DE112014000391B4 - Low noise and highly efficient aircraft - Google Patents

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Abstract

Flugzeug mit:- einer zumindest abschnittsweisen zylindrisch gestreckten Rumpfanordnung (F) mit einer räumlichen Haupterstreckung in Richtung einer Rumpflängsachse (FA), diese Rumpfanordnung (F) zur bedarfsweisen Unterbringung von Nutzlast, wobei die Rumpfanordnung (F) zumindest abschnittsweise in der Funktion einer Druckkabine (P) mit einem Innendruck bedruckbar ist,- einer fest an die Rumpfanordnung (F) des Flugzeugs angebundenen Tragflächenanordnung (W), zur Generierung eines das Flugzeug tragenden Auftriebs, wobei die im Horizontalflug erzeugte Kraftkomponente des Auftriebs senkrecht zur Rumpflängsachse (FA) gegenüber der Komponente längs zur Rumpflängsachse (FA) deutlich überwiegt,- mit einer bedarfsweise einziehbaren und wieder ausfahrbaren Dreipunktfahrwerksanordnung (GA) mit mehreren drehbar gelagerten Rädern (WE) zur statisch bestimmten Abstützung des Flugzeuges entgegen der Bodenebene (BO) im bodenbündigen Betrieb, bestehend aus zwei strukturell an die Tragflächenanordnung (W) angebundenen Hauptfahrwerksbeinen (GAM) und einem an der Rumpfanordnung (F) strukturell angebunden Bugfahrwerksbein (GAA), wobei das Bugfahrwerksbein (GAA) entlang der Rumpflängsachse (FA) in Flugrichtung (FR) vor den Hauptfahrwerksbeinen (GAM) angeordnet ist,- einer Motorenanordnung (E), bestehend aus wenigstens einem Motor, zur Generierung einer dem Flugzeug zur Verfügung stehenden Antriebsleistung,- wenigstens einem mit mehreren Rotorschaufeln (B) beschaufelten Rotor (R) zur zumindest teilweisen Umwandlung von Antriebsleistung der Motorenanordnung (E) in eine das Flugzeug treibende Vortriebsleistung durch Rotation des beschaufelten Rotors (R) um eine geometrische Rotationsachse (RA), wobei sich bei Rotation der Rotorschaufeln (B) des beschaufelten Rotors (R) im Umlauf geometrisch eine von den Rotorschaufeln (B) überstrichene geometrische Rotorfläche (RAE) ergibt, dieser beschaufelte Rotor (R) in seiner radialen räumlichen Erstreckung einen kleinsten Innendurchmesser (ID) und einen größten Außendurchmesser (OD) aufweisend, wobei dieser beschaufelte Rotor (R) mit im Einstellwinkel verstellbar ausgeführten Schaufeln (B) ausgerüstet ist, dieser beschaufelte Rotor (R) ebenfalls eine räumliche Längserstreckung entlang seiner geometrischen Rotationsachse (RA) aufweisend, wobei innerhalb dieses Bereiches seiner Längserstreckung Rotorebenen (RP) senkrecht zu seiner geometrischen Rotationsachse (RA) als geometrisches Hilfsmittel kennzeichenbar sind, um einen möglichen Auswirkungsbereich dieses Rotors (R) zu erfassen,- wenigstens einem Getriebe (G) zur Übertragung der Antriebsleistung wenigstens eines Motors der Motorenanordnung (E) auf wenigstens einen beschaufelten Rotor (R),- wenigstens einer Lagerandordnung (S), dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein beschaufelter Rotor (R) mit mindestens einer Lageranordnung (S), drehbar die Rumpfanordnung (F) umgebend gelagert ist sowie, dass mindestens dieser eine beschaufelte Rotor (R) ungefähr in Richtung der Rumpflängsachse (FA) durch wenigstens eine Lageranordnung (S) zur Rumpfanordnung (F) axial fixiert ist, und dass mindestens dieser eine beschaufelte Rotor (R) zugleich in radialer Richtung außen dabei denjenigen Abschnitt einer zumindest abschnittsweisen zylindrisch gestreckten Rumpfanordnung (F) eines Flugzeuges ringförmig umgibt, welcher, in einer der Rotorebenen (RP) dieses Rotors (R) betrachtet, zumindest anteilig in der Funktion einer Druckkabine (P) bedruckbar ist und, dass zumindest in einer der Rotorebenen (RP) des beschaufelten Rotors (R) keine weiteren für den unmittelbar sicheren Betrieb des Flugzeuges wesentlichen Komponenten des Flugzeuges angeordnet sind, und dass mindestens dieser eine beschaufelte Rotor (R) entlang der Rumpflängsachse (FA), in Flugrichtung (FR) gesehen, vor der Tragflügelanordnung (W) angeordnet ist und zugleich die geometrische Rotationsachse (RA) mindestens eines beschaufelten Rotors (R), entlang einer Richtung der Flugzeughochachse (VA), ausgehend von der Bodenebene (BO) aus gesehen, in einer Ebene betrachtet, die unmittelbar stromaufwärts der Tragflächenanordnung (W) und senkrecht zur Rotationsachse (RA) dieses beschaufelten Rotors (R) liegt, so angeordnet ist, dass sie sich oberhalb des sich in dieser Ebene ergebenden minimalen Vertikalniveaus (MV) der oberen Oberfläche der Tragflügelanordnung (W), befindet so, dass in einer Rotorebene (RP) dieses einen beschaufelten Rotors (R) der überwiegende Flächenanteil, der im Umlauf von den Rotorschaufeln (B) des beschaufelten Rotors (R) überstrichenen geometrischen Rotorfläche (RAE), von der Bodenebene (BO) aus betrachtet, oberhalb der Tragflächenanordnung (W) zum Liegen kommt so, dass die auf die, entgegen der Flugrichtung (FR) nachgeordnete Tragflächenanordnung (W) bewirkte Staudruckerhöhung des Propellerstrahls mindestens dieses einen beschaufelten Rotors (R) überwiegend oberhalb der Tragflächenanordnung (W) erfolgt und, dass mindestens dieser eine Rotor (R) in Richtung der Rumpflängsachse (FA) an der Rumpfanordnung (F) zwischen dem Bugfahrwerksbein (GAA) und den Hauptfahrwerksbeinen der Hauptfahrwerksanordnung (GAM) so angeordnet ist, dass, in jeder der Rotorebenen (RP) dieses einen beschaufelten Rotors (R) betrachtet, der größte Außendurchmesser (OD) dieses einen Rotors (R) kleiner ist als der, mit durch die Fahrwerksanordnung (GA) vorgegebene, doppelte minimale Abstand der Rotationsachse (RA) dieses beschaufelten Rotors (R) von der Bodenebene (BO), und, dass mindestens ein Motor der Motoreneinrichtung (E) in einem Bereich des Flugzeuges außerhalb der Druckkabine (P), aber zumindest zum Teil innerhalb eines Raums versenkt angeordnet ist, der nach außen zum Fluid durch die von der Außenhaut der Tragflächenanordnung (W) und die von der Außenhaut der Rumpanordnung (F) gebildeten Außenkontur des Flugzeuges abgegrenzt wird, und so in diesem Raum eingebettet angeordnet ist, dass ein Bauteil, das in der Funktion einer Motorenhalterung strukturelle Kräfte von mindestens einem Motor der Motorenanordnung (E) in Richtung der Struktur des Flugzeug abführt, im Wesentlichen nicht von Außen ersichtlich ist und, dass diesem Bauteil in seiner Funktion der Motorenhalterung außerhalb der durch die von der Außenhaut der Tragflächenanordnung (W) und von der Außenhaut der Rumpfanordnung (F) gebildeten Außenkontur im Wesentlichen keine eigene vom Fluid bespülte, widerstandswirksame Oberfläche zuordbar ist, und, dass mindestens dieser eine beschaufelte Rotor (R) mit wenigstens einem Motor der Motorenanordnung (E), der außerhalb der Druckkabine (P) angeordnet ist, über Getriebe (F), kinematisch gekoppelt ist, und durch diesen in Rotation versetzt werden kann, um eine, das Flugzeug treibende Vortriebskraft zu erzeugen, dessen Kraftkomponente in Richtung der Rumpflängsachse (FA) gegenüber der Kraftkomponente senkrecht zur Rumpflängsachse (FA) deutlich überwiegt.Aircraft with: - an at least partially cylindrically elongated fuselage arrangement (F) with a spatial main extent in the direction of a longitudinal fuselage axis (FA), this fuselage arrangement (F) for accommodating payload as required, the fuselage arrangement (F) at least in sections functioning as a pressurized cabin ( P) can be imprinted with an internal pressure, - a wing assembly (W) firmly attached to the fuselage assembly (F) of the aircraft, for generating lift supporting the aircraft, the force component of the lift generated in horizontal flight perpendicular to the longitudinal axis of the fuselage (FA) opposite the component along the longitudinal axis of the fuselage (FA) clearly predominates, - with a three-point landing gear arrangement (GA) that can be retracted and extended again if necessary, with several rotatably mounted wheels (WE) for statically determined support of the aircraft against the ground level (BO) in floor-level operation, consisting of two structurally the wing arrangement (W) connected main landing gear legs (GAM) and a nose landing gear leg (GAA) structurally connected to the fuselage arrangement (F), whereby the nose landing gear leg (GAA) is arranged along the longitudinal axis of the fuselage (FA) in the direction of flight (FR) in front of the main landing gear legs (GAM), - a motor arrangement ( E), consisting of at least one motor, for generating a drive power available to the aircraft, - at least one rotor (R) bladed with several rotor blades (B) for at least partial conversion of drive power of the motor arrangement (E) into propulsive power to drive the aircraft by rotating the bladed rotor (R) around a geometrical axis of rotation (RA), whereby when the rotor blades (B) of the bladed rotor (R) rotate in rotation, a geometrical rotor surface (RAE) swept over by the rotor blades (B) results, this bladed rotor (R) in its radial spatial extension a smallest inner diameter (ID) and a having the largest outer diameter (OD), this bladed rotor (R) being equipped with blades (B) that are adjustable in the setting angle, this bladed rotor (R) also having a spatial longitudinal extension along its geometric axis of rotation (RA), with its Longitudinal extension of the rotor planes (RP) perpendicular to its geometric axis of rotation (RA) can be identified as a geometric aid to detect a possible area of impact of this rotor (R), - at least one gear (G) for transmitting the drive power of at least one motor of the motor arrangement (E) on at least one bladed rotor (R), - at least one bearing arrangement (S), characterized in that at least one bladed rotor (R) with at least one bearing arrangement (S) is rotatably mounted surrounding the fuselage arrangement (F) and that at least this a bladed rotor (R) approximately in the direction of the longitudinal axis of the fuselage (FA) is axially fixed by at least one bearing arrangement (S) to the fuselage arrangement (F), and that at least this one bladed rotor (R) at the same time surrounds that section of an at least partially cylindrically elongated fuselage arrangement (F) of an aircraft in a ring on the outside in the radial direction , which, viewed in one of the rotor planes (RP) of this rotor (R), can be printed at least partially in the function of a pressure cabin (P) and that at least in one of the rotor planes (RP) of the bladed rotor (R) no further for the essential components of the aircraft are arranged for immediate safe operation of the aircraft, and that at least this one bladed rotor (R) is arranged along the fuselage longitudinal axis (FA), seen in the direction of flight (FR), in front of the wing arrangement (W) and at the same time the geometric axis of rotation ( RA) at least one bladed rotor (R), along a direction of the aircraft vertical axis (VA), starting from the ground plane (BO), viewed in a plane that is immediately upstream of the wing arrangement (W) and perpendicular to the axis of rotation (RA) of this bladed rotor (R), is arranged so that it is above the minimum vertical level resulting in this plane (MV) of the upper surface of the airfoil arrangement (W), is located in such a way that in a rotor plane (RP) of this one bladed rotor (R) the predominant area portion of the geometric area swept over by the rotor blades (B) of the bladed rotor (R) in circulation Rotor surface (RAE), viewed from the ground plane (BO), comes to rest above the wing arrangement (W) in such a way that the ram pressure increase of the propeller jet caused on the wing arrangement (W) downstream against the direction of flight (FR) is at least this one bladed rotor (R) takes place predominantly above the wing arrangement (W) and that at least this one rotor (R) in the direction of the fuselage longitudinal axis (FA) at de The fuselage arrangement (F) between the nose landing gear leg (GAA) and the main landing gear legs of the main landing gear assembly (GAM) is arranged in such a way that, in each of the rotor planes (RP) of this one bladed rotor (R), the largest outside diameter (OD) of this one rotor (R) is smaller than the double minimum distance of the axis of rotation (RA) of this bladed rotor (R) from the ground plane (BO) given by the chassis arrangement (GA), and that at least one motor of the motor device (E) in an area of the aircraft outside the pressurized cabin (P), but at least partially sunk inside a space that flows outwards to the fluid through the outer contour of the wing assembly (W) and the outer skin of the fuselage assembly (F) Aircraft is delimited, and so embedded in this space is arranged that a component that acts as an engine mount structural forces from at least one engine of the The engine assembly (E) discharges in the direction of the structure of the aircraft, is essentially not visible from the outside and that this component in its function of the engine mount outside of the by the outer skin of the wing assembly (W) and from the outer skin of the fuselage assembly (F) formed outer contour essentially no separate, drag-effective surface flushed by the fluid can be assigned, and that at least this one bladed rotor (R) with at least one motor of the motor arrangement (E), which is arranged outside the pressure cabin (P), via gears (F ), is kinematically coupled, and can be set in rotation by this in order to generate a propulsive force that drives the aircraft, the force component of which in the direction of the longitudinal axis of the fuselage (FA) clearly outweighs the force component perpendicular to the longitudinal axis of the fuselage (FA).

Description

Die Erfindung betrifft ein Flugzeug, vorzugsweise ein Flugzeug der Gattung der Verkehrsflugzeuge.The invention relates to an aircraft, preferably an aircraft of the type of commercial aircraft.

Heutige Flugzeuge, insbesondere Verkehrsflugzeuge, weisen oft einen, zumindest abschnittsweise zylindrisch gestreckten Rumpfabschnitt als Bestandteil ihrer Rumpfanordnung auf, wobei die Rumpf-anordnung, zumindest abschnittsweise, in der Funktion einer Druckkabine bedruckbar ist. Dieser bedruckbare Abschnitt wird zum Reiseflug als Druckkabine bedruckt und ermöglicht es dem Flugzeug, mit Besatzung wie auch mit Passagieren bzw. Fracht, größere Flughöhen aufzusuchen, um dort unter vorteilhafteren aerodynamischen und betriebswirtschaftlichen Bedingungen betrieben werden zu können. Die Bauhöhe der Druckkabine innerhalb der Rumpfanordnung ist oft so beschaffen, dass aus praktischen und Komfortgründen innerhalb der Druckkabine, zumindest abschnittsweise, für den Durchschnittspassagier ein aufrechter Gang möglich ist.Today's aircraft, in particular commercial aircraft, often have a fuselage section that is at least partially cylindrically elongated as part of their fuselage arrangement, the fuselage arrangement being printable, at least in sections, in the function of a pressure cabin. This printable section is printed as a pressure cabin for cruise flight and enables the aircraft to go to greater altitudes with the crew as well as with passengers or cargo, in order to be able to operate there under more advantageous aerodynamic and economic conditions. The overall height of the pressurized cabin within the fuselage arrangement is often such that, for practical and comfort reasons, an upright gait is possible for the average passenger within the pressurized cabin, at least in sections.

Zudem weisen heutige Verkehrsflugzeuge eine Fahrwerksanordnung mit mehreren drehbar gelagerten Rädern auf, mit der sie im bodenbündigen Betrieb des Flugzeuges entgegen der Bodenebene abgestützt werden können, und welche ein Starten und Landen des Flugzeuges in im Wesentlichen horizontaler Flugrichtung auf langgestreckten Start- und Landebahnen ermöglicht.In addition, today's commercial aircraft have a landing gear arrangement with several rotatably mounted wheels, with which they can be supported against the ground plane when the aircraft is operating flush with the floor, and which enables the aircraft to take off and land in an essentially horizontal flight direction on elongated runways.

Nachhaltiges Ziel einiger Interessengruppen ist es, die Kraftstoffeffizienz von Transportflugzeugen, insbesondere von Verkehrsflugzeugen, weiter zu erhöhen und ihren im Betrieb emittierten Lärm dabei zu senken.The long-term goal of some interest groups is to further increase the fuel efficiency of transport aircraft, especially commercial aircraft, and to reduce the noise they emit during operation.

Bisher gelang eine Steigerung der Kraftstoffeffizienz von Transportflugzeugen im wesentlichen Maße durch eine signifikante Verbesserung des Vortriebswirkungsgrades. Zum Einen erfolgte dies entscheidend durch den Ersatz von Turbojettriebwerken durch Turbofantriebwerke mit einem den Kernstrom einhüllenden Nebenstrom. Zum Anderen bewirkte nachfolgend eine stetige Erhöhung des Nebenstromverhältnisses dieser Turbofantriebwerke dann immer wieder weitere Effizienzverbesserungen und somit Kraftstoffei nspa ru ngen.So far, an increase in the fuel efficiency of transport aircraft has essentially been achieved through a significant improvement in the propulsion efficiency. On the one hand, this was decisively achieved by replacing turbojet engines with turbojet engines with a bypass flow enveloping the core flow. On the other hand, a steady increase in the bypass flow ratio of these turbofan engines then repeatedly resulted in further improvements in efficiency and thus fuel savings.

Ihrer Architektur nach ermöglichen es Turbofantriebwerke, mit dem Nebenstrom einen Großteil des durch das Triebwerk strömenden Luftmassenstroms mit vergleichsweise niedriger Strömungsgeschwindigkeit, durch einen Fan bewegt, um den Triebwerkskern herum zu führen. Der Fan, der zur Beschleunigung des Großteils des Massenstroms und somit auch zu einem Großteil der Schuberzeugung beiträgt, wird dabei von der Kernturbine im Hauptstrom angetrieben. Diese entnimmt dem Fluid dazu mechanische Arbeit und führt diese dem Fan über eine Welle mechanisch zu. Die Erzeugung der Antriebsleistung im Kernstrom und die Umsetzung dieser Antriebsleistung in eine Vortriebserzeugung durch den vortriebserzeugenden Fan im Nebenstrom sind hierbei nach dem Stand der Technik funktionsgemäß direkt gekoppelt und in unmittelbarer örtlicher Nähe zueinander innerhalb eines einzelnen Triebwerksgehäuses integriert.According to their architecture, turbofan engines make it possible, with the bypass flow, to guide a large part of the air mass flow flowing through the engine with a comparatively low flow velocity, moved by a fan, around the engine core. The fan, which contributes to the acceleration of most of the mass flow and thus also to a large part of the thrust generation, is driven by the core turbine in the main flow. This takes mechanical work from the fluid and feeds it mechanically to the fan via a shaft. The generation of the drive power in the core flow and the conversion of this drive power into propulsion generation by the propulsion-generating fan in the bypass flow are functionally directly coupled according to the state of the art and integrated in close proximity to one another within a single engine housing.

Generell ist Schub als Kraft physikalisch definiert als eine Änderung des Impulses. Bei der Schuberzeugung wiederum kann diese Änderung des Impulses und damit die Erzeugung eines bestimmten Schubes zum einen prinzipiell durch die Beschleunigung eines relativ kleinen Massenstroms mit einer hohen Geschwindigkeitsänderung erfolgen. Diese Möglichkeit bewirkt im Austrittstrom eine hohe Strahlgeschwindigkeit und damit einen vergleichsweise hohen Strahllärm. Diese Art der Vortriebserzeugung ist vor allem zum Erreichen hoher Fluggeschwindigkeiten, etwa bei Kampfjets, geeignet.In general, thrust as a force is physically defined as a change in momentum. In the case of thrust generation, in turn, this change in the impulse and thus the generation of a certain thrust can in principle take place on the one hand by accelerating a relatively small mass flow with a high change in speed. This possibility causes a high jet velocity in the outlet flow and thus a comparatively high jet noise. This type of propulsion generation is particularly suitable for achieving high flight speeds, for example in fighter jets.

Zum anderen kann dasselbe Schublevel auch dadurch erreicht werden, dass einem recht großen Massenstrom eine nur relativ kleine Geschwindigkeitserhöhung erteilt wird. Diese Variante führt zu einem hohen Vortriebswirkungsgrad und damit zu einer erhöhten Kraftstoffeffizienz bei vergleichsweise niedrigen Fluggeschwindigkeiten unterhalb von Ma 0.9 und ist deshalb gut geeignet für den wirtschaftlichen Antrieb von Verkehrsflugzeugen.On the other hand, the same thrust level can also be achieved by giving a relatively large mass flow only a relatively small increase in speed. This variant leads to a high propulsion efficiency and thus to an increased fuel efficiency at comparatively low flight speeds below Ma 0.9 and is therefore well suited for the economical propulsion of commercial aircraft.

