnisse ungünstig gestaltet.
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Es sind andererseits Flugzeuge mit Tragflügeln bekanntgeworden, die
gleichzeitig einen oder zwei Ringflügel aufweisen, wobei in jedem Ringflügel eine
Luftschraube umläuft. Die Vorteile eines Ringflügels sind allgemein bekannt. Es
ist auch nicht mehr neu, einen Ringflügel so zu profilieren, daß er im Bereich des
Luftschraubenkreises nach innen düsenförmig verengt ist. Es ergeben sich dabei gute
Vor- und Auftriebserhältnisse.
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Bei den bekannten Flugzeugen mit Ringflügeln erfolgt die Befestigung
dieser Vollringflügel mittels besonderer Stützen. Ein solches Tragwerk ist aber
baulich außerordentlich kompliziert und statisch unbe-"timmt, so. daß sich Flugzeuge
dieser Art bisher nicht durchsetzen konnten.
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Gemäß der Erfindung wird die untere Hälfte des Ringflügels vom hinteren
Teil der in diesem Bereich ringförmig abgekröpften Tragflügel gebildet. Dadurch
kann der Leitwerksträger an der unteren Hälfte des Ringflügels befestigt werden,
und die Luftschraubenwelle kann einen vollen Ouerschnitt mit relativ geringem Durchmesser
besitzen.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung weist der Rumpf im Bereich
des Luftschraubenkreises eine Stufe oder einen Einschnitt auf oder endet vor dem
Luftschraubenkreis unter Bildung einer Stufe gegen den angeschlossenen Leitwerksträger.
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Zur weiteren Verbesserung der Auftriebs- und auch der statischen Verhältnisse
werden die beiden Tragflügel nach der Erfindung in der Knickzone mit einem ungefähr
horizontal gerichteten .und mit Abstand vom Rumpf sich erstreckenden Zwischenflügel
verbunden und dadurch wirkungsvoll gegeneinander abgestützt. Dieser Zwischenflügel
trägt zugleich an seiner Hinterkante das Lager oder mindestens das vordere Lager
der Luftschraube. Hinter dem Luftschraubenkreis befindet sich eine vertikale Stütze;
welche den oberen Teil des den Ringflügel bildenden Kreisbogenstücks nach unten
gegen den Leitwerksträger abstützt. Gleichzeitig sind unmittelbar hinter dem Luftschraubenkreis
willkürlich verstellbareRuder oder Klappenkörper mit bei Normalflug horizontaler
Schwenkachse angeordnet, deren Schwenkzapfen am Ringflügel und an der .erwähnten
vertikalen Verbindungsstrebe gelagert sind. An diesem strebenförmigen Verbindungsstück
kann auch gleichzeitig ein hinteres Lager der Luftschraubenwelle abgestützt sein.
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. Die Erfindung läßt sich am besten verwirklichen für -Flugzeuge,
die als Schulterdecker ausgebildet sind mit gegen den Rumpf nach unten abgeknickten
Flügeln, wobei dann der Ringflügel unmittelbar hinter dem relativ kurzen Rumpf angeordnet
ist, so daß die Luftschraube am Rumpfende .umläuft. Der untere Teil- des Luftschraubenkreises
wird zwar in einem relativ kleinen Sektor von dem Flugzeugrumpf abgedeckt, aber
erfindungsgemäß wird das Rumpfende keil- oder spindelförmig verjüngt, so daß die
Luftschraube, die unmittelbar hinter dem Rumpfende umläuft, über ihren ganzen Drehbereich
.dennoch voll beaufschlagt wird. Trotzdem ergeben sich aber durch die Anordnung
des zusammengesetzten Ringflügels
und des vor dem Ringflügel sich
erstreckenden Mittelflügels, der die beiden Haupttragflügel verbindet, besonders
einfache bauliche und gute statische Verhältnisse. Die Start- und Landeeigenschaften
des Flugzeugs werden dadurch. . daß unmittelbar hinter der Luftschraube, also im
Luftschranbenstrahl, zwei horizontale Klappen angeordnet sind, und weil das Leitwerk
so hoch gezogen wird, daß es ebenfalls vom Luftschraubenstrahl voll beaufschlagt
wird, außerordentlich günstig gestaltet.