In einem modernen Turbofanmantelstromtriebwerk treten beide erwähnten Möglichkeiten der Schuberzeugung in Kombination auf, wobei die Schuberzeugung durch einen großen Massenstrom generell, und mit zunehmendem Nebenstromverhältnis des Triebwerkes umso mehr, dominiert. Im Kernstrom wird ein nur geringer Luftmassenstrom mit einer vergleichsweise hohen Geschwindigkeit beschleunigt und erzeugt, durch die Düse austretend, primär Schub durch Geschwindigkeitserhöhung. Im Nebenstrom dagegen wird der überwiegende Teil des Gesamtluftmassenstroms des Triebwerkes durch den Fan mit nur niedriger Geschwindigkeit beschleunigt, d.h., hier findet Schuberzeugung primär durch die Bewegung eines großen Luftmassenstroms bei nur geringer zusätzlicher Geschwindigkeitserteilung statt. Dabei wird das Verhältnis aus dem Luftmassenstrom im Nebenstrom und dem Luftmassenstrom im Kernstrom als Nebenstromverhältnis oder By-pass Ratio, abgekürzt BPR, des Triebwerkes bezeichnet. Erzielte Verbesserungen im spezifischen Kraftstoffverbrauch sind in der Vergangenheit zum überwiegenden Teil auf eine Erhöhung des Nebenstromverhältnisses zurückzuführen.In a modern turbofan jacketed-flow engine, the two mentioned possibilities of thrust generation occur in combination, with thrust generation generally dominated by a large mass flow, and even more so with increasing bypass flow ratio of the engine. In the core flow, only a small air mass flow is accelerated at a comparatively high speed and, exiting through the nozzle, primarily generates thrust by increasing the speed. In the bypass flow, on the other hand, the major part of the total air mass flow of the engine is accelerated by the fan at only low speed, ie here thrust is generated primarily by the movement of a large air mass flow with only a small additional speed distribution. The ratio of the air mass flow in the secondary flow and the air mass flow in the core flow is used as the secondary flow ratio or by-pass ratio, abbreviated to BPR, the engine. In the past, achieved improvements in specific fuel consumption are largely due to an increase in the bypass flow ratio.

In modernen Turbofantriebwerken erzeugt der Nebenstrom den ganz überwiegenden Hauptteil des Schubes und hüllt gleichzeitig als sogenannter „kalter“ Strahl den „heißen“ und „schnellen“ Strahl des Kernstromes ein, was in der Außenwahrnehmung im Vergleich zu Einstromtriebwerken als merkbare Lärmminderung wahrnehmbar ist. Durch eine Erhöhung des Nebenstromverhältnisses konnte gleichfalls auch der Lärm bisher nennenswert gesenkt werden.In modern turbofan engines, the bypass flow generates the overwhelming majority of the thrust and at the same time, as a so-called "cold" jet, envelops the "hot" and "fast" jet of the core flow, which can be perceived as a noticeable reduction in noise when compared to single-flow engines. By increasing the bypass ratio, the noise has also been significantly reduced so far.

Anstrengungen zielen hier auch für die Zukunft darauf, das Nebenstromverhältnis von Triebwerken weiter zu erhöhen. Mit weiter steigendem Einfluss des Nebenstroms, der auslegungsgemäß langsam strömt, sinkt auch insgesamt, für das gesamte Triebwerk betrachtet, die notwenige Geschwindigkeitserhöhung des Fluids, die in einem Triebwerk zur Erzeugung eines bestimmten Schublevels erteilt werden muss, ab. Zur Erzeugung dieser, dann insgesamt niedrigen Geschwindigkeitserhöhung im Fluid, wird nunmehr nur ein niedrigeres Druckgefälle im vortriebserzeugenden Fan benötigt. Das Verhältnis aus dem Druck unmittelbar stromabwärts des Fans und dem unmittelbar stromaufwärts des Fans wird als Fandruckverhältnis oder als Fan-Pressure Ratio, kurz FPR, bezeichnet. Mit einem nun niedrigeren FanDruckverhältnis sinkt auch der emittierte Fan- bzw. Rotorlärm ab, der bei modernen Nebenstrom-Triebwerken einen ganz wesentlichen Teil des Gesamttriebwerkslärms ausmacht.In the future, efforts are aimed at further increasing the bypass ratio of engines. As the influence of the secondary flow, which according to the design flows slowly, continues to increase, the necessary increase in the speed of the fluid, which must be given in an engine to generate a certain thrust level, also decreases overall, considered for the entire engine. To generate this, then overall low, increase in speed in the fluid, only a lower pressure gradient is now required in the fan that generates propulsion. The ratio of the pressure immediately downstream of the fan and that immediately upstream of the fan is referred to as the fan pressure ratio, or FPR for short. With a now lower fan pressure ratio, the fan or rotor noise emitted also decreases, which in modern bypass engines makes up a very significant part of the overall engine noise.

Zusammenfassend erfolgt das Erreichen eines bestimmten Schublevels bei erhöhtem Nebenstromverhältnis mit einem niedrigeren Fandruckverhältnis und einer erhöhter Rotorfläche. Durch dieses niedrigere Fandruckverhältnis erfährt das Fluid insgesamt eine geringere Geschwindigkeitserhöhung, was wiederum den Vortriebswirkungsgrad steigert. Mit einem gesteigerten Vortriebswirkungsgrad vermindert sich demgemäß auch gegenproportional der spezifische Brennstoffverbrauch. Dadurch ergeben sich als Folge ein geringerer Missionstreibstoff und eine erhöhte Kraftstoffeffizienz.In summary, a certain thrust level is reached with an increased bypass flow ratio with a lower fan pressure ratio and an increased rotor area. As a result of this lower fan pressure ratio, the fluid experiences a lower overall increase in speed, which in turn increases the propulsion efficiency. With an increased propulsion efficiency, the specific fuel consumption also decreases proportionally. This results in lower mission fuel and increased fuel efficiency.

Ein sehr wichtiger Punkt ist es hierbei, dass bei selben gewünschtem Schublevel und ungefähr gleicher Fluggeschwindigkeit diese Form der effizienten Schuberzeugung mittels eines großen Massenstroms einer Erhöhung der von den Fan-Schaufeln im Umlauf überstrichenen geometrischen Schubquerschnittsfläche bedarf. Diese Schubquerschnittsfläche des vortriebserzeugenden Fans kann auch Rotorfläche genannt werden und entspricht in vielen Fällen, wie zum Beispiel bei einem Propeller, zugleich auch ungefähr der Eintrittsquerschnittsfläche, den ein Massenstrom am Triebwerk durchläuft, um an der Vortriebserzeugung teilzunehmen. Dies ist vereinfacht auch anschaulich gut vorstellbar. Der Massenstrom, der hier erhöht werden soll, ist definiert als die Masse an Luft, die in einer bestimmten Zeit eine bestimmte Schubquerschnittsfläche oder auch Rotorfläche durchströmt. Der Massenstrom kann auch als das Produkt der Dichte der Luft, der Strömungsgeschwindigkeit und derjenigen Schubquerschnittsfläche definiert werden, die diese Luft zur Schuberzeugung durchströmt. Bleiben Dichte des Fluides und die Fluggeschwindigkeit (die in etwa auch der Eintrittsgeschwindigkeit in die Rotorfläche entspricht) in einem ersten Ansatz ungefähr gleich, so muss die geometrische Rotorfläche weiter erhöht werden, um ein unverändertes Schubniveau erreichen zu können. Eine Erhöhung der Rotorfläche gelingt aber nur durch die Vergrößerung des Durchmessers des vortriebserzeugenden Rotors.A very important point here is that with the same desired thrust level and approximately the same airspeed, this form of efficient thrust generation by means of a large mass flow requires an increase in the geometric thrust cross-sectional area swept by the fan blades in circulation. This thrust cross-sectional area of the propulsion-generating fan can also be called the rotor area and in many cases, for example with a propeller, also roughly corresponds to the inlet cross-sectional area through which a mass flow passes through the engine in order to participate in the generation of propulsion. In simplified terms, this is also easy to imagine. The mass flow that is to be increased here is defined as the mass of air that flows through a certain thrust cross-sectional area or rotor area in a certain time. The mass flow can also be defined as the product of the density of the air, the flow velocity and the thrust cross-sectional area through which this air flows to generate thrust. If the density of the fluid and the flight speed (which also roughly corresponds to the entry speed into the rotor surface) remain approximately the same in a first approach, the geometric rotor surface must be increased further in order to be able to achieve an unchanged thrust level. However, the rotor area can only be increased by increasing the diameter of the rotor generating the propulsion.

Dabei treten bei bestehenden Triebwerken die folgenden Herausforderungen auf. Mit steigendem FanDurchmesser fällt auch die Triebwerksgondel in ihren Abmessungen mit steigendem Nebenstrom und erhöhter Vortriebseffizienz zwingend größer aus. Die größere Triebwerksgondel sorgt mit ihrer gesteigerten bespülten Oberfläche und Interferenzwirkung für einen höheren Widerstand. Dabei ist zu beachten, dass eine Triebwerksgondel sowohl an ihrer Innen- als auch an ihrer Außenseite beidseitig vom Fluid widerstandserzeugend umspült wird. Hierbei gilt näherungsweise, dass der Widerstand der Fangondel mit dem Quadrat des Fandurchmessers zunimmt. Durch diesen Sachverhalt ergibt sich bei einem Mantelstromtriebwerk eine kritische Fangröße, respektive ein zugehöriges kritisches Nebenstromverhältnis, ab dem der zusätzliche Widerstand des Triebwerks durch seine Gondelgröße die durch eine Erhöhung des Nebenstromverhältnisses erreichte Verbesserung im spezifischen Brennstoffverbrauch aufzehrt. Ausgehend von dieser Grenze ist dann bei einer weiteren Steigerung des Nebenstromverhältnisses mit einer niedrigeren Effizienz und einem erneut steigendem Kraftstoffbedarf zu rechnen. Heutzutage werden im Flugbetrieb auf der Langstrecke mit konventionellen Turbofantriebwerken bereits Nebenstromverhältnisse von 12:1 -13:1 erreicht. Eine weitere signifikante Steigerung des Nebenstroms und damit der Kraftstoffeffizienz ist mit den konventionellen Triebwerksarchitekturen nicht mehr möglich. Es besteht deshalb der Bedarf, neue Triebwerksarchitekturen zu schaffen, die eine weitere Erhöhung der Kraftstoffeffizienz erlauben.The following challenges arise with existing engines. As the fan diameter increases, the dimensions of the engine nacelle are inevitably larger with increasing bypass flow and increased propulsion efficiency. The larger engine nacelle, with its increased scavenged surface and interference effect, ensures greater drag. It should be noted that an engine nacelle is washed around on both sides by the fluid, creating resistance, both on its inside and on its outside. In this case, it is approximately the case that the resistance of the fan increases with the square of the fan diameter. This fact results in a critical catch size in a turbofan engine, or an associated critical bypass ratio from which the additional resistance of the engine due to its nacelle size consumes the improvement in specific fuel consumption achieved by increasing the bypass ratio. Starting from this limit, a further increase in the bypass flow ratio can then be expected to result in lower efficiency and a renewed increase in fuel consumption. Nowadays, bypass flow ratios of 12: 1 -13: 1 are already achieved in long-haul flight operations with conventional turbofan engines. A further significant increase in bypass flow and thus fuel efficiency is no longer possible with conventional engine architectures. There is therefore a need to create new engine architectures that allow a further increase in fuel efficiency.

Ein weiteres Problem besteht bei steigendem Nebenstromverhältnis darin, Triebwerke mit größerem Durchmesser am Flugzeug zu integrieren. Bei der Mehrzahl der heutigen Verkehrsflugzeuge wird das Triebwerk konfigurativ unter den Flügeln angebracht. Aus Sicherheitsgründen ist dabei eine bestimmte Bodenfreiheit der Triebwerksgondel zum Boden einzuhalten. Mit steigender Kraftstoffeffizienz, respektive damit steigendem Nebenstromverhältnis und Fandurchmesser, ist unter Berücksichtigung eines Sicherheitsabstandes eine größere Integrationshöhe am Flugzeug zwischen Boden und Flügel notwendig. Die in der Praxis am Flugzeug verfügbare Integrationshöhe bleibt allerdings meistens begrenzt, beispielsweise durch die strukturelle Flügelanbindung und den Flügelkasten, welcher bei einem ebenen Passagierraumboden unterhalb von eben diesem verlaufen muss. Bei der Boeing 737 tritt dieser Sachverhalt, historisch konstruktiv bedingt, besonders zu Tage. Zwar helfen hier angepasst neue konstruktive Methoden wie die Ausführung des Flügels als „gull wing“ eingeschränkt weiter, doch bleibt die Einbauhöhe generell geometrisch begrenzt. Eine weitere Erhöhung der verfügbaren Einbauhöhe würde darüber hinaus eine Verlängerung der Fahrwerksbeine der Fahrwerksanordnung erfordern, die allerdings auch zu einem hohen Gewichtszuwachs führen würde, welcher den verbesserten Kraftstoffverbrauch unvorteilhaft abschwächen würde.Another problem with increasing bypass ratio is integrating engines with larger diameters on the aircraft. In the majority of today's commercial aircraft, the engine is configuratively mounted under the wings. For safety reasons, a certain ground clearance between the engine nacelle and the ground must be maintained. With increasing fuel efficiency, or with it increasing bypass flow ratio and fan diameter, a greater integration height on the aircraft between the ground and wing is necessary, taking into account a safety distance. The integration height available in practice on the aircraft, however, usually remains limited, for example by the structural wing connection and the wing box, which in the case of a flat passenger compartment floor must run underneath it. In the case of the Boeing 737, this is particularly evident for historical reasons. New constructive methods, such as the design of the wing as a "gull wing", help to a limited extent here, but the installation height generally remains geometrically limited. A further increase in the available installation height would also require an extension of the landing gear legs of the landing gear arrangement, which, however, would also lead to a high increase in weight, which would disadvantageously weaken the improved fuel consumption.

Darüber hinaus steigt, proportional zum wachsenden Fan-Durchmesser bei vergleichbarer Winkelrotationsgeschwindigkeit, vorgegeben durch die Turbinenlaufgeschwindigkeit, die erreichte Umfangsgeschwindigkeit an den Fan-Blattspitzen, wobei bei höheren kritischen Werten hier die Gefahr besteht, dass die Effizienz der Vortriebswandlung des Fans herabgesetzt wird und der an den Blattspitzen erzeugte Lärm unakzeptabel ansteigt. Bei heutigen modernen Triebwerken liegen diese Blattspitzen Ma-Zahlen mit bis zu 1,4 im überkritischen Bereich.In addition, the circumferential speed reached at the fan blade tips increases proportionally to the growing fan diameter at a comparable angular rotation speed, given by the turbine running speed, whereby at higher critical values there is the risk that the efficiency of the propulsion conversion of the fan is reduced and that of the fan Noise generated by the blade tips increases unacceptably. In today's modern engines, these blade tips Ma numbers of up to 1.4 are in the supercritical range.

Diese Herausforderungen haben dazu geführt, dass man abseits der konventionellen Triebwerke innovative Triebwerksarchitekturen entwickelt hat. Beim Getriebefan oder Geared Turbofan GTF wird dabei der Fan durch ein Untersetzungsgetriebe von der Drehzahl der Antriebs - und Turbinenwelle entkoppelt. Durch die niedrigere Drehgeschwindigkeit des Fans wird die Blattspitzenmachzahl des Fans niedrig gehalten und seine Komponenteneffizienz erhöht. Das Triebwerk kann auf ein niedrigeres Fandruckverhältnis ausgelegt werden, wodurch das Fluid im Nebenstrom weniger stark beschleunigt wird und langsamer strömt. Als Konsequenz lassen sich höhere Nebenstromverhältnisse bis 15:1, höhere Vortriebswirkungsgrade und damit ein niedriger schubspezifischer Brennstoffverbrauch mit GetriebefanTriebwerken erzeugen. Durch die niedrigere Geschwindigkeitserteilung ist ein höherer Massenstrom notwendig. Daher muss die Schubquerschnittsfläche, hier die schuberzeugende Rotorfläche des Fans, vergrößert werden. Durch die niedrigere Rotationswinkelgeschwindigkeit des Fans kann jedoch sein Durchmesser und somit seine Schubfläche gesteigert werden, ohne das an den Blattspitzen kritische Übergeschwindigkeiten erreicht werden. Damit ist ein lärmarmer Betrieb des Fans möglich, wobei sich der Fanlärm näherungsweise aus der vierten Potenz der Umlaufgeschwindigkeit seiner Blätter ergibt. Die Verbesserung im spezifischen Kraftstoffverbrauch wird hauptsächlich durch eine Verbesserung des Vortriebswirkungsgrades als Folge des erhöhten Nebenstromverhältnisses erzielt. Nachteil ist, dass trotzdem die Rotorfläche des vortriebserzeugenden Fans vergrößert werden muss und damit auch die Triebwerksgondel größer und stärker widerstandserzeugend ausfällt. Die Ausführung als Getriebefan bringt dabei ein akzeptiertes Triebwerksmehrgewicht von schätzungsweise 15-20% mit sich. Mit heutigen Geared-Turbofans lassen sich Einsparungen im spezifischen Kraftstoffverbrauch von 6-10% erreichen, wobei der Lärm insbesondere durch die niedrigere Rotationsgeschwindigkeit des Fans um 15-20 EPNdB kummulativ gesenkt werden kann.
Möchte man die Kraftstoffeffizienz von Transportflugzeugen darüber hinaus weiter steigern, so besteht die Notwendigkeit, die sogenannte Open-Rotor Technologie anzuwenden. Wie bereits zuvor erwähnt, wird bei Turbofantriebwerken der maximale Fandurchmesser und daher auch der maximale Vortriebswirkungsgrad u.a. durch die Triebwerksgondel und den daraus resultierendem Widerstand begrenzt.
These challenges have led to the development of innovative engine architectures apart from conventional engines. With the Geared Turbofan GTF, the fan is decoupled from the speed of the drive and turbine shaft by means of a reduction gear. The lower rotation speed of the fan keeps the fan blade tip mach number low and increases its component efficiency. The engine can be designed for a lower fan pressure ratio, as a result of which the fluid in the bypass flow is less accelerated and flows more slowly. As a consequence, higher bypass ratios of up to 15: 1, higher propulsive efficiency and thus lower thrust-specific fuel consumption can be achieved with geared turbofan engines. Due to the lower speed distribution, a higher mass flow is necessary. Therefore, the thrust cross-sectional area, here the thrust-generating rotor area of the fan, must be increased. Due to the lower rotational angular speed of the fan, however, its diameter and thus its thrust surface can be increased without critical overspeed being reached at the blade tips. This enables the fan to operate with little noise, with the fan noise resulting approximately from the fourth power of the rotational speed of its blades. The improvement in specific fuel consumption is mainly achieved by improving the propulsion efficiency as a result of the increased bypass flow ratio. The disadvantage is that the rotor area of the propulsion-generating fan must nevertheless be enlarged and thus the engine nacelle is larger and more resistant to generation. The design as a geared turbofan brings with it an accepted additional engine weight of approximately 15-20%. With today's geared turbofans, savings in specific fuel consumption of 6-10% can be achieved, whereby the noise can be cumulatively reduced by 15-20 EPNdB, in particular due to the lower rotation speed of the fan.
If one wants to further increase the fuel efficiency of transport aircraft, it is necessary to use the so-called open rotor technology. As already mentioned before, the maximum fan diameter and therefore also the maximum propulsion efficiency is limited by the engine nacelle and the resulting drag, among other things.

Open Rotor Konfigurationen haben hier das Potential, den Vortriebswirkungsgrad noch weiter nennenswert zu steigern und damit deutlich höhere Nebenstromverhältnisse und eine deutlich höhere Kraftstoffeffizienz zu erreichen. Bei der Open-Rotor -Technologie rotiert der vortriebserzeugende Rotor in freier Anströmung und ist dabei nicht mehr durch eine ummantelnde Verkleidung umgeben. Damit entfällt zunächst einmal die widerstandserzeugende Triebwerksgondel. Trotzdem ist bei Open-Rotor-Konfigurationen nach dem Stand der Technik für den Gasgenerator eine Triebwerksgondel notwendig, die allerdings deutlich kleiner ausfällt, im Durchmesser in etwa die Abmaße von Verkleidungen früherer Einstromtriebwerke aufweist und damit deutlich weniger Widerstand erzeugt, als konventionelle Triebwerksgondeln und Triebwerksgondeln von Getriebefantriebwerken. Im Gegensatz zu Turbofantriebwerken tragen offene Open-Rotorkonzepte damit nicht zu einer Widerstandserhöhung durch ihre Ummantelung des Triebwerks bei. Die Open-Rotor-Technologie wurde in der Vergangenheit zur Zeit der Ölkrisen in den 70er Jahren im Ansatz schon einmal unter dem damaligen Begriff Propfan-Technologie an fliegenden Demonstratoren auf der Kurzstrecke in der Praxis erprobt, wobei damals eine Kraftstoffersparnis von über 20% gegenüber damaligen Triebwerken nachgewiesen werden konnte.Open rotor configurations have the potential to increase the propulsion efficiency even further and thus achieve significantly higher bypass flow ratios and significantly higher fuel efficiency. With the open rotor technology, the propulsion-generating rotor rotates in a free flow and is no longer surrounded by a cladding. This means that there is no need for the engine nacelle that generates resistance. In spite of this, open-rotor configurations according to the state of the art require an engine nacelle for the gas generator, which, however, is significantly smaller, has a diameter roughly the dimensions of the fairings of earlier single-flow engines and thus generates significantly less resistance than conventional engine nacelles and engine nacelles from Geared turbofans. In contrast to turbofan engines, open open rotor concepts do not contribute to an increase in drag due to the casing of the engine. In the past, at the time of the oil crises in the 1970s, open rotor technology was already under the name of that time Propfan technology tested on short-haul flying demonstrators in practice, with fuel savings of over 20% compared to engines at the time being proven.

Der Begriff Propfan unterstreicht hierbei, dass der beim Vortrieb zum Einsatz kommende Rotor durch eine Kombination aus Propeller und Fan hervorgegangen ist, wobei die hohe Vortriebseffizienz eines Propellers mit der Fähigkeit des Fans, bei hohen Reisefluggeschwindigkeiten zu arbeiten, kombiniert wird. Dies hat die Folge, dass nachgewiesenermaßen hohe Reisefluggeschwindigkeiten bis Ma 0,86 bei hoher Kraftstoffeffizienz mit offenen Rotoren geflogen werden können. Rotoren, deren Blätter aerodynamisch ähnlich eines Propfans ausgelegt sind, weisen oft eine geringe relative Dicke sowie eine kontinuierliche oder progressive Pfeilung zur Blattspitze hin auf, um die kritische Machzahl erst bei möglichst hohen Anströmmachzahlen an der Blattspitze zu erreichen. Darüber hinaus können sie aus demselben Grund über eine Zuspitzung verfügen. Zudem kommen im Profilschnitt oft fortschrittliche, transsonische bis superkritische Profilierungen, auch unter Anwendung der Flächenregel, zum Einsatz. Durch die erwähnten Maßnahmen wird die kritische Machzahl an den Blattspitzen erst bei relativ hoher Umlaufgeschwindigkeit der Blätter erreicht, was dazu führt, dass bei relativ hoher Reisegeschwindigkeit, respektive Blattanströmung, bis hin zu einer Machzahl von bis zu 0,86 in einer Reiseflughöhe von über 10000 m geflogen werden kann. Diese Fluggeschwindigkeit ist mit Turboprop-Anordnungen in diesem Maße nicht möglich. Des Weiteren zeichnen sich die Blätter von Propfanrotoren oft durch eine über die Schaufelerstreckung veränderte und insgesamt vergrößerte Blatttiefe aus. Gemeinsames Kennzeichen der Propfan- oder Open Rotor Technologie ist es, dass zum Vortrieb mindestens ein offen drehender Rotor ohne Ummantelung zum Einsatz kommt, der das Erreichen hoher Nebenstromverhältnisse von um oder über 20:1 und eines signifikant verbesserten Vortriebswirkungsgrads ermöglicht, oft in Verbindung mit einer vergrößerten Rotorfläche und mit der Folge einer deutlich verbesserten Kraftstoffeffizienz.The term propfan underlines that the rotor used for propulsion is the result of a combination of propeller and fan, whereby the high propulsion efficiency of a propeller is combined with the ability of the fan to work at high cruising speeds. As a result, it has been proven that high cruising speeds of up to Ma 0.86 can be flown with high fuel efficiency with open rotors. Rotors, the blades of which are aerodynamically designed similar to a prop fan, often have a small relative thickness and a continuous or progressive sweep towards the blade tip so that the critical Mach number is only reached when the inflow numbers at the blade tip are as high as possible. In addition, for the same reason, they can have a taper. In addition, progressive, transonic to supercritical profiles are often used in the profile section, also using the area rule. As a result of the measures mentioned, the critical Mach number at the blade tips is only reached at a relatively high speed of rotation of the blades, which means that at a relatively high cruising speed or blade flow, up to a Mach number of up to 0.86 at a cruising altitude of over 10,000 m can be flown. This airspeed is not possible to this extent with turboprop arrangements. Furthermore, the blades of propfan rotors are often characterized by a blade depth that is changed over the length of the blade and is increased overall. The common feature of the propfan or open rotor technology is that at least one open rotating rotor without casing is used for propulsion, which enables high bypass flow ratios of around or over 20: 1 and a significantly improved propulsion efficiency, often in conjunction with a enlarged rotor area and with the result a significantly improved fuel efficiency.

Besonders hohe Wirkungsgrade werden insbesondere durch zueinander gegenläufige Rotoren, sogenannte Counter Rotating Turbofans CRTF, erreicht, die u. a. durch den Energierückgewinn des Propellerdralls, durch sogenanntes swirl recovery, den Wirkungsgrad der Rotoren um weitere 7-8% im Reiseflug und bis zu 12% beim Start heraufsetzen. Somit werden bei bisherigen Auslegungen Vortriebswirkungsgrade von bis zu 92% in der Theorie und bis zu 87% in der Praxis im installierten Zustand bei denen für Standardkurzstreckenflugzeugen gewünschten Reisefluggeschwindigkeiten von Ma 0,78 erreicht. Der Vortriebswirkungsgrad von heutigen Triebwerken von Kurzstreckenflugzeugen des Technologiestandes des Jahres 2000 mit nur moderat hohen Nebenstromverhältnissen um 5-6 liegt dabei bei nur 0,70 - 0,72, hier für den besten Fall des Reisefluges. Da der Vortriebswirkungsgrad direkt in den spezifischen Brennstoffverbrauch mit eingeht, haben bisherige Open-Rotor Konfigurationen damit das Potential, den Kraftstoffverbrauch nennenswert zu verbessern. Real geht man dabei davon aus, dass sich von diesem Potential auch ein Großteil in der Praxis verwirklichen und der spezifische Kraftstoffverbrauch um 15-20% verbessern lässt, gemessen an den Triebwerken des Jahres 2000.Particularly high efficiencies are achieved in particular by rotors rotating in opposite directions, so-called Counter Rotating Turbofans CRTF, which inter alia. By recovering the energy from the propeller spin, so-called swirl recovery, the efficiency of the rotors can be increased by a further 7-8% when cruising and by up to 12% when taking off. Thus, with previous designs, propulsion efficiencies of up to 92% in theory and up to 87% in practice in the installed state at the cruising speeds of Ma 0.78 desired for standard short-haul aircraft are achieved. The propulsion efficiency of today's engines of short-haul aircraft of the technology level of the year 2000 with only moderately high bypass flow ratios of 5-6 is only 0.70 - 0.72, here for the best case of cruise flight. Since the propulsion efficiency is directly included in the specific fuel consumption, previous open rotor configurations have the potential to improve fuel consumption significantly. In reality, it is assumed that a large part of this potential can be realized in practice and the specific fuel consumption can be improved by 15-20%, measured against the engines of the year 2000.

Zwei zueinander gegenläufige Rotoren besitzen dabei zudem das Potential, bei gleichbleibendem Fandurchmesser und geringer Drehzahl einen großen Massenstrom durch das Triebwerk zu bewegen. Zudem sind durch das niedrigere Fandruckverhältnis weniger Rotorblätter in jeder Stufe notwendig, was sich günstig auf die Triebwerksmasse und auf die Lärmentwicklung, insbesondere hinsichtlich des durch Interferenzen bedingten Lärms zwischen beiden Rotoren, auswirken kann.Two rotors rotating in opposite directions also have the potential to move a large mass flow through the engine with the same fan diameter and low speed. In addition, the lower fan pressure ratio means that fewer rotor blades are required in each stage, which can have a favorable effect on the engine mass and on noise development, in particular with regard to the noise caused by interference between the two rotors.

Bei der Open-Rotor Integration am Flugzeug sind seit langer Zeit bisher drei hautsächliche Herausforderungen ungelöst, wobei zwei von diesen miteinander ursächlich in Verbindung stehen. Für die Open-Rotor Technologie ist eine vergrößerte Schubquerschnittsfläche, also Rotorfläche, notwendig, um mit einem hohen Massenstrom und geringer Geschwindigkeitserteilung durch den Rotor eine deutlich höhere Kraftstoffeffizienz erreichen zu können. Diese vergrößerte Rotorfläche ist nach dem Stand der Technik nur durch eine Erhöhung der Spannweite, also eine Erhöhung der Erstreckung der Rotorschaufeln, möglich. Die Rotationswinkelgeschwindigkeit dieser Schaufeln wird vorgegeben aus dem Gasturbinenprozess durch die Winkelgeschwindigkeit der Turbinenstufe, welche diese Rotorschaufeln antreibt. Mit der großen Erstreckung der Rotorschaufeln und dem dadurch bedingten großen Rotordurchmesser ergeben sich damit sehr hohe Umfangsgeschwindigkeiten an den Blattspitzen des Rotors. Diese führen zu übergeschwindigkeitsbedingten Lärmabstrahlungen, die eine besondere Intensität in radialer Richtung innerhalb der Rotorebene erreichen können. Diese zeigen sich erfahrungsgemäß in einer unvorteilhaft erhöhten Außenschallwahrnehmung der Flugzeugkonfiguration durch den fanähnlichen Rotor, also durch den so genannten Fan- bzw. Rotorlärm, besonders beim Start und Steigflug im Flughafennahbereich. Zum Zweiten führen die überkritischen und zum Teil instationären Anströmungen an den Spitzen der Fanblätter, die mit dem Lärm in Verbindung stehen, gleichermaßen zu Schwingungsanregungen in den Rotorblättern. Diese breitet sich aufgrund des großen Rotordurchmessers radial über die große Schaufelerstreckung begünstigt aus, werden mitunter verstärkt durch Schwingungsresonanzen aufgrund der großen Blattlänge und finden als Vibration und Lärm ihren Weg sowohl über das Fluid als auch über die strukturellen Anbindungen des Triebwerkes in die Flugzeugzelle und Passagierkabine. Innerhalb der Kabine erhöht sich somit bisher das Lärmniveau, mitunter auch das Vibrationsniveau, außerhalb der Kabine erhöht sich der Lärmpegel bisher signifikant durch den Rotorlärm.With the open rotor integration on the aircraft, three main challenges have not been resolved for a long time, two of which are causally related to one another. For the open rotor technology, an enlarged thrust cross-sectional area, i.e. rotor area, is necessary in order to be able to achieve significantly higher fuel efficiency with a high mass flow and low speed distribution through the rotor. According to the prior art, this enlarged rotor area is only possible by increasing the span, that is to say increasing the extent of the rotor blades. The angular speed of rotation of these blades is predetermined from the gas turbine process by the angular speed of the turbine stage which drives these rotor blades. With the large extension of the rotor blades and the resulting large rotor diameter, very high circumferential speeds result at the blade tips of the rotor. These lead to excessive speed-related noise emissions, which can reach a particular intensity in the radial direction within the rotor plane. Experience has shown that these are manifested in an disadvantageously increased external sound perception of the aircraft configuration due to the fan-like rotor, i.e. due to the so-called fan or rotor noise, especially during take-off and climb in the vicinity of the airport. Secondly, the supercritical and in some cases unsteady flows at the tips of the fan blades, which are connected to the noise, lead to vibrations in the rotor blades. Due to the large rotor diameter, this spreads favorably over the large blade extension, is sometimes intensified by vibration resonances due to the large blade length and finds its way through the fluid as well as noise as vibration and noise Via the structural connections of the engine in the airframe and passenger cabin. So far, the noise level has increased inside the cabin, sometimes also the level of vibration; outside the cabin, the noise level has so far increased significantly due to the rotor noise.

Zum Dritten weisen heutige Verkehrsflugzeuge aus Sicherheitsgründen gemäß des Redundanzprinzips mindestens zwei voneinander unabhängige Triebwerke mit jeweils zugeordneten Rotoren auf. Gleichzeitig ist es charakteristisches Merkmal der Open-Rotor Technologie, dass sich die Rotoren im Medium frei bewegen können und somit in radialer Richtung nach außen nicht durch eine Ummantelung oder Verkleidung umgeben sind. Kommt es nun, womit im Rahmen einer nachhaltigen Sicherheitsbetrachtung immer gerechnet werden muss, zu einem Bruch oder Komponentenversagen innerhalb des Rotors, so können Teile des Rotors durch die wirksamen Zentrifugalkräfte aus dem Rotor nach außen hinausgeschleudert werden. Rein architekturbedingt ergibt sich in einem solchen Schadensfall damit immer ein sogenanntes „Uncontained Engine Failure“.Thirdly, for safety reasons, present-day commercial aircraft have at least two independent engines, each with associated rotors, in accordance with the principle of redundancy. At the same time, it is a characteristic feature of the open rotor technology that the rotors can move freely in the medium and are therefore not surrounded by a casing or cladding in a radial outward direction. If a break or component failure occurs within the rotor, which must always be expected in the context of a sustainable safety assessment, parts of the rotor can be thrown out of the rotor by the effective centrifugal forces. Purely due to the architecture, such a case of damage always results in a so-called "Uncontained Engine Failure".

Durch die gegenüber Turbofantriebwerken bei Open-Rotor Triebwerken höhere Umfangsgeschwindigkeit der Rotoren, ihres vergleichsweise höheren Durchmessers und der höheren Eigenmasse der in der Drehbewegung befindlichen Komponenten, verfügen diejenigen Bruchteile (debris), die im Schadensfall den Rotor verlassen, über eine gesteigerte kinetische Energie, die potentiell dazu geeignet ist, für den sicheren Flug wesentliche Komponenten des Flugzeuges, wie in etwa die bedruckte Passagierkabine, Treibstoff- und Flugsteuerungssysteme, Flügel, Tanks und Steuerflächen etc. zu durchschlagen und sie dabei sicherheitsrelevant zu beschädigen. Damit müssen bei der Positionierung dieser Antriebssysteme diese Umstände unbedingt mit berücksichtigt werden.Due to the higher circumferential speed of the rotors compared to turbofan engines with open rotor engines, their comparatively larger diameter and the higher weight of the rotating components, those fractions (debris) that leave the rotor in the event of damage have increased kinetic energy is potentially suitable for breaking through components of the aircraft that are essential for safe flight, such as the printed passenger cabin, fuel and flight control systems, wings, tanks and control surfaces, etc. and thereby damaging them in a safety-relevant manner. This means that these circumstances must be taken into account when positioning these drive systems.

Hinsichtlich des Antriebssystems ist es zudem zusätzlich besonders maßgeblich relevant, dass im Schadensfall austretende Teile eines Rotors nicht den Rotor eines weiteren und unabhängigen Triebwerkes treffen und diesen ebenfalls außer Kraft setzen können, womit das Redundanzprinzip des Flugzeuges aufgehoben wäre. Bisherige vorgestellte Flugzeugkonfigurationen für die Open-Rotor-Antriebsintegration nehmen auf diesen sicherheitsrelevanten Tatbestand oft nicht ausreichend Rücksicht. Die Platzierung von Open-Rotor-Triebwerken wie bei Turbofantriebwerken direkt nebeneinander, wie dies bei Konfigurationsstudien nach dem Stand der Technik gezeigt wurde, birgt die Gefahr, dass im „Rotor Burst Falle“ eines Triebwerks beide Triebwerke durch Bruchstücke der Rotoren beschädigt werden und damit die Antriebsredundanz eines Flugzeuges außer Kraft gesetzt wird.With regard to the drive system, it is also particularly relevant that parts of a rotor that escape in the event of damage cannot hit the rotor of a further, independent engine and also disable it, which would remove the redundancy principle of the aircraft. Previously presented aircraft configurations for open rotor drive integration often do not take sufficient account of this safety-relevant fact. Placing open-rotor engines directly next to one another, as in the case of turbofan engines, as shown in configuration studies according to the state of the art, harbors the risk that, in the "rotor burst trap" of an engine, both engines will be damaged by fragments of the rotors and thus the Drive redundancy of an aircraft is overridden.

Nach dem Stand der Technik ist daher die Anordnung von Open-Rotor Triebwerken am Passagierflugzeug seit längerem insgesamt unbefriedigend gelöst und in ihrer Anordnung der Triebwerke am Flugzeug bisher stark limitiert. In der Praxis ist bei zweimotorigen Transportflugzeugen, abgesehen von einzelnen Forschungsflugzeugen, nur eine unvorteilhafte Triebwerksanordnung im hinteren Bereich des unbedruckten Hecks sicherheitsbedingt möglich, wobei das Seitenleitwerk zum Schutz zwischen den beiden Rotoren abschirmend platziert ist. Es sollte so im Schadensfall verhindern, dass nach einem Bruch in einem Rotor auch der zweite Rotor schadhaft beeinflusst werden könnte, was sonst ein Triebwerksredundanzkonzept unwirksam gemacht hätte. Dabei ist es in der Technik umstritten, ob das Seitenleitwerk überhaupt so strukturell ausgelegt werden könnte, dass es eine wirksame Abschirmung der Rotoren in der Praxis im Fehlerfall gewährleisten könnte. Wenn dies in der Praxis gelänge, so fiele jedenfalls das Seitenleitwerk strukturell bedingt sehr schwer aus. Des Weiteren können aber im Falle des Rotorburst bei dieser Anordnung nach wie vor für den sicheren Flug notwendige Komponenten des Flugzeuges sicherheitsrelevant beschädigt werden, da zum Beispiel, auch wenn die Anordnung der gepfeilten Leitwerksteuerflächen außerhalb der Rotorenebene gelingt, Steuer- und Hydraulikleitungen die Rotorebenen in Längsrichtung durchqueren müssen.According to the state of the art, the arrangement of open-rotor engines on the passenger aircraft has therefore been unsatisfactory overall for a long time, and the arrangement of the engines on the aircraft has hitherto been severely limited. In practice, with twin-engine transport aircraft, apart from individual research aircraft, only an unfavorable engine arrangement in the rear area of the unprinted tail is possible for safety reasons, with the rudder unit being placed between the two rotors for protection. In this way, in the event of damage, it was intended to prevent the second rotor from being damaged after a break in one rotor, which would otherwise have rendered an engine redundancy concept ineffective. It is controversial in technology whether the rudder unit could even be structurally designed in such a way that it could ensure effective shielding of the rotors in practice in the event of a fault. If this were to succeed in practice, the rudder unit would be very heavy for structural reasons. Furthermore, in the event of a rotor burst, with this arrangement, components of the aircraft that are necessary for safe flight can still be damaged in a safety-relevant manner, since, for example, even if the swept tail control surfaces are arranged outside the rotor plane, control and hydraulic lines move the rotor planes in the longitudinal direction have to cross.

Für das Flugzeug ist die bisher gezeigte Heckanordnung der Triebwerke aber insgesamt sehr unbefriedigend, weil dadurch schwerpunktsbedingt nicht nur die Lage der Tragflächenanordnung, sondern im Wesentlichen die gesamte Flugzeugkonfiguration über die Triebwerkslage vorgegeben wird. Durch die hintere Triebwerksposition ist der Einfluss auf den Schwerpunkt groß, die Beladung des Flugzeuges mit Nutzlast und Treibstoff kann daher nicht so flexibel vollzogen werden, wie es wünschenswert wäre, was die Einsatzflexibilität des Flugzeuges herabsetzt. Die Leitwerkshebelarme fallen klein aus, weshalb die Leitwerksflächen groß ausgeführt werden müssen, was den Widerstand und das Gewicht heraufsetzt. Zudem fallen durch die Hecktriebwerkslage auch die Trägheitsmomente um die Querachse des Flugzeuges groß aus, was die Leitwerksflächen weiter erhöht. Zudem muss ein nochmals vergleichsweise schweres T-Leitwerk installiert werden, welches noch schwerer ausfällt, wenn dieses ein strukturelles Shielding zwischen den zwei offenen Rotoren ermöglichen soll, oder, wenn ein Trimmable Horizontal Stabilizer installiert werden soll, der bei Verkehrsflugzeugen Standard ist. Auch der Trimmwiderstand kann im Reiseflug, konfigurativ bedingt durch Schwerpunktslage und Leitwerkshebelarme, erhöht sein. Aus Sicherheitsgründen müssen die offen Rotoren dabei an einem Längenabschnitt des Flugzeuges entlang der Rumpflängsachse positioniert werden, wo keine Druckkabine mehr besteht, da sonst die Druckkabine im Bruchfall durch Bruchstücke durchschlagen und beschädigt werden könnte. Darüberhinaus müssen die offen Rotoren mit vergrößerter Rotorfläche mit langen, schweren und widerstandserzeugenden Pylonen am Heck des Flugzeuges angebracht werden. Obwohl die Rotoren im Fluid offen laufen, ist trotzdem eine kleinere Triebwerksgondel notwendig, die die bespülte Fläche des Flugzeuges weiter erhöht und somit zum Null- und Interferenzwiderstand des Flugzeuges beiträgt. Durch das örtliche Zusatzgewicht im Heckbereich wird die Schwerpunktsproblematik weiter verschärft.For the aircraft, however, the rear arrangement of the engines shown so far is very unsatisfactory overall because it dictates not only the position of the wing arrangement, but also essentially the entire aircraft configuration via the engine position. Due to the rear engine position, the influence on the center of gravity is great, the loading of the aircraft with payload and fuel can therefore not be carried out as flexibly as it would be desirable, which reduces the operational flexibility of the aircraft. The tail lever arms are small, which is why the tail surfaces must be made large, which increases the resistance and weight. In addition, due to the position of the tail engine, the moments of inertia around the transverse axis of the aircraft are large, which further increases the surface area of the tail units. In addition, a comparatively heavy T-tail unit must be installed, which is even heavier if this is to enable structural shielding between the two open rotors, or if a trimmable horizontal stabilizer is to be installed, which is standard in commercial aircraft. The trim resistance can also be increased when cruising, due to the configuration of the center of gravity and tail lever arms. For safety reasons, the open rotors must be on one Longitudinal section of the aircraft are positioned along the longitudinal axis of the fuselage, where there is no longer a pressurized cabin, since otherwise the pressurized cabin could break through and be damaged by fragments in the event of a break. In addition, the open rotors with enlarged rotor surface with long, heavy and resistance-generating pylons must be attached to the tail of the aircraft. Although the rotors run open in the fluid, a smaller engine nacelle is still necessary, which further increases the area of the aircraft that is washed and thus contributes to the aircraft's zero and interference resistance. The problem of the center of gravity is exacerbated by the additional local weight in the rear area.