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Die erfindungsgemäße Ausbildung des Tragwerks ergibt einen völlig
neuen, bisher unbekannten Flugzeugtyp.
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Ein erfindungsgemäß ausgestaltetes Flugzeug ist in der Zeichnung bildlich
dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 das Flugzeug beispielsweise in Ansicht und teilweisem
Schnitt von der Seite, Fig. 2 das Flugzeug nach Fig. 1 in Draufsicht, Fig. 3 das
gleiche Flugzeug in Ansicht von vorn. Das Flugzeug besitzt zwei frei tragende Tragflügel
1 und 2, die gegen den Rumpf 3 nach unten abgeknickt sind. Die Tragflügelwurzel
4 ist vom Knickpunkt 5 bis zum Anschluß an die Rumpfseitenwand gekrümmt ausgeführt.
Der Krümmungsradi:us ist so gewählt, daß -er sich mit einem die Flügel 1 und 2 in
der Knickzone 5 und 5' verbindenden und den Rumpf oder seine Fortsetzung mit Abstand
überbrückenden kreisbogenförmigen Bogenstück 6 zu einem vollen Kreis ergänzt. Das
Bogenstück 6 ist -an den Knickpunkten 5 und 5' fest mit den Tragflügeln 1 und 2
verbunden, so daß dieser Bogen 6 zusammen mit den Tragflügelwurzeln 4 und 4' einen
vollen Ringflügel bildet, in welchem die Luftschraube 7,umläuft, die an dem die
beiden Tragflügel 1 und 2 ungefähr in Horizontalebene verbindenden Mittelflügel
8 gelagert ist. In Flugrichtung hinter dem Luftschraubenkreis ist der aus den Teilen
6, 4 und 4' bestehende profilierte Ringflügel mittels einer vertikalen Strebe 9
abgestützt. Diese Strebe trägt zugleich ein hinteres Lager der Luftschraube.
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An die Strebe 9 ist nach hinten in Richtung zum Leitwerk eine schmale,
hochkant stehende Flosse 10
angeschlossen, die bis zum Leitwerk durchgeführt
ist und schräg nach hinten abfällt. Unmittelbar hinter dem Luftschraubenlager sind
horizontale Klappenkörper 11, 11' vorgesehen, deren Schwenkachse einerseits an dein
Halbringkörper 6 und andererseits an der vertikalen Strebe 9 gelagert ist. Das Rumpfende
12 des Flugzeugs ist - wie die Fig. 2 es veranschaulicht - derart keilig geformt
und vor dem Luftschraubenkreis unter Bildung einer Stufe 13 so abgesetzt daß die
Grenzschicht der den Rumpf umfließenden Luft in Richtung zur Luftschraubennabe2
einwandfrei geführt wird, woraus sich ergibt, daß die Luftschraube innerhalb ihres
ganzen Drehbereichs voll beaufschlagt wird. Das Leitwerk 14 befindet sich - wie
ein Blick auf Fig. 1 es veranschaulicht - im Bereich des Luftschraubenstrahls. Der
Leitwerksträger 15 bzw. der Schwanz des Flugzeugs ist unterhalb des Luftschraubenkreises
hindurchgeführt und mit dem Rumpfkörper in der Zone des Rumpfbodens fest verbunden.
Die Luftschraubenwelle wird beispielsweise mittels Keilriemens 16 angetrieben. Dieser
Keilriemen oder ein ähnliches Kraftübertragungsmittel steht mit zwei wahlweise kuppelbaren,
im Rumpfinnern angeordneten Antriebsmotoren 17 und 18 in Wirkungsverbindung, die
durch im Rumpfboden vorgesehene Luftfangtaschen und Luftausströmöffnungen in besonders
einfacher Weise mit Kühlluft versorgt «erden.