Das bisher ungelöste Hauptproblem besteht also darin für das Flugzeug eine sichere Anordnungsform für offene Rotoren zu finden so, dass für den sicheren Flug wesentliche Komponenten des Flugzeuges nicht beschädigt werden können. Zudem gilt es als bisher ungelöst, eine Anordnungsform für offene Rotoren so zu finden, die abgesehen von der durch das Triebwerk verbesserten Leistung auch die Leistungsfähigkeit und Einsatzflexibilität des Kernflugzeuges erhält oder verbessert.The main problem that has not yet been solved consists in finding a safe form of arrangement for open rotors for the aircraft in such a way that essential components of the aircraft cannot be damaged for safe flight. In addition, it has not yet been resolved to find a form of arrangement for open rotors in such a way that, apart from the performance improved by the engine, it also maintains or improves the performance and operational flexibility of the core aircraft.

Dem Stand der Technik nach ist es bekannt, Propeller, den Rumpf eines Flugzeuges umgebend, anzuordnen.According to the prior art, it is known to arrange propellers surrounding the fuselage of an aircraft.

Nach CH 235 699 A sind Flugzeuge bekannt, bei dem ein Propeller in den Rumpf eingebaut ist und auch mehrere im Drehsinn zueinander gegensinnig laufende Propeller am Rumpf verwendet werden können. Die Propeller sind in Flugrichtung hinter der Tragflächenanordnung angeordnet, damit die Anordnung von Waffen am Flugzeug leichter gelingt und mit diesen nicht der „Propellerkreis“ durchgeschossen werden muss. Das Flugzeug weist innerhalb des Rumpfes keine Druckkabine auf. Die Motoreneinrichtung ist innerhalb eines Flugzeugrumpfes montiert und treibt über ein Ritzel, welches größtenteils innerhalb der Rumpfbegrenzung rotiert, einen über einen Lagerring gelagerten Umlaufring größeren Durchmessers an. Der Antrieb gelingt hierbei über eines an diesem Umlaufring angebrachtes innenverzahntem Zahnrad. Da der eine Lagerring mit kleinerem Durchmesser starr mit dem Rumpf verbunden ist und dieser über den vollen Winkelumfang geschlossen, also nicht unterbrochen ausgeführt ist, muss bei dieser Anordnung das Motorritzel entlang der Rumpflängsachse vor oder hinter dem Lagerring die Rumpfaußenhaut über eine Öffnung durchbrechen, um mit dem innenverzahnten Umlaufring größeren Durchmessers in Kontakt zu kommen. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass der Motor innerhalb der Rumpfanordnung installiert ist, wobei keine gesonderte Luftzufuhr und Abgasabfuhr vorgesehen ist, was den dauerhaften Betrieb luftatmender Motoren erschwert und darüberhinaus Volumen innerhalb der Rumpfanordnung in Anspruch nimmt, welches für etwaige Transportaufgaben nicht mehr zur Verfügung steht.To CH 235 699 A aircraft are known in which a propeller is built into the fuselage and several propellers rotating in opposite directions to each other can also be used on the fuselage. The propellers are arranged in the direction of flight behind the wing arrangement, so that the arrangement of weapons on the aircraft is easier and so that the “propeller circle” does not have to be shot through. The aircraft does not have a pressurized cabin inside the fuselage. The motor device is mounted inside an aircraft fuselage and, via a pinion, which for the most part rotates within the fuselage boundary, drives a larger diameter circumferential ring supported by a bearing ring. The drive is achieved here via an internally toothed gear attached to this circumferential ring. Since the one bearing ring with a smaller diameter is rigidly connected to the fuselage and this is closed over the full angular circumference, i.e. not interrupted, in this arrangement the motor pinion must break through the fuselage outer skin via an opening along the longitudinal axis of the fuselage in front of or behind the bearing ring in order to be able to use to come into contact with the internally toothed circumferential ring of larger diameter. Another disadvantage is that the engine is installed inside the fuselage arrangement, with no separate air supply and exhaust gas discharge, which makes the long-term operation of air-breathing engines difficult and also takes up space within the fuselage arrangement, which is no longer available for any transport tasks .

Ein zusätzlicher wichtiger Nachteil besteht darin, dass der Propeller am Heckbereich des Flugzeuges angeordnet ist. Damit gelangen Verwirbelungen der Tragfläche in den Propeller und zeigen sich erfahrungsgemäß in der Interaktion mit diesem, z.B. wie auch bei der Piaggio Avanti bekannt, durch eine erhöhte Lärmabstrahlung des Propellers. Das Flugzeug wird daher erfahrungsgemäß im Betrieb eine erhöhte Lärmintensitität in der Außenwahrnehmung aufweisen.An additional important disadvantage is that the propeller is arranged at the tail area of the aircraft. This means that turbulences in the wing get into the propeller and, as experience shows, when interacting with it, e.g. as is known from the Piaggio Avanti, through increased noise emitted by the propeller. Experience has shown that the aircraft will therefore have an increased noise intensity in terms of external perception during operation.

Ein weiterer Nachteil ist es, dass das Leitwerk am Heck unpassend klein ausgeführt werden muss, damit der Propeller nach hinten hin demontiert werden kann. Dies hat zusätzlich die Folge, dass die Leitwerke vom Propellerstrahl nicht mehr angestrahlt werden. Generell ist es ein Nachteil von Umlaufpropellern in Hecklage, dass diese durch die Leitwerke am Heck hinter dem Propeller und durch die Tragfläche in Front schlecht vom Flugzeug abnehmbar sind und dafür zerlegt werden müssen.
DE 18 84 174 U bezeichnet ein Triebflügelflugzeug, welches sowohl den Auftrieb, um das Fluggerät zu tragen, als auch den Vortrieb, um das Fluggerät zu treiben, über sich drehende Rotoren großer radialer Erstreckung aufbringt, die mit Teilen des Rumpfes kinematisch geschwenkt werden können und Teile des Rumpfes umgeben. Die Rotoren werden über zugeordnete Blattspitzenantriebe angetrieben. Das Flugzeug kann dabei vertikal starten und landen. Nachteil dieser Anordnung ist jedoch die hohe Komplexität dieser Konfiguration und Empfindlichkeit bei einem etwaigen Ausfall eines Teilsystems, zum Beispiel des Schwenkmechanismus zumindest eines Rotors. Die Rotoren sind dabei in ihrer radialen Längenerstreckung recht groß ausgeführt, sodass eine sichere Landung bei Ausfall eines Schwenkmechanismus bereits nicht mehr gelingt. Zudem ist bei diesem Fluggerät durch den Blattspitzenantrieb und die Fähigkeit, durch drehbare Rotoren nahezu vertikal starten und landen zu können, mit einem hohen absolutem und leistungsspezifischen Energieverbrauch wie auch mit einer hohen Lärmintensität im Betrieb zu rechnen. Im Bruchfall eines Rotors können durch austretende Bruchstücke hoher Energie für die Flugsicherheit wesentliche Komponenten des Fluggerätes beschädigt werden, wie beispielsweise die Fahrwerksanordnung und Leitwerke. Bei Ausfall eines Rotorsystem ist das Fluggerät darüberhinaus nicht mehr flugfähig.
Another disadvantage is that the tail unit at the stern has to be made unsuitably small so that the propeller can be dismantled towards the rear. This also has the consequence that the tail units are no longer irradiated by the propeller jet. In general, it is a disadvantage of rotary propellers in the rear position that they are difficult to remove from the aircraft due to the tail units at the rear behind the propeller and due to the wing in the front and therefore have to be dismantled.
DE 18 84 174 U refers to a powered wing aircraft, which applies both the lift to carry the aircraft and the propulsion to propel the aircraft via rotating rotors of large radial extension, which can be pivoted kinematically with parts of the fuselage and surround parts of the fuselage. The rotors are driven by assigned blade tip drives. The aircraft can take off and land vertically. However, the disadvantage of this arrangement is the high complexity of this configuration and sensitivity in the event of a failure of a subsystem, for example the swivel mechanism of at least one rotor. The rotors are designed to be quite large in their radial length, so that a safe landing is no longer possible if a pivoting mechanism fails. In addition, with this aircraft, due to the blade tip drive and the ability to take off and land almost vertically thanks to rotating rotors, a high absolute and performance-specific energy consumption as well as a high level of noise intensity during operation can be expected. In the event of a rotor breaking, fragments of high energy escaping can damage essential components of the aircraft for flight safety, such as the landing gear arrangement and tail units. In addition, if a rotor system fails, the aircraft is no longer airworthy.

Auch die Druckschriften GB 2 468 917 A ; WO 2012 / 114 047 A1, DE 44 26 403 C1 und EP 1 428 752 A1 zeigen unterschiedliche Anbringungsweisen von Rotoren. Es wird jedoch nicht ausgeführt, dass am Flugzeug eine Druckkabine verwendet wird bzw. , dass die Ausführungen und Anordnungen von Rotoren technisch mit der Druckkabine in Verbindung gebracht werden.The pamphlets too GB 2,468,917 A ; WO 2012/114 047 A1, DE 44 26 403 C1 and EP 1 428 752 A1 show different ways of attaching rotors. However, it is not stated that a pressurized cabin is used on the aircraft or that the designs and arrangements of rotors are technically associated with the pressurized cabin.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Aufgabe dieser Erfindung ist es, für eine Flugzeugkonfiguration eine sichere Anordnungsmöglichkeit, Ausführungsform und Antriebsform für beschaufelte Rotoren zu finden, die sich auch im Sinne des Open Rotor Konzeptes für außen frei rotierende Antriebsrotoren und für Antriebsrotoren hoher kinetischer Energie eignet, und die sich dadurch auszeichnet, dass die im Bruchfalle des Rotors von der Zentrifugalkraft beschleunigten Bruchstücke weitere für die sichere Durchführung des Fluges wichtige Bauteilkomponenten des Flugzeuges, insbesondere auch die Druckkabine, weniger wahrscheinlich treffen und beschädigen können.The object of this invention is to find a safe arrangement, embodiment and drive form for bladed rotors for an aircraft configuration, which is also suitable in the sense of the open rotor concept for drive rotors freely rotating on the outside and for drive rotors with high kinetic energy, and which is characterized by that the fragments accelerated by centrifugal force in the event of a rotor breakage are less likely to hit and damage other structural components of the aircraft that are important for the safe execution of the flight, in particular also the pressurized cabin.

Aufgabe dieser Erfindung ist es des Weiteren, Lösungen für Antriebsrotoren und Antriebssysteme am Flugzeug zu finden, die ein hohes Nebenstromverhältnis bis hin zu den heute üblichen hohen Reisefluggeschwindigkeiten turbofangetriebener Verkehrsflugzeuge ermöglichen, sowie den abgestrahlten Lärm während des Antriebs zu reduzieren und die Kraftstoffeffizienz des angetriebenen Flugzeuges nachhaltig zu steigern.Another object of this invention is to find solutions for propulsion rotors and propulsion systems on aircraft that enable a high bypass ratio up to the high cruising speeds of turbo-powered commercial aircraft that are customary today, as well as reducing the noise emitted during propulsion and sustainably reducing the fuel efficiency of the propelled aircraft to increase.

Erfinderische LösungInventive solution

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Flugzeug mit:

  • - einer zumindest abschnittsweisen zylindrisch gestreckten Rumpfanordnung F mit einer räumlichen Haupterstreckung in Richtung einer Rumpflängsachse FA, diese Rumpfanordnung F zur bedarfsweisen Unterbringung von Nutzlast, wobei die Rumpfanordnung F zumindest abschnittsweise in der Funktion einer Druckkabine P mit einem Innendruck bedruckbar ist,
  • - einer fest an die Rumpfanordnung F des Flugzeugs angebundenen Tragflächenanordnung W, zur Generierung eines das Flugzeug tragenden Auftriebs, wobei die im Horizontalflug erzeugte Kraftkomponente des Auftriebs senkrecht zur Rumpflängsachse FA gegenüber der Komponente längs zur Rumpflängsachse FA deutlich überwiegt,
  • - mit einer bedarfsweise einziehbaren und wieder ausfahrbaren Dreipunktfahrwerksanordnung GA mit mehreren drehbar gelagerten Rädern WE zur statisch bestimmten Abstützung des Flugzeuges entgegen der Bodenebene BO im bodenbündigen Betrieb, bestehend aus zwei strukturell an die Tragflächenanordnung W angebundenen Hauptfahrwerksbeinen GAM und einem an der Rumpfanordnung F strukturell angebunden Bugfahrwerksbein GAA, wobei das Bugfahrwerksbein GAA entlang der Rumpflängsachse FA in Flugrichtung FR vor den Hauptfahrwerksbeinen GAM angeordnet ist,
  • - einer Motorenanordnung E, bestehend aus wenigstens einem Motor, zur Generierung einer dem Flugzeug zur Verfügung stehenden Antriebsleistung,
  • - wenigstens einem mit mehreren Rotorschaufeln B beschaufelten Rotor R zur zumindest teilweisen Umwandlung von Antriebsleistung der Motorenanordnung E in eine das Flugzeug treibende Vortriebsleistung durch Rotation des beschaufelten Rotors R um eine geometrische Rotationsachse RA, wobei sich bei Rotation der Rotorschaufeln B des beschaufelten Rotors R im Umlauf geometrisch eine von den Rotorschaufeln B überstrichene geometrische Rotorfläche RAE ergibt, dieser beschaufelte Rotor R in seiner radialen räumlichen Erstreckung einen kleinsten Innendurchmesser ID und einen größten Außendurchmesser OD aufweisend, wobei dieser beschaufelte Rotor R mit im Einstellwinkel verstellbar ausgeführten Schaufeln B ausgerüstet ist, dieser beschaufelte Rotor R ebenfalls eine räumliche Längserstreckung entlang seiner geometrischen Rotationsachse RA aufweisend, wobei innerhalb dieses Bereiches seiner Längserstreckung Rotorebenen RP senkrecht zu seiner geometrischen Rotationsachse RA als geometrisches Hilfsmittel kennzeichenbar sind, um einen möglichen Auswirkungsbereich dieses Rotors R zu erfassen,
  • - wenigstens einem Getriebe G zur Übertragung der Antriebsleistung wenigstens eines Motors der Motorenanordnung E auf wenigstens einen beschaufelten Rotor R,
  • - wenigstens einer Lagerandordnung S,
dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein beschaufelter Rotor R mit mindestens einer Lageranordnung S, drehbar die Rumpfanordnung F umgebend gelagert ist sowie, dass mindestens dieser eine beschaufelte Rotor R ungefähr in Richtung der Rumpflängsachse FA durch wenigstens eine Lageranordnung S zur Rumpfanordnung F axial fixiert ist, und dass mindestens dieser eine beschaufelte Rotor R zugleich in radialer Richtung außen dabei denjenigen Abschnitt einer zumindest abschnittsweisen zylindrisch gestreckten Rumpfanordnung F eines Flugzeuges ringförmig umgibt, welcher, in einer der Rotorebenen RP dieses Rotors R betrachtet, zumindest anteilig in der Funktion einer Druckkabine P bedruckbar ist und, dass zumindest in einer der Rotorebenen RP des beschaufelten Rotors R keine weiteren für den unmittelbar sicheren Betrieb des Flugzeuges wesentlichen Komponenten des Flugzeuges angeordnet sind, und dass mindestens dieser eine beschaufelte Rotor R entlang der Rumpflängsachse FA, in Flugrichtung FR gesehen, vor der Tragflügelanordnung W angeordnet ist und zugleich die geometrische Rotationsachse RA mindestens eines beschaufelten Rotors R, entlang einer Richtung der Flugzeughochachse VA, ausgehend von der Bodenebene BO aus gesehen, in einer Ebene betrachtet, die unmittelbar stromaufwärts der Tragflächenanordnung W und senkrecht zur Rotationsachse RA dieses beschaufelten Rotors R liegt, so angeordnet ist, dass sie sich oberhalb des sich in dieser Ebene ergebenden minimalen Vertikalniveaus MV der oberen Oberfläche der Tragflügelanordnung W, befindet so, dass in einer Rotorebene RP dieses einen beschaufelten Rotors R der überwiegende Flächenanteil, der im Umlauf von den Rotorschaufeln B des beschaufelten Rotors R überstrichenen geometrischen Rotorfläche RAE, von der Bodenebene BO aus betrachtet, oberhalb der Tragflächenanordnung W zum Liegen kommt so, dass die auf die, entgegen der Flugrichtung FR nachgeordnete Tragflächenanordnung W bewirkte Staudruckerhöhung des Propellerstrahls mindestens dieses einen beschaufelten Rotors R überwiegend oberhalb der Tragflächenanordnung W erfolgt und, dass mindestens dieser eine Rotor R in Richtung der Rumpflängsachse FA an der Rumpfanordnung F zwischen dem Bugfahrwerksbein GAA und den Hauptfahrwerksbeinen der Hauptfahrwerksanordnung GAM so angeordnet ist, dass, in jeder der Rotorebenen RP dieses einen beschaufelten Rotors R betrachtet, der größte Außendurchmesser OD dieses einen Rotors R kleiner ist als der, mit durch die Fahrwerksanordnung GA vorgegebene, doppelte minimale Abstand der Rotationsachse RA dieses beschaufelten Rotors R von der Bodenebene BO, und, dass mindestens ein Motor der Motoreneinrichtung E in einem Bereich des Flugzeuges außerhalb der Druckkabine P, aber zumindest zum Teil innerhalb eines Raums versenkt angeordnet ist, der nach außen zum Fluid durch die von der Außenhaut der Tragflächenanordnung W und die von der Außenhaut der Rumpanordnung F gebildeten Außenkontur des Flugzeuges abgegrenzt wird, und so in diesem Raum eingebettet angeordnet ist, dass ein Bauteil, das in der Funktion einer Motorenhalterung strukturelle Kräfte von mindestens einem Motor der Motorenanordnung E in Richtung der Struktur des Flugzeug abführt, im Wesentlichen nicht von Außen ersichtlich ist und, dass diesem Bauteil in seiner Funktion der Motorenhalterung außerhalb der durch die von der Außenhaut der Tragflächenanordnung W und von der Außenhaut der Rumpfanordnung F gebildeten Außenkontur im Wesentlichen keine eigene vom Fluid bespülte, widerstandswirksame Oberfläche zuordbar ist, und, dass mindestens dieser eine beschaufelte Rotor R mit wenigstens einem Motor der Motorenanordnung E, der außerhalb der Druckkabine P angeordnet ist, über Getriebe F, kinematisch gekoppelt ist, und durch diesen in Rotation versetzt werden kann, um eine, das Flugzeug treibende Vortriebskraft zu erzeugen, dessen Kraftkomponente in Richtung der Rumpflängsachse FA gegenüber der Kraftkomponente senkrecht zur Rumpflängsachse FA deutlich überwiegt.The task is solved by an airplane with:
  • - An at least partially cylindrically elongated fuselage arrangement F. with a spatial main extension in the direction of a longitudinal axis of the trunk FA , this hull arrangement F. for the storage of payload as required, the fuselage arrangement F. at least in sections in the function of a pressurized cabin P. can be printed with an internal print,
  • - one fixed to the hull assembly F. of the aircraft attached wing assembly W. , for generating a lift carrying the aircraft, the force component of the lift generated in horizontal flight being perpendicular to the longitudinal axis of the fuselage FA opposite the component along the longitudinal axis of the fuselage FA clearly predominates,
  • - With a three-point landing gear arrangement that can be retracted and extended again if necessary GA with several rotatable wheels WE for statically determined support of the aircraft against the ground plane BO in ground-level operation, consisting of two structurally attached to the wing assembly W. attached main landing gear GAM and one on the fuselage assembly F. structurally attached nose gear leg ATM , being the nose gear leg ATM along the longitudinal axis of the trunk FA in the direction of flight FR in front of the main landing gear GAM is arranged
  • - a motor arrangement E. , consisting of at least one motor, to generate a drive power available to the aircraft,
  • - At least one with several rotor blades B. Bladed rotor R for at least partial conversion of drive power of the motor arrangement E. into a propulsive power that drives the aircraft by rotating the bladed rotor R around a geometric axis of rotation RA , with rotation of the rotor blades B. of the bladed rotor R in rotation geometrically one of the rotor blades B. swept geometric rotor area RAE results, this bladed rotor R has a smallest inner diameter in its radial spatial extension ID and a largest outside diameter OD having, this bladed rotor R with adjustable blades designed in the setting angle B. is equipped, this bladed rotor R also has a spatial longitudinal extent along its geometric axis of rotation RA having, within this region of its longitudinal extent rotor planes RP perpendicular to its geometric axis of rotation RA can be identified as a geometric aid in order to capture a possible area of impact of this rotor R,
  • - at least one gear G for transmitting the drive power of at least one motor of the motor arrangement E. on at least one bladed rotor R,
  • - at least one storage arrangement S. ,
characterized in that at least one bladed rotor R with at least one bearing arrangement S. , rotatable the fuselage assembly F. is mounted surrounding and that at least this one bladed rotor R approximately in the direction of the longitudinal axis of the fuselage FA by at least one bearing arrangement S. to Hull arrangement F. is axially fixed, and that at least this one bladed rotor R at the same time in the radial direction outside that section of an at least partially cylindrically elongated fuselage arrangement F. of an aircraft, which, in one of the rotor planes RP this rotor R considered, at least partially in the function of a pressurized cabin P. is printable and that at least in one of the rotor planes RP of the bladed rotor R no further components of the aircraft essential for the immediate safe operation of the aircraft are arranged, and that at least this one bladed rotor R along the longitudinal axis of the fuselage FA , in the direction of flight FR seen in front of the wing assembly W. is arranged and at the same time the geometric axis of rotation RA at least one bladed rotor R, along a direction of the aircraft vertical axis VA , starting from the ground plane BO when viewed in a plane immediately upstream of the wing assembly W. and perpendicular to the axis of rotation RA this bladed rotor R is arranged so that it is above the minimum vertical level resulting in this plane MV the top surface of the wing assembly W. , located so that in a rotor plane RP This one bladed rotor R is the predominant area that is in circulation by the rotor blades B. of the bladed rotor R swept geometric rotor surface RAE , from the ground level BO viewed from above the wing assembly W. comes to rest in such a way that it faces, against the direction of flight FR downstream wing assembly W. caused a dynamic pressure increase of the propeller jet at least this one bladed rotor R predominantly above the wing arrangement W. takes place and that at least this one rotor R in the direction of the longitudinal axis of the fuselage FA on the fuselage assembly F. between the nose gear leg ATM and the main landing gear legs of the main landing gear assembly GAM is arranged so that, in each of the rotor planes RP this considering a bladed rotor R, the largest outside diameter OD this one rotor R is smaller than the one with by the undercarriage arrangement GA specified, double the minimum distance of the axis of rotation RA this bladed rotor R from the ground plane BO , and that at least one motor of the motor device E. in an area of the aircraft outside the pressurized cabin P. , but is arranged sunk at least in part within a space leading to the outside to the fluid through the from the outer skin of the wing assembly W. and that of the outer skin of the hull assembly F. formed outer contour of the aircraft is delimited, and is so embedded in this space that a component that acts as an engine mount structural forces of at least one engine of the engine assembly E. in the direction of the structure of the aircraft, is essentially not visible from the outside and that this component in its function of the engine mount outside of the by the outer skin of the wing assembly W. and from the skin of the fuselage assembly F. formed outer contour essentially no separate, drag-effective surface flushed by the fluid can be assigned, and that at least this one bladed rotor R with at least one motor of the motor arrangement E. outside the pressurized cabin P. is arranged via gear F. , is kinematically coupled, and can be set in rotation by this in order to generate a propulsive force driving the aircraft, the force component of which is in the direction of the longitudinal axis of the fuselage FA compared to the force component perpendicular to the longitudinal axis of the fuselage FA clearly predominates.

Die besondere Wirkungsweise der Erfindung entsteht durch eine besondere Kombination einzelner oder mehrerer für sich erfinderischer Aspekte.The special mode of operation of the invention arises from a special combination of individual or several inventive aspects.

Gemäß eines wichtigen Aspektes der Erfindung wird wenigstens ein beschaufelter Rotor R so eine zumindest abschnittsweise bedruckbare Rumpfanordnung F, diese ringförmig umgebend drehbar gelagert angeordnet, dass der Rotor R in einer seiner Rotorebenen RP, welche im Bereich seiner Längenerstreckung entlang seiner Rotorachse RA senkrecht zu dieser angeordnet sind, zumindest einen Teil einer Druckkabine P, der innerhalb der Rumpfanordnung F liegt, umgibt. Dies hat erfindungsgemäß die Folge, dass sich im Falle eines Rotorbruchs im Betrieb Bruchstücke des Rotors R von der Rumpfanordnung F, aber insbesondere der Druckkabine P, durch die wirksamen Fliehkräfte entfernen. Dadurch können erfindungsgemäß diese Bruchstücke die Druckkabine P und Rumpfanordnung F mit ihrer hohen kinetischen Energie gar nicht mehr sicherheitskritisch beschädigen. Dies ist sowohl am Boden im unbedruckten Zustand der Druckkabine P der Fall, als auch im bedruckten Zustand der Druckkabine P im Reiseflug. Erfindungsgemäß umgibt der Rotor, in einer seiner Rotorebenen RP gesehen, denjenigen Querschnitt der Rumpfanordnung F, welcher in dieser Ebene, zumindest abschnittsweise gemäß, einer Druckkabine P bedruckbar ist. Das bedeutet, dass zum Beispiel im Rumpfquerschnitt auch nur ein Bereich als Druckkabine P ausgeführt sein kann, beispielsweise nur eine Passagierkabine im oberen Bereich des Rumpfquerschnittes, während es im unteren Bereich einen unbedruckten Bereich für Fracht, für Systeme, Triebwerke, Fahrwerke oder ähnliches gibt. In einer weiteren wichtigen Ausführungsform ist dieser der Funktion einer Druckkabine P bedruckbare Abschnitt nun wirklich mit einem Überdruck bedruckt so, dass die Druckkabine P innerhalb der Rumpfanordnung einen Überdruck zu einem Bereich außerhalb der Druckkabine P innerhalb oder außerhalb des Flugzeuges aufweist, zum Beispiel zu demjenigen Bereich außerhalb der Rumpfanordnung F, in dem wenigstens ein Rotor R im Fluid rotiert.According to an important aspect of the invention, at least one bladed rotor R is thus a fuselage arrangement that can be printed at least in sections F. , this ring-shaped surrounding rotatably arranged that the rotor R in one of its rotor planes RP , which in the area of its length along its rotor axis RA are arranged perpendicular to this, at least part of a pressure cabin P. that is inside the fuselage assembly F. lies, surrounds. According to the invention, this has the consequence that in the event of a rotor breakage during operation, fragments of the rotor R move away from the fuselage arrangement F. , but especially the pressurized cabin P. , remove by the effective centrifugal forces. As a result, according to the invention, these fragments can pass through the pressurized cabin P. and hull arrangement F. with their high kinetic energy, they no longer cause critical safety damage. This is both on the ground in the unprinted state of the pressure cabin P. the case, as well as in the printed state of the pressure cabin P. in cruise. According to the invention, the rotor surrounds in one of its rotor planes RP seen, that cross section of the fuselage assembly F. , which in this plane, at least in sections according to a pressure cabin P. is printable. This means that, for example, only one area in the fuselage is used as a pressurized cabin P. can be designed, for example, only a passenger cabin in the upper area of the fuselage cross-section, while there is an unprinted area for cargo, for systems, engines, landing gear or the like in the lower area. In a further important embodiment, this is the function of a pressurized cabin P. printable section now really printed with an overprint so that the print cabin P. inside the fuselage arrangement, an overpressure to an area outside the pressurized cabin P. has inside or outside the aircraft, for example to that area outside the fuselage arrangement F. , in which at least one rotor R rotates in the fluid.

Der beschaufelte Rotor R ist dabei drehbar zu der Rumpfanordnung F durch wenigstens eine Lageranordnung S gelagert und ungefähr in Richtung der Rumpflängsachse FA durch wenigstens eine Lageranordnung S fixiert angeordnet. Ungefähr zur Richtung der Rumpflängsachse FA bedeutet in diesem Zusammenhang, dass der beschaufelte Rotor R auch einen üblichen Antriebssturz (in etwa bis maximal 12°) in Bezug zur Rumpflängsachse FA in einer Ebene oder auch räumlich aufweisen kann.The bladed rotor R is rotatable in relation to the fuselage arrangement F. by at least one bearing arrangement S. stored and approximately in the direction of the longitudinal axis of the fuselage FA by at least one bearing arrangement S. fixed arranged. Approximately to the direction of the longitudinal axis of the trunk FA in this context means that the bladed rotor R also has a normal drive camber (approximately up to a maximum of 12 °) in relation to the longitudinal axis of the fuselage FA may have in one plane or also spatially.

Darüber hinaus ist es ein weiteres erfindungsgemäßes Merkmal, dass ein oder mehrere Rotoren R so entlang der Rumpflängsachse FA an der Rumpfanordnung F angeordnet sind, dass in allen der Rotorebenen RP eines Rotors, die senkrecht zur Rotationsachse RP des beschaufelten Rotors R und innerhalb seiner Längserstreckung angeordnet sind, keine weiteren für den unmittelbar sicheren Flug des Flugzeuges notwendigen wichtigen sicherheitskritischen Komponenten angeordnet sind. So können auch diese im Bruchfalle eines beschaufelten Rotors R nicht sicherheitskritisch beschädigt werden.In addition, it is a further inventive feature that one or more rotors R so along the longitudinal axis of the fuselage FA on the fuselage assembly F. are arranged that in all of the rotor planes RP of a rotor that is perpendicular to the axis of rotation RP of the bladed rotor R and are arranged within its longitudinal extent, no further important safety-critical components necessary for the immediately safe flight of the aircraft are arranged. Thus, in the event of a bladed rotor R breaking, these cannot be damaged in a safety-critical manner.

Zu den für die unmittelbar sichere Durchführung des Fluges wichtigen Komponenten können beispielsweise die Steuerflächen, die Spoiler, das Hochauftriebssystem, die Tragflächenanordnung, Kraftstoff- und Flugsteuerungssysteme und wichtige Energieverteilungssysteme mit ihren Leitungen und Reservoirs, ggf. auch Leitwerksanordnungen und Fahrwerksanordnungen sowie natürlich die Druckkabine, Tanks und weitere Triebwerke zählen. Im Zweifel kann man sich hier an den Zulassungsvorschriften des Flugzeuges mit orientieren.The components that are important for the immediate safe execution of the flight can include, for example, the control surfaces, the spoilers, the high-lift system, the wing arrangement, fuel and flight control systems and important energy distribution systems with their lines and reservoirs, possibly also tail and landing gear arrangements and of course the pressure cabin, tanks and other engines count. In case of doubt, you can orientate yourself here on the approval regulations of the aircraft.

Ein alternatives Verfahren führt hier zu einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Um eine solche geeignete Anordnungsposition am Rumpf für offenen Rotoren zu finden, könnte man als eine Möglichkeit, z.B. in der Ebene eines Flügels, einen Kegel mit der Kegelbegrenzung, ausgehend von den Erstreckungsgrenzen des beschaufelten Rotors R mit einem bestimmten definierten und geeigneten Öffnungskegel, z.B. von 2 x 15°, der auch über geeignete Statistiken und Untersuchungen näher referenziert werden kann, so definieren, dass es statistisch wahrscheinlich erscheint, dass die Flugbahn von Bruchstücken, die den Rotor R unter Wirkung der Zentrifugalkräfte bei einem geeigneten Betriebszustand im Bruchfall verlassen, innerhalb genau dieses Kegels liegt. Lässt man diesen Kegel nun um die Rotationsachse des Rotors im Raum um den Winkelbereich von 360° rotieren, so ergibt sich ein torusähnlicher Rotationskörper unendlicher radialer Außenerstreckung. Gewährleistet man nun, durch gedankliches Verschieben des beschaufelten Rotors R entlang des Rumpfes F mitsamt dem orts- und richtungsfest angebundenen virtuellen Toruskörper, dass weder Flügel noch Leitwerke noch weitere unmittelbar wichtige Teile des Flugzeuges innerhalb dieses virtuellen Körpers liegen, so ist eine sichere Position für den Rotor R gefunden, an dessen Stelle der Rotor sich an der Rumpfanordnung F, drehbar gelagert, befestigen lässt. Auf diese Weise lassen sich auch mehrere beschaufelte Rotoren R entlang des Rumpfes F sicher platzieren.An alternative method here leads to a further embodiment of the invention. In order to find such a suitable arrangement position on the fuselage for open rotors, one could as a possibility, e.g. in the plane of a wing, a cone with the cone limitation, starting from the extension limits of the bladed rotor R with a certain defined and suitable opening cone, e.g. 2 x 15 °, which can also be referenced in more detail using suitable statistics and investigations, so that it appears statistically probable that the trajectory of fragments that leave the rotor R under the effect of centrifugal forces in a suitable operating state in the event of breakage is within exactly this cone lies. If this cone is now allowed to rotate around the axis of rotation of the rotor in space by the angular range of 360 °, a torus-like body of rotation of infinite radial external extension results. This is guaranteed by mentally moving the bladed rotor R along the fuselage F. Together with the stationary and directionally fixed virtual torus body, so that neither wings nor tail units nor other directly important parts of the aircraft are located within this virtual body, a safe position has been found for the rotor R, in its place the rotor on the fuselage arrangement F. , rotatably mounted, can be attached. In this way, several bladed rotors R can also be placed along the fuselage F. place safely.

Größere Flugzeuge weisen aus Sicherheitsgründen nach dem Redundanzprinzip mehrere, oft zwei, Triebwerke auf. Da Bruchstücke im Fehlerfalle aufgrund der großen Zentrifugalkräfte bei geeigneter materieller und massengeeigneter Auslegung schneller radial nach außen fliegen als sie in der Luftströmung stromab nach hinten driften, sind somit auch mehrere vorzugsweise unabhängige, entlang des Rumpfes F hintereinander gestaffelte beschaufelte Rotoren R bzw. Antriebssysteme möglich, ohne dass sich diese im Fehlerfall gegenseitig schadhaft beeinflussen. Damit ist ein ganz grundsätzlicher bisheriger Vorbehalt und Nachteil von Open Rotor Antriebssystemen und -Rotoren, nämlich der der sicheren Anordnung und Platzierung am Flugzeug, welcher den Praxiseinsatz bisher verhindern konnte, gelöst.For safety reasons, larger aircraft have several, often two, engines based on the principle of redundancy. Since fragments fly radially outwards faster in the event of a fault due to the large centrifugal forces with a suitable material and mass-appropriate design than they drift backwards in the air flow downstream, several are preferably independent, along the fuselage F. Bladed rotors R or drive systems staggered one behind the other are possible without these mutually influencing one another in the event of a fault. This solves a very fundamental reservation and disadvantage of open rotor drive systems and rotors, namely that of the safe arrangement and placement on the aircraft, which has hitherto prevented practical use.

In einer weiteren möglichen und alternativen Ausführungsform könnte der Rotor R radial außen in seinem Umfang, zumindest über einen gewissen Winkelbereich des Rotors R, in Umfangsrichtung durch eine Verkleidung ummantelt ausgeführt sein. Diese Verkleidung kann auch einziehbar gestaltet sein, beispielsweise so, dass sie in Strömungsrichtung nach hinten hin so eingefahren oder eingeklappt werden kann, dass sie sich aerodynamisch möglichst gut in eine umgebende Rumpfkontur einfügt.In a further possible and alternative embodiment, the rotor R could be designed to be encased in its circumference radially on the outside, at least over a certain angular range of the rotor R, in the circumferential direction by a cladding. This cladding can also be designed to be retractable, for example so that it can be retracted or folded in towards the rear in the direction of flow so that it fits aerodynamically as well as possible into a surrounding fuselage contour.

Die Verkleidung kann bei niedrigen Betriebsgeschwindigkeiten, insbesondere beim Start, den abgegebenen Triebwerksschub vorteilhaft heraufsetzen. Zudem kann diese Verkleidung helfen, den bei Start und Landung nach unten und zur Seite abgestrahlten Lärm durch Abschirmung zu reduzieren. Bei Reisefluggeschwindigkeit hingegen fällt die Leistungseffizienz des Rotors höher aus, wenn die Ummantelung eingefahren und versenkt ist und den beschaufelten Rotor R nicht mehr zumindest teilweise in Umfangsrichtung radial umgibt.The fairing can advantageously increase the engine thrust given off at low operating speeds, especially during take-off. In addition, this cladding can help to reduce the noise radiated downwards and to the side during take-off and landing by means of shielding. At cruising speed, on the other hand, the power efficiency of the rotor is higher when the casing is retracted and sunk and no longer surrounds the bladed rotor R at least partially in the circumferential direction.

Die Ummantelung könnte alternativ aber auch direkt außen am Rotor R mit angebracht sein und sich somit rotierend mitbewegen.Alternatively, however, the casing could also be attached directly to the outside of the rotor R and thus move with it while rotating.

Nach einem besonderen Kennzeichen der Erfindung ist wenigstens ein beschaufelter Rotor R so ausgeführt, dass er ungemantelt frei im Fluid rotiert. Dadurch erreicht er in der Vortriebswandlung einen sehr hohen Wirkungsgrad.According to a particular characteristic of the invention, at least one bladed rotor R is designed so that it rotates freely in the fluid without a jacket. As a result, it achieves a very high level of efficiency in the propulsion conversion.

Erfindungsgemäß ist der beschaufelte Rotor R insgesamt so ausgeführt, dass seine Rotorblätter B im Einstellwinkel zur Anströmung verstellbar sind. Dadurch lässt sich der hohe Wirkungsgrad des beschaufelten Rotors R über einen breiten Geschwindigkeitsbereich des Flugzeuges nutzen. Die Einstellwinkel-änderung an den Rotorschaufeln erfolgt durch übliche mechanische Einrichtungen in Verbindung mit Aktuatoren. Es kann auch jeder Rotorschaufel B ein separater Aktuator zugewiesen sein.According to the invention, the bladed rotor R is designed overall so that its rotor blades B. are adjustable in the angle of incidence to the flow. This allows the high efficiency of the bladed rotor R to be used over a wide speed range of the aircraft. The change in the setting angle on the rotor blades is carried out by conventional mechanical devices in conjunction with actuators. It can also be any rotor blade B. a separate actuator must be assigned.

In einer weiteren sehr vorzugsweisen Weiterbildung der Erfindung sind zwei beschaufelte Rotoren R installiert, die in einem zueinander gegensinnigen Drehsinn rotieren. Sie formen zusammen ein Rotorsystem. Auf diese Weise wird der Rotorwirkungsgrad des Rotorsystems gegenüber einem Einzelrotor um 7-8% im Reiseflug und um bis zu 12% beim Start verbessert. Dies trägt zu einer weiter vorteilhaft verbesserten Effizienz des Flugzeuges bei. Darüber hinaus erfährt das Flugzeug aufgrund der Drehung der beiden Rotoren R nicht einseitig ein Reaktionsmoment, da sich die Reaktionsdrehmomente der beiden Rotoren kompensieren.In a further very preferred development of the invention, two bladed rotors R are installed, which rotate in opposite directions to one another. Together they form a rotor system. In this way, the rotor efficiency of the rotor system is improved by 7-8% when cruising and by up to 12% when taking off compared to a single rotor. This contributes to a further advantageously improved efficiency of the aircraft. In addition, due to the rotation of the two rotors R, the aircraft does not experience a reaction torque on one side, since the reaction torques of the two rotors compensate each other.

In einer weiteren Ausführungsform können auch zu diesen beiden beschaufelten Rotoren R ein oder mehr weitere Paare von zueinander gegensinnig rotierenden Rotoren R an beliebiger Rumpfposition, die Rumpfanordnung F umgebend, angeordnet sein. Darüber hinaus erfährt das Flugzeug aufgrund der Drehung eines Rotors R nicht einseitig ein Reaktionsmoment. Dieses wird durch den Betrieb jeweils zweier beschaufelter Rotoren R mit unterschiedlichen Drehsinn zueinander relativierend ausgeglichen.In a further embodiment, in addition to these two bladed rotors R, one or more further pairs of rotors R rotating in opposite directions can be used at any fuselage position, the fuselage arrangement F. surrounding, be arranged. In addition, due to the rotation of a rotor R, the aircraft does not experience a reaction torque on one side. This is compensated by the operation of two bladed rotors R with different directions of rotation relative to one another.

Ein weiteres zusätzliches erfindungswesentliches Merkmal ist dadurch gegeben, dass wenigstens ein beschaufelter Rotor R an der Rumpfanordnung F nicht nur diese umgebend angeordnet ist, sondern in einer bestimmten Weise gegenüber einer 3-Punkt Fahrwerksanordnung GA mit einem Bugfahrwerk GAA, welche mit zur statisch bestimmten Abstützung des Flugzuges gegenüber der Bodenebene BO im bodenbündigen Betrieb dient, so positioniert ist, dass wenigstens ein beschaufelter Rotor R an der Rumpfanordnung entlang der Rumpflängsachse FA zwischen einem an der Rumpfanordnung strukturell angebundenen Bugfahrwerk GAA und einer Hauptfahrwerksanordnung GAM positioniert ist, wobei diese an die Tragflügelanordnung W strukturell angebunden ist und zwei Hauptfahrwerksbeine beinhaltet. Da die Rotation beim Start sowie die Derotation bei der Landung im Wesentlichen mit ihrem Drehpunkt um die Räder der Hauptfahrwerksanordnung GAM stattfindet, besteht damit erfinderisch auch während dieser kritischen Phasen nicht die Gefahr, dass ein beschaufelter Rotor R auf der Bodenebene BO aufsetzt oder sich seine Bodenfreiheit während der Rotation oder Derotation des Flugzeuges unzulässig vermindert. Diese Verminderung wäre auch mit Blick auf etwaige Schäden durch Fremdkörper (FOD), die während des Startlaufes aufgewirbelt werden könnten und in den beschaufelten Rotor R gelangen könnten, nicht vorteilhaft. Ein Aufsetzen eines beschaufelten Rotors R auf der Bodenebene BO während der Rotation könnte mitunter fatale Folgen haben. Dagegen ist es einer Folge der Erfindung nach sogar der Fall, dass sich die verfügbare Bodenfreiheit des beschaufelten Rotors R zur Bodenebene BO während dieser kritischen Betriebsphasen erhöht. Zusätzlich liegen die Fahrwerksbeine der Hauptfahrwerksanordnung GAM in entgegengesetzter Flugrichtung RFD, also in etwa in Strömungsrichtung, hinterhalb wenigstens eines Rotors R so, dass die Zuströmung des Rotors im ausgefahrenen Zustand der Fahrwerksanordnung nicht durch die Hauptfahrwerksbeine gestört werden kann. Damit treten, ausgehend von diesen, keine Verwirbelungen in die Rotorebene ein, welche mit dem beschaufelten Rotor R erfahrungsgemäß so interagieren könnten, dass der Rotorlärm gesteigert würde. Damit wird ein lärmarmer Betrieb gerade während der sensitiven Phase des Starts und der Landung begünstigt. Zwar können noch Verwirbelungen, ausgehend von der ausgefahrenen Bugfahrwerksanordnung GAA die beschaufelten Rotoren R erreichen, jedoch lässt sich das Bugfahrwerksbein aerodynamisch leichter so verkleiden, dass diese Verwirbelungen minimiert werden, so beispielweise durch eine das Bugfahrwerksbein profiliert umgebende leichte Verkleidung, oder auch zusätzlich durch eine Radverkleidung ähnlich eines sogenannten Rad - „Pantoffels“. Diese Verkleidung kann auch mit einem Abweiser kombiniert werden, der von anderen Flugzeugen, z.B. vom Hauptfahrwerk der Concorde bekannt ist, um zu verhindern, dass Fremdkörper durch die Bugfahrwerksanordnung GAA aufgewirbelt werden können. Außerdem ist das Bugfahrwerksbein von den Rotoren R vorzugsweise weiter entfernt und der aerodynamische Nachlaufbereich kann sich bei erhöhtem Anstellwinkel während Start und Landung auch außerhalb des Einflussbereiches der Rotorfläche befinden.Another additional feature essential to the invention is given by the fact that at least one bladed rotor R is attached to the fuselage arrangement F. not only this is arranged surrounding it, but in a certain way compared to a 3-point chassis arrangement GA with a nose landing gear ATM , which with the statically determined support of the aircraft against the ground level BO serves in operation flush with the ground, is positioned so that at least one bladed rotor R on the fuselage arrangement along the longitudinal axis of the fuselage FA between a nose landing gear structurally attached to the fuselage assembly ATM and a main landing gear assembly GAM is positioned, this being attached to the airfoil assembly W. is structurally connected and includes two main landing gear legs. Since the rotation during take-off and the derotation during landing are essentially centered around the wheels of the main landing gear assembly GAM takes place, there is therefore no risk according to the invention during these critical phases that a bladed rotor R on the ground level BO touches down or its ground clearance is impermissibly reduced during the rotation or derotation of the aircraft. This reduction would also not be advantageous in view of any damage caused by foreign bodies (FOD) which could be whirled up during the take-off run and could get into the bladed rotor R. A set-up of a bladed rotor R on the ground level BO during the rotation could sometimes have fatal consequences. On the other hand, according to a consequence of the invention, it is even the case that the available ground clearance of the bladed rotor R relative to the ground plane BO increased during these critical operating phases. In addition, there are the landing gear legs of the main landing gear arrangement GAM in the opposite direction of flight RFD , thus approximately in the direction of flow, behind at least one rotor R so that the inflow of the rotor in the extended state of the landing gear arrangement cannot be disturbed by the main landing gear legs. Thus, starting from this, no turbulence occurs in the rotor plane, which experience has shown could interact with the bladed rotor R in such a way that the rotor noise would be increased. This promotes low-noise operation, especially during the sensitive phase of take-off and landing. Turbulence can still occur, starting from the extended nose landing gear arrangement ATM reach the bladed rotors R, but the nose landing gear leg is aerodynamically easier to clad in such a way that this turbulence is minimized, for example by a light cladding that surrounds the nose landing gear leg, or also by a wheel cladding similar to a so-called wheel "slipper". This cladding can also be combined with a deflector known from other aircraft, for example the Concorde main landing gear, to prevent foreign objects from passing through the nose landing gear arrangement ATM can be whirled up. In addition, the nose landing gear leg is preferably further away from the rotors R and the aerodynamic caster area can also be located outside the area of influence of the rotor surface with an increased angle of attack during take-off and landing.

In einer weiteren möglichen Ausführungsform wäre es auch denkbar, die Bugfahrwerksanordnung GAA stromabwärts des beschaufelten Rotors R, also diesem nachfolgend, anzuordnen. Gemäß eines weiteren vorteilhaften Aspektes der Erfindung könnte im Nachlauf eines Fahrwerksbeines, insbesondere des Bugfahrwerksbeins, in der unmittelbaren Sichtverbindung zwischen Fahrwerksbein und beschaufeltem Rotor R, eine absenkbare oder ausfahrbare abschirmende Schutzeinrichtung vorgesehen werden, welche erschwert, dass vom Fahrwerk aufgewirbelte Fremdkörper nachfolgend in den beschaufelten Rotor R geraten und diesen beschädigen können. Das Ausfahren kann dabei mechanisch, elektrisch, hydraulisch oder mit Hilfe des Staudruckes oder gewichtskraftabhängig erfolgen. Alternativ könnte auch eine Art Schutzblech an ausgezeichneten Rädern des Fahrwerkes oder an den Fahrwerksklappen angebracht sein, das verhindert, dass Fremdkörper durch das Fahrwerk aufgewirbelt und in den Rotor geraten können.In a further possible embodiment, it would also be conceivable to use the nose landing gear arrangement ATM to be arranged downstream of the bladed rotor R, that is to say following it. According to a further advantageous aspect of the invention, in the wake of a landing gear leg, in particular the nose landing gear leg, in the direct line of sight between the landing gear leg and the bladed rotor R, a Lowerable or extendable shielding protective devices are provided, which make it difficult for foreign bodies whirled up by the chassis to subsequently get into the bladed rotor R and damage it. The extension can take place mechanically, electrically, hydraulically or with the help of the dynamic pressure or as a function of the weight. Alternatively, a kind of protective plate could also be attached to marked wheels of the landing gear or on the landing gear flaps, which prevents foreign bodies from being whirled up by the landing gear and getting into the rotor.

Ein weiteres zusätzliches erfinderisches Merkmal ist es, dass wenigstens ein beschaufelter Rotor R zwischen einer Bugfahrwerksanordnung GAA und einer Hauptfahrwerksanordnung GAM in Richtung der Rumpflängsachse FA an der Rumpfanordnung F so angeordnet ist, dass in einer jeden der Rotorebenen RP dieses einen beschaufelten Rotors R betrachtet, der größte Außendurchmesser OD dieses einen beschaufelten Rotors R kleiner ist als der, mit durch die Fahrwerksanordnung GA vorgegebene, doppelte minimale Abstand der Rotationsachse RA dieses beschaufelten Rotors R von der Bodenebene BO. Auf diese Weise kann der beschaufelte Rotor R bei sämtlichen üblichen Phasen des bodenbündigen Betriebs sicher rotieren, ohne mit der Bodenebene BO in Kontakt zu kommen. Es kann darüber hinaus vorteilhaft sein, den größten Außendurchmesser OD eines beschaufelten Rotors so zu wählen, dass der beschaufelte Rotor R zusätzlich einen Sicherheitsabstand zur Bodenebene BO aufweist. Dieser kann sicherheitstechnisch sinnvoll, z.B. um die 60 cm gewählt werden, oder sich auch nach der Geometrie der Räder der Bugfahrwerksanordnung GAA referenzieren. Der Abstand des beschaufelten Rotors R in einer der Rotorebenen RP des beschaufelten Rotors R ist durch die Geometrie der Fahrwerksanordnung GA, die Lage der Rotationsache RA des beschaufelten Rotors R sowie die Geometrie der Rumpfanordnung F in ihrem Querschnitt beeinflussbar.Another additional inventive feature is that at least one bladed rotor R between a nose gear arrangement ATM and a main landing gear assembly GAM in the direction of the longitudinal axis of the fuselage FA on the fuselage assembly F. is arranged so that in each of the rotor planes RP this considering a bladed rotor R, the largest outside diameter OD this one bladed rotor R is smaller than the one with the undercarriage arrangement GA specified, double the minimum distance of the axis of rotation RA this bladed rotor R from the ground plane BO . In this way, the bladed rotor R can safely rotate in all of the usual phases of operation flush with the ground, without being flush with the ground BO to get in touch. It can also be advantageous to use the largest outside diameter OD of a bladed rotor should be selected so that the bladed rotor R also has a safety distance to the ground level BO having. This can be sensible from a safety point of view, for example around 60 cm, or it can also be based on the geometry of the wheels of the nose landing gear arrangement ATM reference. The distance between the bladed rotor R in one of the rotor planes RP of the bladed rotor R is due to the geometry of the chassis arrangement GA , the location of the rotation thing RA of the bladed rotor R and the geometry of the fuselage arrangement F. can be influenced in their cross-section.

Nach dem Stand der Technik ist es der Fall, dass der beschaufelte Rotor R stromabwärts der Tragflächenanordnung, den Rumpf umgebend, angeordnet ist.According to the prior art, it is the case that the bladed rotor R is arranged downstream of the wing assembly, surrounding the fuselage.

Ein ganz wesentlicher weiter Aspekt der Erfindung ist, dass wenigstens ein Rotor R, vorzugsweise auch zwei von ihnen, in Bezug zur Tragflächenanordnung W in Flugrichtung FR vor dieser positioniert ist.A very essential further aspect of the invention is that at least one rotor R, preferably also two of them, in relation to the wing arrangement W. in the direction of flight FR is positioned in front of this.

Damit kann die aerodynamische Anströmung des Rotors R nicht durch die Tragflächenanordnung W gestört werden. Somit treten im Gegensatz zum Stand der Technik keine Verwirbelungen der auftriebserzeugenden Tragfläche W in den beschaufelten Rotor R, welche erfahrungsgemäß den vom beschaufelten Rotor R abgestrahlten Lärm stark erhöhen würden. Zudem erfahren vor der Tragfläche angeordnete beschaufelte Rotoren R in ihrer Anströmung über ihre Rotorfläche eine weitgehend homogene Geschwindigkeitsverteilung. Dies wäre nicht so, wenn ein erfindungsgemäßer beschaufelter Rotor R dem Stand der Technik entsprechend hinter der Tragfläche positioniert wäre, da die Tragflächenanordnung W an Ober- und Unterseite zur Auftriebserzeugung im Fluid eine unterschiedliche Geschwindigkeitsverteilung induziert und der beschaufelte Rotor R, dieser Tragflächenanordnung W nachgeschaltet, bedingt durch die Erstreckung seiner geometrischen Rotorfläche RAE, sowohl den Nachlauf der Tragfläche der Oberseite als auch den aerodynamischen Nachlauf der Tragflächenunterseite umfasst, wobei beide zueinander starke Druck- und Geschwindigkeitsdifferenzen aufweisen, was bekannte Randwirbel, die an den Tragflächenspitzen als Wirbelschleppen abgehen, beweisen.This means that the aerodynamic flow onto the rotor R cannot pass through the wing arrangement W. be disturbed. Thus, in contrast to the prior art, there is no turbulence in the lift-generating wing W. into the bladed rotor R, which experience has shown would greatly increase the noise emitted by the bladed rotor R. In addition, bladed rotors R arranged in front of the wing experience a largely homogeneous speed distribution in their flow over their rotor surface. This would not be the case if a bladed rotor R according to the invention were positioned in accordance with the prior art behind the airfoil, since the airfoil arrangement W. on the top and bottom to generate lift in the fluid induces a different speed distribution and the bladed rotor R, this wing arrangement W. downstream, due to the extent of its geometric rotor surface RAE , includes both the wake of the wing on the upper side and the aerodynamic wake of the wing underside, both of which have strong pressure and speed differences to one another, which is proven by known tip vortices that emanate from the wing tips as wake vortices.

Durch Anordnung der beschaufelten Rotoren R vor der Tragflächenanordnung W gelingt erfindungsgemäß ein weiterer lärmarmer Betrieb des Flugzeuges. Sind zugleich, einer sehr vorzugsweisen Ausführungsform der Erfindung zur Folge, zwei beschaufelte Rotoren R mit einem zueinander gegensinnigen Drehsinn vor der Tragflächenanordnung W angeordnet, so gelingt die Anströmung der Tragflächenanordnung W im Gegensatz zum Stand der Technik zudem vorteilhaft weitestgehend drallfrei.By placing the bladed rotors R in front of the wing assembly W. a further low-noise operation of the aircraft succeeds according to the invention. Are at the same time, a very preferred embodiment of the invention, two bladed rotors R with opposite directions of rotation in front of the wing arrangement W. arranged, the flow on the wing arrangement succeeds W. In contrast to the prior art, it is also advantageous that it is largely twist-free.

Ein weiteres wichtiges Kennzeichen der Erfindung ist es, dass die geometrische Rotationsachse RA mindestens eines beschaufelten Rotors R, in einer Ebene betrachtet, die unmittelbar stromaufwärts der Tragflächenanordnung W und senkrecht zur Rotationsachse RA dieses beschaufelten Rotors R liegt, und entlang der Richtung der Flugzeughochachse VA von der Bodenebene BO aus gesehen, oberhalb des sich in dieser Ebene ergebenen minimalen Vertikalniveaus der oberen Oberfläche der Tragflügelanordnung W, so angeordnet ist, dass in einer Rotorebene RP dieses einen beschaufelten Rotors R der überwiegende Flächenanteil, der im Umlauf von den Rotorschaufeln B des beschaufelten Rotors R überstrichenen geometrischen Rotorfläche RAE, von der Bodenebene BO aus betrachtet, oberhalb der Tragflächenanordnung W zum Liegen kommt so, dass die, auf die in entgegengesetzter Flugrichtung RFD nachgeordnete Tragflächenanordnung W bewirkte Staudruckerhöhung des Propellerstrahls mindestens diesen beschaufelten Rotors R überwiegend oberhalb der Tragflächenanordnung W erfolgt.Another important characteristic of the invention is that the geometric axis of rotation RA at least one bladed rotor R, viewed in a plane immediately upstream of the airfoil assembly W. and perpendicular to the axis of rotation RA this bladed rotor R lies, and along the direction of the aircraft vertical axis VA from the ground level BO seen from above the resulting minimum vertical level in this plane of the upper surface of the wing assembly W. , is arranged so that in a rotor plane RP This one bladed rotor R is the predominant area that is in circulation by the rotor blades B. of the bladed rotor R swept geometric rotor surface RAE , from the ground level BO viewed from above the wing assembly W. comes to rest in such a way that those facing in the opposite direction of flight RFD downstream wing assembly W. caused ram pressure increase of the propeller jet at least this bladed rotor R predominantly above the wing arrangement W. he follows.

Dadurch, dass der beschaufelte Rotor R in Strömungsrichtung vor der Tragflächenanordnung W angebracht ist, gelingt die Vortriebserzeugung erfindungsgemäß nicht nur lärmarm, sondern der zum Vortrieb notwendige Propellerstrahl trägt gleichzeitig auch noch zu einer erhöhten Auftriebserzeugung an der Tragflächenanordnung W bei. Durch diesen weiteren erfindungsgemäßen Synergieeffekt wird die Effizienz des Flugzeuges weiter vorteilhaft erhöht. Hintergrund ist, dass eine starre Tragflächenanordnung ihren Auftrieb dadurch bewirkt, dass ein Geschwindigkeitsunterschied im Fluid zwischen Tragflächenoberseite und Tragflächenunterseite induziert wird, der eine Druckdifferenz zwischen Ober- und Unterseite bewirkt. Einer vereinfachten Faustformel zufolge ist der an einer üblichen Tragfläche erzeugte Auftrieb zu 2/3 durch einen Unterdruck auf der Oberseite und zu 1/3 durch einen Überdruck auf der Unterseite der Tragfläche bedingt. Diese Faustformel trifft zwar nicht immer zu, da die genaue Geometrie der Tragfläche mit ausschlaggebend ist, aber die Tendenz stimmt, dass die von der Tragfläche erzeugten Übergeschwindigkeiten auf der Tragflächenoberseite in Bezug auf die freie Anströmung größer sind als die Geschwindigkeits- und damit auch die Druckänderung auf der Tragflächenunterseite.Because the bladed rotor R is in front of the airfoil arrangement in the direction of flow W. is attached, the generation of propulsion succeeds according to the invention not only with little noise, but the propeller jet necessary for propulsion also contributes at the same time to an increased generation of lift on the wing arrangement W. at. This further synergy effect according to the invention further advantageously increases the efficiency of the aircraft. The background to this is that a rigid wing arrangement causes its lift by inducing a speed difference in the fluid between the upper side of the wing and the lower side of the wing, which causes a pressure difference between the upper and lower side. According to a simplified rule of thumb, 2/3 of the lift generated on a conventional wing is due to a negative pressure on the upper side and 1/3 to an overpressure on the underside of the wing. This rule of thumb does not always apply, as the exact geometry of the wing is also decisive, but the tendency is correct that the overspeeds generated by the wing on the upper side of the wing in relation to the free flow are greater than the change in speed and thus also the change in pressure on the underside of the wing.

Erfindungsgemäß wird nun die durch den beschaufelten Rotor R eingebrachte Leistung und somit induzierte Geschwindigkeitserhöhung im Fluid, also die Staudruckerhöhung, überwiegend oberhalb der Tragfläche in das Fluid eingebracht, was den Auftrieb erhöht. Dies wird erfindungsgemäß dadurch bewerkstelligt, dass die geometrische Rotationsachse RA mindestens eines beschaufelten Rotors R, in einer Ebene betrachtet, die unmittelbar stromaufwärts der Tragflächenanordnung W und senkrecht zur Rotationsachse RA dieses beschaufelten Rotors R liegt, und entlang der Richtung der Flugzeughochachse VA von der Bodenebene BO aus gesehen, oberhalb des sich in dieser Ebene ergebenen minimalen Vertikalniveaus der oberen Oberfläche der Tragflügelanordnung W, so angeordnet ist, dass in einer Rotorebene RP dieses einen beschaufelten Rotors R der überwiegende Flächenanteil, der im Umlauf von den Rotorschaufeln B des beschaufelten Rotors R überstrichenen geometrischen Rotorfläche RAE, von der Bodenebene BO aus betrachtet, oberhalb der Tragflächenanordnung W zum Liegen kommt so, dass die, auf die in entgegengesetzter Flugrichtung RFD nachgeordnete Tragflächenanordnung W bewirkte Staudruckerhöhung des Propellerstrahls mindestens dieses einen beschaufelten Rotors R überwiegenden oberhalb der Tragflächenanordnung W erfolgt.According to the invention, the power introduced by the bladed rotor R and thus the induced increase in speed in the fluid, that is to say the increase in dynamic pressure, is introduced into the fluid predominantly above the wing, which increases the lift. According to the invention, this is achieved in that the geometric axis of rotation RA at least one bladed rotor R, viewed in a plane immediately upstream of the airfoil assembly W. and perpendicular to the axis of rotation RA this bladed rotor R lies, and along the direction of the aircraft vertical axis VA from the ground level BO seen from above the resulting minimum vertical level in this plane of the upper surface of the wing assembly W. , is arranged so that in a rotor plane RP This one bladed rotor R is the predominant area that is in circulation by the rotor blades B. of the bladed rotor R swept geometric rotor surface RAE , from the ground level BO viewed from above the wing assembly W. comes to rest in such a way that those facing in the opposite direction of flight RFD downstream wing assembly W. caused the ram pressure increase of the propeller jet at least this one bladed rotor R predominantly above the wing arrangement W. he follows.

Legt man einen beschaufelten Rotor R möglichst effizient aus, so verfügt dieser in seiner Abströmung, über seine geometrische Rotorfläche RAE gesehen, über ein möglichst gleiches und homogenes Geschwindigkeitsfeld. Beim beschaufelten Rotor R kann deshalb von einer recht ähnlichen Abströmung zwischen Ober- und Unterseite der Rotorfläche RAE ausgegangen werden. Damit erfolgt auch die, vom Rotor R vor der Tragflächenanordnung W in das Fluid induzierte Leistung, dem überwiegenden Flächenanteil an der geometrischen Rotorfläche RAE entsprechend, ebenfalls überwiegend auf der Oberseite der Tragflächenanordnung W, was den Auftrieb des Flugzeuges neben der erbrachten Vortriebszeugung zusätzlich vorteilhaft steigert. Dies ist im Reiseflug von Vorteil, weil der notwendige Anstellwinkel des Flugzeuges kleiner gewählt werden kann und somit weniger Widerstand für das Flugzeug entsteht, was die Effizienz steigert. Beim Start und Steigflug sowie beim Durchstarten, also in den Flugphasen, in denen viel Auftrieb benötigt wird, kann bei einem bestimmten Anstellwinkel so mehr Auftrieb durch das Flugzeug erzeugt werden, was ebenfalls einem Leistungszuwachs entspricht.If a bladed rotor R is designed as efficiently as possible, then this has its geometric rotor surface in its outflow RAE seen, over a speed field that is as uniform and homogeneous as possible. The bladed rotor R can therefore have a very similar outflow between the top and bottom of the rotor surface RAE can be assumed. This also takes place from the rotor R in front of the wing arrangement W. Power induced in the fluid, the predominant area of the geometrical rotor surface RAE accordingly, also predominantly on the top of the wing assembly W. which increases the lift of the aircraft in addition to the generated propulsion. This is advantageous when cruising because the required angle of attack of the aircraft can be selected to be smaller and thus less resistance for the aircraft arises, which increases efficiency. During take-off and climb as well as go-around, i.e. in the flight phases in which a lot of lift is required, more lift can be generated by the aircraft at a certain angle of attack, which also corresponds to an increase in performance.

Ein ganz wesentlicher erfindungsgemäßer Vorteil ergibt sich darüber hinaus dadurch, dass der oder die Rotoren R in Flugrichtung FR der Tragflächenanordnung W vorgeschaltet sind und gleichfalls die Leitwerksanordnung LW der Tragflächenanordnung W in Strömungsrichtung nachgeordnet ist. Damit kann der Rotor R, begünstigt durch das einziehbare Fahrwerk der Fahrwerksanordnung GA, beispielweise zur Wartung, Instandsetzung oder zum Austausch nach vorne, auch in einem Stück, über den Rumpf abgezogen werden. Er muss dafür nicht mehr zerlegt werden.A very important advantage according to the invention also results from the fact that the rotor or rotors R are in the direction of flight FR the wing assembly W. are connected upstream and likewise the tail assembly LW of the wing assembly W. is downstream in the direction of flow. This allows the rotor R, aided by the retractable landing gear of the landing gear arrangement GA , for example, for maintenance, repair or replacement, can be pulled forward over the fuselage, even in one piece. It no longer has to be dismantled for this.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform verfügt das Flugzeug über eine Leitwerksanordnung, diese bestehend aus einer Höhenleitwerksanordnung und einer Seitenleitwerksanordnung. Diese Leitwerksanordnung ist in Richtung der Rumpflängsachse FA, in Flugrichtung FR gesehen, vor und in Strömungsrichtung hinter der Tragflächenanordnung W so erfindungsgemäß installiert, dass sowohl die Höhenleitwerksanordnung als auch die Seitenleitwerksanordnung zumindest abschnittsweise im direkten Nachlauf des von mindestens einem beschaufelten Rotor R erzeugten Propellerstrahls angeordnet sind. Die Leitwerke werden dabei zumindest anteilig im Propellerstrahl eines Rotors liegend mit einem erhöhten Staudruck beaufschlagt und fallen somit wirkungsvoller aus. Unter Umständen können sie auch durch ihre verbesserte Wirksamkeit mit einer kleineren Leitwerksfläche, also insgesamt widerstandsärmer, ausgelegt werden.In a further preferred embodiment, the aircraft has a tail unit arrangement, this consisting of a horizontal tail unit arrangement and a vertical tail unit arrangement. This tail arrangement is in the direction of the longitudinal axis of the fuselage FA , in the direction of flight FR seen, in front of and in the direction of flow behind the wing assembly W. so installed according to the invention that both the horizontal stabilizer arrangement and the vertical stabilizer arrangement are arranged at least in sections in the direct wake of the propeller jet generated by at least one bladed rotor R. The tail units are at least partially exposed to an increased dynamic pressure while lying in the propeller jet of a rotor and are therefore more effective. Under certain circumstances, due to their improved effectiveness, they can also be designed with a smaller tail surface, i.e. with lower resistance overall.

Dies ist besonders während des Starts in der Phase des Rotierens vorteilhaft, weil hier das Höhenleitwerk noch mit vergleichsweiser geringer Geschwindigkeit angeströmt wird. Bei Seitenwind ist es dagegen vorteilhaft, wenn auch die Seitenleitwerksanordnung noch effektiver arbeitet.This is particularly advantageous during take-off in the rotating phase, because here the tailplane is still flown against at a comparatively low speed. In the case of cross winds, on the other hand, it is advantageous if the rudder assembly also works more effectively.

Generell kann der direkte Nachlauf eines von einem beschaufelten Rotor R erzeugten Propellerstrahls dadurch ermittelt werden, dass Geraden parallel zur Flugrichtung FR jeweils von den radialen Erstreckungsgrenzen eines beschaufelten Rotors R stromabwärts gezogen werden. Diese Geraden können sich alternativ auch an der Richtung der ungestörten aerodynamischen Zuströmung vor dem Flugzeug orientieren.In general, the direct wake of a propeller jet generated by a bladed rotor R can be determined by making straight lines parallel to the direction of flight FR each of the radial extension limits of a bladed rotor R are drawn downstream. Alternatively, these straight lines can also be based on the direction of the undisturbed aerodynamic inflow in front of the aircraft.

Generell ist es ein weiterer Vorteil der Erfindung, dass, falls mehrere Rotoren erfindungsgemäß an dem Flugzeug angebracht sind, bei einem Ausfall eines von diesen oder eines diesen zugeordneten Motors, beim Startlauf am Boden kein Moment um die Hochachse VA des Flugzeuges auftritt. Auch im Falle des Ausfalls eines Motors oder Rotors bleibt dann die Leitwerksanordnung zusätzlich bestromt und muss durch die zentrale Anordnung der Rotoren R zudem nicht wesentlich kompensatorisch mit Hilfe von Steuerbewegungen der Ruder eingreifen, wodurch die Leitwerke der Leitwerksanordnung LW von ihrer Fläche kleiner, also auch widerstandsärmer ausgelegt werden könnten.In general, it is a further advantage of the invention that, if several rotors are attached to the aircraft according to the invention, there is no moment about the vertical axis during take-off run on the ground in the event of a failure of one of these or of a motor assigned to them VA of the aircraft occurs. In the event of a motor or rotor failure, the tail unit arrangement also remains energized and, due to the central arrangement of the rotors R, does not have to intervene significantly in a compensatory manner with the help of control movements of the rudders, which means that the surface of the tail units of the tail unit arrangement LW is smaller, i.e. also has less resistance could be interpreted.

Gemäß einer Weiterentwicklung der Erfindung können einzelne Rotorblätter B wenigstens eines beschaufelten Rotors R in ihrem Einstellwinkel zur Luftanströmung unabhängig voneinander verstellt werden, und zudem über die Kreisumfangsposition des Rotors variieren, so, dass sich eine Vektorisierung des Schubes ergibt, die mit zur Steuerung, zur Trimmung, zur Widerstandsersparnis und zur Lärmminderung des Flugzeuges eingesetzt werden kann. Es lässt sich aber, wie zuvor beschrieben, der besondere erfinderische Aspekt der zusätzlichen Auftriebserhöhung durch mindestens einen beschaufelten Rotor R auf diese Weise noch zusätzlich verstärken. Der Einstellwinkel einer jeden Rotorschaufel B ist dabei unabhängig zu den Einstellwinkeln weiterer Schaufeln B, vorzugsweise durch zugeordnete Aktuatoren, gemäß eines Individual Blade Control Konzepts, änderbar.According to a further development of the invention, individual rotor blades B. at least one bladed rotor R can be adjusted independently of one another in their setting angle to the air flow, and also vary over the circumferential position of the rotor, so that a vectorization of the thrust results, which is used for control, trimming, drag saving and noise reduction of the aircraft can be. However, as described above, the special inventive aspect of the additional increase in lift by at least one bladed rotor R can be additionally reinforced in this way. The pitch angle of each rotor blade B. is independent of the setting angles of other blades B. can be changed, preferably by assigned actuators, according to an individual blade control concept.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besteht die Motoreneinrichtung E aus mehreren Motoren, wobei jedem beschaufelten Rotor R zur Leistungsversorgung mindestens ein bestimmter Motor der Motoreneinrichtung E zugeordnet ist. Auf diese Weise lassen sich auch die Redundanzanforderungen erfüllen, und so kann zum Beispiel ein beschaufelter Rotor R von einem Motor der Motorenanordnung E und ein weiterer beschaufelter Rotor R, der sich auch gegensinnig drehen kann, von einem zweiten Motor der Motorenanordnung E angetrieben werden.According to an advantageous development of the invention, there is the motor device E. of several motors, with each bladed rotor R for power supply at least one specific motor of the motor device E. assigned. In this way, the redundancy requirements can also be met, and thus, for example, a bladed rotor R from a motor of the motor arrangement E. and a further bladed rotor R, which can also rotate in opposite directions, from a second motor of the motor arrangement E. are driven.

In einer weiteren Ausführungsform besteht die Motorenanordnung E aus mehreren Motoren, wobei aus einer der Rotorebene RP senkrecht zu seiner Rotationsachse RA eines beschaufelten Rotors R betrachtet, diese Motoren so angeordnet sind, dass mindestens ein Motor in einem Bereich zwischen dem Bugfahrwerksbein GAA und dem rechten Hauptfahrwerksbein der Hauptfahrwerksanordnung GAM und mindestens ein zweiter Motor in einem Bereich zwischen dem Bugfahrwerksbein GAA und dem linken der Hauptfahrwerksbeine der Hauptfahrwerksanordnung GAM angeordnet ist. Auf diese Weise können die Motoren der Motoranordnung E, auch in Spannweitenrichtung der Tragflächenanordnung W gesehen, vorteilhaft schwerpunktsnah installiert werden, wobei aufgrund der daher kleineren Trägheitsmomente die Flächen der Leitwerksanordnung LW widerstandsparend kleiner ausgeführt werden können.In another embodiment, there is the engine assembly E. from several motors, one being the rotor plane RP perpendicular to its axis of rotation RA a bladed rotor R considered, these motors are arranged so that at least one motor in an area between the nose landing gear leg ATM and the right main landing gear leg of the main landing gear assembly GAM and at least one second motor in an area between the nose gear leg ATM and the left one of the main landing gear legs of the main landing gear assembly GAM is arranged. In this way, the motors of the motor assembly E. , also in the spanwise direction of the wing arrangement W. seen, are advantageously installed close to the center of gravity, and because of the smaller moments of inertia, the surfaces of the tail assembly LW can be made smaller to save resistance.

In einer weiteren Ausführungsform ist wenigstens ein Motor der Motorenanordnung E, in entgegengesetzter Flugrichtung RFD, also in etwa in Strömungsrichtung gesehen, entlang der Rumpflängsachse FA hinter wenigstens aus einem beschaufelten Rotor R gebildeten Rotorsystem angeordnet. Auf diese Weise können die Motoren der Motoranordnung E in Richtung der Rumpflängsachse FA vorteilhaft schwerpunktsnah installiert werden, wobei aufgrund der damit kleineren Trägheitsmomente des Flugzeuges die Flächen der Leitwerksanordnung LW widerstandsparend kleiner ausgeführt werden können. In a further embodiment, at least one motor is the motor assembly E. , in the opposite direction of flight RFD , thus seen approximately in the direction of flow, along the longitudinal axis of the fuselage FA arranged behind at least one bladed rotor R formed rotor system. In this way, the motors of the motor assembly E. in the direction of the longitudinal axis of the fuselage FA advantageously be installed close to the center of gravity, with the surfaces of the tail assembly LW being able to be made smaller to save resistance due to the resulting smaller moments of inertia of the aircraft.

Darüber hinaus ist gemäß einer vorzugsweisen Weiterbildung der Erfindung wenigstens ein Motor der Motoreneinrichtung E entlang der Hochachse VA des Flugzeuges, in vertikaler Richtung von der Bodenebene BO aus gesehen, unterhalb der Tragflächenanordnung W angeordnet. Auch auf diese Weise können die Motoren der Motoranordnung E in Richtung der Hochachse VA des Flugzeuges vorteilhaft schwerpunktsnah installiert werden, wobei aufgrund der damit kleineren Trägheitsmomente des Flugzeuges die Flächen der Leitwerksanordnung LW widerstandsparend kleiner ausgeführt werden können. Ein möglichst tiefer Schwerpunkt bewirkt zudem gute Handlingeigenschaften des Flugzeuges im bodenbündigen Betrieb und besonders bei der Landung.In addition, according to a preferred development of the invention, at least one motor is the motor device E. along the vertical axis VA of the aircraft, in the vertical direction from the ground plane BO seen from below the wing assembly W. arranged. In this way, too, the motors of the motor assembly E. in the direction of the vertical axis VA of the aircraft are advantageously installed close to the center of gravity, with the surfaces of the tail assembly LW being able to be made smaller in a way that saves resistance because of the smaller moments of inertia of the aircraft. A center of gravity that is as low as possible also results in good handling properties of the aircraft in operation flush with the ground and especially when landing.

Erfindungsgemäß wird wenigstens ein beschaufelter Rotor R über mindestens ein Getriebe G über wenigstens einen Motor der Motorenanordnung E angetrieben. Dabei ist es für die Erfindung kennzeichnend, dass dieser antreibende Motor der Motorenanordnung E außerhalb der Druckkabine P untergebracht ist. Dies erfolgt sowohl aus Gründen der Praktikabilität als auch aus Gründen der Sicherheit, zum Beispiel wegen des verbauten Volumens, der Kühlung, der Feuergefahr und ggf. der Luftzuführung und der Abgasabführung. Der antreibende Motor der Motorenanordnung E kann dabei auch ganz oder anteilig in der Rumpfanordnung F, aber außerhalb der Druckkabine P, angeordnet sein.According to the invention, at least one bladed rotor R is via at least one gear G via at least one motor of the motor arrangement E. driven. It is characteristic of the invention that this driving motor of the motor assembly E. outside the pressurized cabin P. is housed. This is done both for reasons of practicality and for reasons of safety, for example because of the built-in volume, the cooling, the fire hazard and, if necessary, the air supply and exhaust gas discharge. The driving motor of the motor assembly E. can also be wholly or partially in the fuselage arrangement F. , but outside the pressurized cabin P. , be arranged.

In einer weiteren vorzugsweisen Weiterbildung sind zudem auch die Getriebe G zur Kopplung wenigstens eines Rotors R mit wenigstens einem Motor der Motorenanordnung E ebenfalls außerhalb der Druckkabine P angeordnet. In einer darüber hinaus gehenden Weiterbildung der Erfindung stützt sich mindestens eine Lagerung des Getriebes G an der Rumpfanordnung F ab, um dort strukturell Lagerkräfte mit abzuführen. Die Getriebe G können dabei auch zumindest anteilig innerhalb der Rumpfanordnung F verlaufen.In a further preferred development, the gears are also included G for coupling at least one rotor R to at least one motor of the motor arrangement E. also outside the pressurized cabin P. arranged. In a further development of the invention, at least one bearing of the transmission is supported G on the fuselage assembly F. in order to carry away structural bearing forces there. The transmission G can also at least partially within the fuselage arrangement F. run away.

Generell können die Getriebe G mechanisch, beispielsweise kraftschlüssig, formschlüssig etc. arbeiten, auch hydraulisch, elektrisch oder als geeignete Mischform dieser Wandlungsarten ihre Leistung übertragen. Beispielsweise kann in einer zukünftigen Weiterbildung eine Wellenturbine der Motorenanordnung E einen geeigneten Generator antreiben, der elektrische Leistung für einen Elektromotor bereit stellt, der zumindest leistungsmäßig anteilig wenigstens einen beschaufelten Rotor R antreibt.Generally speaking, the gearbox G work mechanically, for example non-positively, positively, etc., also transfer their power hydraulically, electrically or as a suitable mixed form of these conversion types. For example, in a future development, a shaft turbine of the motor arrangement E. drive a suitable generator that provides electrical power for an electric motor that drives at least one bladed rotor R at least in part in terms of power.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann einem beschaufelten Rotor R auch ein beschaufelter Stator vor- oder nachgeschaltet sein, der Drallenergie der Luftströmung zumindest anteilig in weiteren Vortrieb umwandelt. Dieser könnte beispielsweise fest angeordnet sein. In einer weiteren Ausführungsform sind dabei zumindest einzelne Schaufelblätter des Stators in Bezug auf die freie ungestörte Anströmung der Luft verstellbar ausgeführt, damit sie auch vorteilhaft zur Vektorisierung des Schubes, zur Steuerung, zur Trimmung, zur Momentenkompensation nach einem Triebwerksausfall, zur Widerstandsersparnis oder zur Auftriebserhöhung des Flugzeuges mit eingesetzt werden können. Dabei kann die Schaufelverstellung, wie auch bei einem beschaufelten Rotor R, mechanisch, elektrisch, hydraulisch oder mit Hilfe von Luftlasten über den Staudruck erfolgen.According to a further embodiment of the invention, a bladed rotor R can also be preceded or followed by a bladed stator which converts the swirl energy of the air flow at least partially into further propulsion. This could, for example, be arranged in a fixed manner. In a further embodiment, at least individual blades of the stator are designed to be adjustable with regard to the free, undisturbed flow of air, so that they are also advantageous for vectorizing the thrust, for control, for trimming, for torque compensation after an engine failure, to save drag or to increase lift Aircraft can be used with. As with a bladed rotor R, the blades can be adjusted mechanically, electrically, hydraulically or with the aid of air loads via the dynamic pressure.

Als weiterer besonderer Aspekt der Erfindung kann mindestens ein Motor der Motoreneinrichtung E als eine primär Wellenleistung abgebende Gasturbine ausgeführt sein. Diese weisen ein günstiges Leistungsgewicht auf und operieren kraftstoffeffizient. Die Wellenleistung kann beispielsweise über Getriebe an mindestens einen beschaufelten Rotor R übertragen werden. Darüber hinaus könnten sie mit geeigneten Getrieben so vorteilhaft an den beschaufelten Rotor kinematisch angebunden werden, dass sie einen großen Teil der Flugmission über in einem vorteilhaften stationären Betriebsmodus besonders treibstoffeffizient arbeiten. Dieser Vorteil wird noch verstärkt, indem erfindungsgemäß für die Schaufeln B des Rotors R eine Schaufelverstellung zur Schubanpassung vorgesehen wird. Damit könnte die Gasturbine größtenteils stationär arbeiten, weil eine Anpassung und Steuerung des Schubes nicht nur über die Drehzahlanpassung der Gasturbine, sondern auch über die Schaufelverstellung möglich ist.As a further special aspect of the invention, at least one motor of the motor device E. be designed as a primarily shaft power outputting gas turbine. These have a favorable power-to-weight ratio and operate in a fuel-efficient manner. The shaft power can be transmitted to at least one bladed rotor R, for example, via gears. In addition, they could be kinematically linked to the bladed rotor so advantageously with suitable gears that they work particularly fuel-efficiently for a large part of the flight mission in an advantageous stationary operating mode. This advantage is further enhanced by the invention for the blades B. of the rotor R a blade adjustment is provided for thrust adjustment. In this way, the gas turbine could for the most part work stationary, because the thrust can be adjusted and controlled not only by adjusting the speed of the gas turbine, but also by adjusting the blades.

Als weitere Ausführungsform besteht die Möglichkeit, wenigstens einen Motor der Motorenanordnung E als eine Gasturbine auszuführen, dessen thermischer Wirkungsgrad im Sinne von unkonventionellen Maßnahmen durch rekuperative Einrichtungen zur Verdichterzwischenkühlung, Brennstoffmassenvorwärmung oder Abgaswärmetauschung zusätzlich weiter gesteigert ist. Als besondere Folge der Erfindung kann durch die eben beschriebene im Flugzeug zumindest teilweise eingebettete Lage, der dort verfügbare Raum für solche Einrichtungen, die stark raumfordernd sind, genutzt werden, ohne, dass sich der Widerstand des Flugzeuges dadurch maßgeblich erhöht. Bisheriges Problem dem Stand der Technik nach, war es, dass diese Einrichtungen in unmittelbarer Wirknähe zum Triebwerk hin und damit mit in die Triebwerksgondel angeordnet werden mussten. Damit hätte diese aber bedeutend größer und auch überproportional widerstandsintensiver ausfallen müssen.As a further embodiment, there is the possibility of using at least one motor of the motor arrangement E. designed as a gas turbine, the thermal efficiency of which is further increased in the sense of unconventional measures by recuperative devices for compressor intercooling, fuel mass preheating or exhaust gas heat exchange. As a special consequence of the invention, the space available there, which is at least partially embedded in the aircraft, can be used for devices that are very space-consuming, without the aircraft's resistance increasing significantly as a result. The previous problem with the prior art was that these devices had to be arranged in the immediate vicinity of the engine and thus also in the engine nacelle. However, this would have had to be significantly larger and also disproportionately more resistance-intensive.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist wenigstens ein Motor der Motoreneinrichtung E in einem Bereich des Flugzeuges außerhalb der Druckkabine P, aber zumindest zum Teil innerhalb eines Raums versenkt angeordnet, der nach außen zum Fluid durch die von der Außenhaut der Tragflächenanordnung W und die von der Außenhaut der Rumpfanordnung F gebildeten Außenkontur des Flugzeuges abgegrenzt wird, und ist so in diesem Raum eingebettet angeordnet, dass ein Bauteil, dass in der Funktion einer Motorenhalterung strukturelle Kräfte von mindestens einem Motor der Motorenanordnung E in Richtung der Struktur des Flugzeug abführt, im Wesentlichen nicht von Außen ersichtlich ist und, dass diesem Bauteil in seiner Funktion der Motorenhalterung außerhalb der, durch die von der Außenhaut der Tragflächenanordnung W und von der Außenhaut der Rumpfanordnung F gebildeten Außenkontur, im Wesentlichen keine eigene vom Fluid bespülte, widerstandswirksame Oberfläche zuordbar ist.According to an advantageous development of the invention, at least one motor is the motor device E. in an area of the aircraft outside the pressurized cabin P. , but at least partially sunk within a space that is exposed to the outside to the fluid through the from the outer skin of the wing assembly W. and that of the outer skin of the fuselage assembly F. formed outer contour of the aircraft is delimited, and is embedded in this space so that a component that acts as an engine mount structural forces from at least one engine of the engine assembly E. in the direction of the structure of the aircraft, is essentially not visible from the outside and that this component in its function of the engine mount outside the, through the from the outer skin of the wing assembly W. and from the skin of the fuselage assembly F. formed outer contour, essentially no separate, resistance-effective surface flushed by the fluid can be assigned.

Erfindungsgemäß tragen damit die Triebwerks- oder Motorenhalterungen nicht mehr zum Widerstand des Flugzeuges bei, und die Triebwerksgondel kann bis auf Lufteinlass- und Abgasabführungen mit ihrer widerstandsrelevanten bespülten Fläche entfallen. Damit fällt die Effizienz des Flugzeuges vorteilhaft höher aus. Durch die eingebettete Lage der Triebwerke wird auch der Triebwerkslärm, vor allem der Turbinenlärm, wirksam nach außen abgeschirmt.According to the invention, the engine or engine mounts no longer contribute to the resistance of the aircraft, and the engine nacelle can be dispensed with, apart from air inlet and exhaust gas discharges with their resistance-relevant flushed surface. The efficiency of the aircraft is thus advantageously higher. Due to the embedded position of the engines, engine noise, especially turbine noise, is effectively shielded from the outside.

Somit könnten in einer beispielhaften Ausführungsform Wellenleistungsturbinen oder auch Turboproptriebwerke in der Nähe des Flügel-Rumpf Bereiches, also im Bereich der Belly-Fairing, vorzugsweise zum Teil versenkt in einem unbedruckten Bereich U, beispielsweise innerhalb des Fahrwerksschachtes so angeordnet werden, dass die Lufteinlässe geeignet weit aus dem unbedruckten Bereich U herausgeführt werden können, und gleichfalls die Triebwerksabgase aus diesem herausgeführt werden. Damit verursachen diese Motoren der Motorenanordnung E, jetzt zum großen Teil im Flugzeug innenliegend, deutlich weniger Luftwiderstand, was gleichfalls den Treibstoffverbrauch des Flugzeuges erneut senkt. Gemäß eines weiteren Aspektes der Erfindung können ein oder mehrere beschaufelte Rotoren R dann über Fernwellen T, die vorzugsweise parallel zur Flugzeuglängsachse verlaufen, oder über Systeme zur hydraulischen Leistungsübertragung angetrieben werden.Thus, in an exemplary embodiment, shaft power turbines or also turboprop engines in the vicinity of the wing / fuselage area, that is to say in the area of the belly fairing, could preferably be partially sunk in an unprinted area U , for example, can be arranged within the landing gear shaft in such a way that the air inlets are suitably far from the unprinted area U can be led out, and also the engine exhaust gases are led out of this. Thus, these motors cause the motor assembly E. , now mostly inside the aircraft, significantly less air resistance, which also reduces the aircraft's fuel consumption again. According to a further aspect of the invention, one or more bladed rotors R can then via long-distance shafts T , which preferably run parallel to the longitudinal axis of the aircraft, or are driven by systems for hydraulic power transmission.

In diesen beispielhaften Ausführungen sind die, vorzugsweise als Wellentriebwerke oder Turbopropturbinen zum Antrieb der beschaufelten Rotoren angebrachten Motoren der Motorenanordnung E, versenkt und bezüglich aller Koordinatenachsen sehr nahe am Schwerpunkt angebracht. Das bedeutet wiederum für das Flugzeug, auch mit den Rotoren R, die ebenfalls näher am Schwerpunkt angebracht sind, dass sich geringere Trägheitsmomente ergeben. Vor allem aber ist, verglichen mit den bisherigen Flugzeugkonfigurationen mit ausschließlicher Heckanordnung von Propfan-Triebwerken, eine deutlich flexiblere Beladung des Flugzeuges über einen geeigneteren zulässigen Schwerpunktbereich im Praxisbetrieb möglich. Darüber hinaus kann das strukturell schwerere T-Leitwerk zugunsten eines üblichen konventionellen Kreuzleitwerkes entfallen. Gleichzeitig wird der Außenlärm der Propellerturbine durch die versenkte Anordnung im Flugzeug stark gesenkt. Der Abgasstrahl könnte darüber hinaus in einer weiteren Ausführungsform an der Unterseite des Rumpfhecks so herausgeführt werden, dass er im Bereich der hinteren Rumpfeinschnürung die Grenzschicht so energetisch belebt, dass eine aerodynamische Ablösung vermindert wird, was den Widerstand des Rumpfes mit herabsetzen könnte. Durch eine geeignete Abgasführung könnte auch so der Strahllärm der Triebwerke in Richtung des Bodens im selben Zug abgeschirmt werden.In these exemplary embodiments, the motors of the motor arrangement, which are preferably mounted as shaft drives or turbo propoturbines for driving the bladed rotors E. , sunk and mounted very close to the center of gravity with regard to all coordinate axes. This in turn means for the aircraft, also with the rotors R, which are also attached closer to the center of gravity, that lower moments of inertia result. Above all, however, compared with the previous aircraft configurations with an exclusive rear arrangement of propfan engines, a significantly more flexible loading of the aircraft over a more suitable permissible center of gravity is possible in practice. In addition, the structurally heavier T-tail unit can be dispensed with in favor of a conventional, conventional cross tail unit. At the same time, the external noise of the propeller turbine is greatly reduced by the recessed arrangement in the aircraft. In a further embodiment, the exhaust gas jet could also be led out on the underside of the fuselage rear in such a way that it energizes the boundary layer in the area of the rear fuselage constriction so that aerodynamic detachment is reduced, which could also reduce the resistance of the fuselage. A suitable exhaust system could also shield the jet noise from the engines in the direction of the ground at the same time.

Wenigstens ein Motor der Motorenanordnung E wurde, wie beispielhaft gezeigt, in einem unbedruckten Bereich U des Flugzeuges untergebracht, z.B. in einem Fahrwerksschacht. Es könnten aber auch bisherig übliche unbedruckte Bereiche U des Flugzeuges dafür erweitert werden oder neue dazu zusätzlich geschaffen werden.At least one motor of the motor assembly E. was, as shown by way of example, in an unprinted area U of the aircraft housed, for example in a landing gear shaft. However, previously common unprinted areas could also be used U of the aircraft can be expanded for this purpose or new ones are created in addition.

Eine weitere Möglichkeit und alternative Ausführung wäre es, wenn die Motoren der Motorenanordnung E zumindest anteilig in der Nähe des unbedruckten Heckbereiches der Rumpfanordnung F untergebracht sind. Von hier könnten sie wiederum per Fernwellen T oder über ein System zur hydraulischen Leistungsübertragung die an der Rumpfanordnung F angeordneten beschaufelten Rotoren R treiben. Another possibility and alternative design would be if the motors of the motor assembly E. at least partially in the vicinity of the unprinted rear area of the fuselage arrangement F. are housed. From here they could turn by long-distance waves T or via a system for hydraulic power transmission on the hull assembly F. arranged bladed rotors R drive.

Auch eine beliebige Mischung von beschriebenen Anordnungsmöglichkeiten bei Benutzung mehrerer Motoren und Triebwerke wäre denkbar.Any desired mixture of the arrangement options described when using several motors and engines would also be conceivable.

Mit den dargestellten Anordnungsformen entfallen auch die üblichen, sonst notwendigen strukturellen Triebwerksanbindungen in Form von Pylons, die als recht komplex und teuer bekannt sind.With the forms of arrangement shown, the usual, otherwise necessary structural engine connections in the form of pylons, which are known to be quite complex and expensive, are also dispensed with.

Ein wesentlicher erfinderischer Aspekt besteht darin, dass der beschaufelte Rotor R um die Rumpfanordnung F des Flugzeuges angeordnet wird. Dadurch ergibt sich die geometrische Rotorfläche RAE aus dem Umlauf des beschaufelten Rotors um die Rumpfanordnung F als Kreisringelement eines vergleichsweise großen Innendurchmessers ID. Dieser Innendurchmesser ID fällt zudem sogar größer aus, als der Außendurchmesser bisheriger Mantelstromtriebwerke. Dabei ist es bei einem Kreisringelement eines vergleichsweisen hohen Innendurchmessers der Fall, dass mit einer bestimmten Schaufelspannweite der Rotorschaufeln B eine wesentlich größere geometrische Rotorfläche RAE erreichbar ist als bei einem Kreiselement mit selber Schaufelspannweite. Eine möglichst große Rotorfläche aber wiederum ist die Voraussetzung für einen besonders kraftstoffeffizienten Antrieb des Flugzeuges bei niedrigem FPR und großem Massenstrom. Erfindungsgemäß wird in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der kleinste Innendurchmesser ID wenigstens eines beschaufelten Rotors R von den Abmessungen mindestens größer gewählt als die vertikale Bauhöhe V der Druckkabine P und gleichzeitig die vertikale Bauhöhe V dieser Druckkabine P innerhalb der Rumpfanordnung F so konstruktiv ausgeführt, dass dort zumindest abschnittsweise für den Durchschnittspassagier ein aufrechter Gang möglich ist. Somit ergibt sich zum einen der Vorteil, dass die Passagiere in der Druckkabine P komfortabel stehen und gehen können, zum anderen wird gleichzeitig dabei erfindungsgemäß die Geometrie für den beschaufelten Rotor R so vorgegeben, dass sich eine große geometrische Rotorfläche RAE bei geringer notwendiger Spannweitenerstreckung der Rotorschaufeln B einstellt und sich somit eine besonders effiziente Vortriebserzeugung und Kraftstoffeffizienz am Flugzeug einstellt.An essential inventive aspect is that the bladed rotor R around the fuselage arrangement F. of the aircraft is arranged. This results in the geometric rotor area RAE from the rotation of the bladed rotor around the fuselage assembly F. as a circular ring element with a comparatively large inner diameter ID . This inside diameter ID is also even larger than the outer diameter of previous turbofan engines. In the case of a circular ring element with a comparatively large inside diameter, it is the case that the rotor blades have a certain blade span B. a much larger geometrical rotor area RAE can be achieved than with a circular element with the same blade span. The largest possible rotor area, however, is the prerequisite for a particularly fuel-efficient propulsion of the aircraft with a low FPR and high mass flow. According to the invention, in a further advantageous embodiment, the smallest inner diameter is ID at least one bladed rotor R selected from the dimensions at least larger than the vertical height V the pressurized cabin P. and at the same time the vertical height V this pressurized cabin P. within the fuselage assembly F. designed in such a way that an upright gait is possible there for the average passenger, at least in sections. Thus, on the one hand, there is the advantage that the passengers are in the pressurized cabin P. can stand and walk comfortably, on the other hand, according to the invention, the geometry for the bladed rotor R is given at the same time in such a way that a large geometric rotor area is present RAE with a small required span of the rotor blades B. sets and thus sets a particularly efficient generation of propulsion and fuel efficiency on the aircraft.

Zudem fallen mit der geringeren radial notwendigen Spannweite der Schaufeln B geometrische Rahmenbedingungen, die am Flugzeug primär die maximale radiale Schaufelerstreckung betreffen, beispielsweise hinsichlich der Bodenfreiheit des Flugzeuges oder der zur Verfügung stehenden Bauhöhe zwischen Flügel und Boden, erfindungsgemäß nicht mehr so stark ins Gewicht.In addition, the smaller the radial span of the blades required B. Geometric framework conditions that primarily concern the maximum radial blade extension on the aircraft, for example with regard to the ground clearance of the aircraft or the available height between the wing and the floor, are no longer so important according to the invention.

Durch das erfinderische Erreichen einer großen geometrischen Rotorfläche RAE des beschaufelten Rotors R mit einer vergleichsweise kleinen radialen Schaufelerstreckung der Schaufeln B über ein Kreisringelement großen Innendurchmessers ergibt sich erfindungsgemäß bei einer betrachteten Schaufel B des Rotors R ein verminderter Unterschied in der Bandbreite der in radialer Richtung spannweitenabhängig auftretenden Umfangsgeschwindigkeiten. Das begünstigt die aerodynamische Auslegung des beschaufelten Rotors zur Erreichung eines hohen Komponentenwirkungsgrades und trägt deshalb wesentlich zur Gesamteffizienz des Flugzeuges bei. Dadurch könnte zudem über die Schaufelspannweite weniger Verwindung zur Erzeugung eines bestimmten Schubes notwendig sein, was die aerodynamische Schaufelgüte erhöhen und das Schaufelgewicht und ihre Komplexität zu vermindern hilft. Gleichfalls kann eine Schaufelverstellung dadurch und, besonders durch die niedrigere spannweitenseitige Erstreckung, die das Schaufelmoment im Punkte der Lagerung mit herabsetzt, technisch einfacher realisierbar werden.By inventive achievement of a large geometrical rotor area RAE of the bladed rotor R with a comparatively small radial blade extension of the blades B. According to the invention, a circular ring element with a large inner diameter results in a blade under consideration B. of the rotor R a reduced difference in the bandwidth of the circumferential speeds occurring in the radial direction depending on the span. This favors the aerodynamic design of the bladed rotor to achieve a high degree of component efficiency and therefore contributes significantly to the overall efficiency of the aircraft. As a result, less twisting could be necessary over the blade span to generate a certain thrust, which increases the aerodynamic blade quality and helps to reduce the blade weight and its complexity. Likewise, a blade adjustment can be realized in a technically simpler manner through this and, in particular, through the lower extension on the side of the span, which also reduces the blade moment at the point of mounting.

Mit dem erfindungsgemäßen geringen radialen Geschwindigkeitsunterschied in der spannweitenabhängigen Anströmung der Rotorschaufeln B fällt es insgesamt erfindungsgemäß leichter, eine angepasste, lärmoptimierte Rotationswinkelgeschwindigkeit für den beschaufelten Rotor R zu wählen. Insbesondere wäre es dann möglich, diese Rotationsgeschwindigkeit so wählen zu können, dass es weniger wahrscheinlich ist, dass die äußeren Schaufeln in einen solchen Anströmungszustand geraten, beispielsweise in einen kritischen oder überkritischen, der in der Außenwahrnehmung überproportional stark Lärm erzeugt. Eine hohe aerodynamische Effizienz des beschaufelten Rotors R gemäß der Strahltheorie mit einer möglichst gleichen und homogenen Geschwindigkeitsverteilung über die gesamte Rotationsfläche des beschaufelten Rotors R kann damit erfindungsgemäß einfacher erreicht werden.With the small radial speed difference according to the invention in the span-dependent flow onto the rotor blades B. Overall, according to the invention, it is easier to choose an adapted, noise-optimized angular speed of rotation for the bladed rotor R. In particular, it would then be possible to be able to select this rotation speed so that it is less likely that the outer blades will get into such an inflow state, for example a critical or supercritical one that generates disproportionately strong noise from the outside perception. A high aerodynamic efficiency of the bladed rotor R according to the jet theory with as uniform and homogeneous a speed distribution as possible over the entire surface of rotation of the bladed rotor R can thus be achieved more easily according to the invention.

Darüber hinaus kann vorzugsweise die Drehgeschwindigkeit des Rotors erfindungsgemäß optimal auf diesen abgestimmt erfolgen. Die Getriebe G im Antriebsstrang können in ihrem Übersetzungsverhältnis so gewählt werden, dass nicht nur für den beschaufelten Rotor R, sondern gleichfalls für wenigstens einen Motor der Motorenanordnung E optimale Betriebsbedingungen hinsichtlich der Rotationsgeschwindigkeit und des Momentes vorliegen, was die Gesamteffizienz des Antriebssystems erhöht. Durch Abstimmung auf den beschaufelten Rotor R könnte die Drehgeschwindigkeit mit der vergrößerten Schubquerschnittsfläche bzw. Rotorfläche RAE zum Beispiel relativ niedrig gewählt werden. Der Schub wird dann hauptsächlich über einen großen Massenstrom erwirkt, die Schaufeln B des Rotors R laufen an ihrer Nabe wie auch an ihrer Spitze relativ langsam, was den Lärm niedrig hält.In addition, according to the invention, the rotational speed of the rotor can preferably be optimally matched to it. The transmission G in their transmission ratio in the drive train can be selected so that not only for the bladed rotor R, but also for at least one motor of the motor arrangement E. optimum operating conditions in terms of rotation speed and moment exist, which increases the overall efficiency of the drive system. By tuning to the bladed rotor R, the speed of rotation could be with the enlarged thrust cross-sectional area or rotor area RAE for example, chosen to be relatively low. The thrust is then mainly achieved via a large mass flow, the blades B. of the rotor R run relatively slowly at their hub as well as at their tip, which keeps the noise low.

Zugleich wird die Schuberzeugung des beschaufelten Rotors R erfindungsgemäß durch das Kreisringelement auf den radialen Abschnitt um 70-75% des Rotordurchmessers konzentriert, der generell bei Rotoren am wirkungsvollsten und effizientesten Schub erzeugen kann.At the same time, the thrust generation of the bladed rotor R is concentrated according to the invention by the circular ring element on the radial section around 70-75% of the rotor diameter, which can generally generate thrust most effectively and efficiently in rotors.

Dies ist bei bisherigen Triebwerken nach dem Stand der Technik nicht so. Rotiert die äußere Schaufelgrenze beispielsweise bei einem konventionellen Turbofan- oder Propfantriebwerk bei einer gewissen Winkelgeschwindigkeit bereits sehr nahe am kritischen Zustand oder erreicht lokal bereits Überschall, so bewegt sich das gegenüberliegende Ende dieser Schaufel in der Nähe der Nabe zwar bei derselben Winkelgeschwindigkeit, bedingt durch die große notwendige Erstreckung der Schaufel zur Erreichung einer bestimmten Schubkreisfläche, aber eben bei sehr stark reduzierter Umfangsgeschwindigkeit, die direkt an der Nabe sogar null erreicht. Der Unterschied in der Umfangs- und somit auch in der Anströmungsgeschwindigkeit der Schaufeln fällt bei den bisherigen beschaufelten Rotoren konventioneller Triebwerke daher, unvorteilhaft die Effizienz herabsetzend, sehr groß aus.This is not the case with previous prior art engines. If, for example, in a conventional turbofan or propeller engine, the outer blade boundary rotates very close to the critical state at a certain angular speed or is already locally supersonic, the opposite end of this blade near the hub moves at the same angular speed due to the large necessary extension of the blade to achieve a certain thrust area, but with a very much reduced circumferential speed, which even reaches zero directly at the hub. The difference in the circumferential and thus also in the flow velocity of the blades is therefore very large in the previous bladed rotors of conventional engines, disadvantageously reducing the efficiency.

Zudem kann, falls gewünscht, durch die in einer Möglichkeit erfindungsgemäß vergrößerbare Schubquerschnittsfläche des beschaufelten Rotors R das Nebenstromverhältnis erhöht werden, was die Effizienz des Antriebssystems erhöht und den Lärm weiter absenkt sowie den Vortriebswirkungsgrad des Flugzeuges und damit seine Effizienz steigert.In addition, if desired, the thrust cross-sectional area of the bladed rotor R, which can be increased according to the invention, can increase the bypass flow ratio, which increases the efficiency of the drive system and further lowers the noise and increases the propulsion efficiency of the aircraft and thus its efficiency.

In einer weiteren vorzugsweisen Ausführung der Erfindung kann dabei erfindungsgemäß die als Maß für die Vortriebserzeugung geltende von den Rotorschaufeln B eines beschaufelten Rotors R im Umlauf überstrichene geometrische Rotorfläche RAE gleich groß oder größer ausgeführt sein, als die als Maß für den Rumpfwiderstand des Flugzuges geltende und vom beschaufelten Rotor R eingeschlossene Querschnittsfläche der Rumpfanordnung F, welche sich in einer der Rotorebenen RP dieses beschaufelten Rotors R senkrecht zur seiner geometrischen Rotationsachse RA ergibt.In a further preferred embodiment of the invention, according to the invention, that of the rotor blades, which is the measure for the generation of propulsion, can be used B. of a bladed rotor R in rotation swept over the geometric rotor surface RAE be designed to be the same size or larger than the cross-sectional area of the fuselage arrangement that is considered a measure of the fuselage resistance of the flight and is enclosed by the bladed rotor R F. , which is in one of the rotor levels RP this bladed rotor R perpendicular to its geometric axis of rotation RA results.

Erfinderisch ist es somit möglich, einen Rotor zentral an der Rumpfanordnung F anzuordnen, der in seiner Rotorfläche RAE, eine Fläche sogar übersteigt, die im Querschnitt der Rumpfanordnung F eben mit dem Durchmesser dieser Rumpfanordnung F gebildet werden kann. Nach dem Stand der Technik wäre es bisher lediglich möglich gewesen, mit einen beschaufelten Rotor R die Querschnittsfläche des Rumpfes zu erreichen, indem konventionell über ein Kreiselement der Rotordurchmesser gleich oder größer als der Rumpfdurchmesser gewählt wird und dieser Rotor neben und außerhalb der Rumpfanordnung F angeordnet wird. Damit aber muss dieser Rotor in einer Ebene senkrecht zur Rumpflängsachse FA mindestens einen halben Rumpfdurchmesser Abstand zur Außenbegrenzung der Rumpfanordnung F des Flugzeuges haben, damit er sich frei drehen kann. Verkehrsflugzeuge fordern mit mindestens einem zweiten Rotor eine Redundanz aus Sicherheitsgründen für den Fall eines Rotorausfalles. Fällt jetzt aber einer dieser zwei, der Rumpfanordnung nebengeordneten Rotoren aus, so ergibt sich ein bedeutendes unvorteilhaftes Moment durch den Hebelarm in Größe mindestens eines Rumpfdurchmessers. Durch die erfindungsgemäße nunmehr zentrale Anordnung an der Rumpfanordnung F kann dieses Moment nun vermieden werden und trotzdem eine hohe Effizienz des Antriebes über eine große Rotorfläche erreicht werden.According to the invention, it is thus possible to have a rotor centrally on the fuselage arrangement F. to be arranged in its rotor surface RAE , even exceeds an area which in the cross-section of the fuselage assembly F. just with the diameter of this fuselage arrangement F. can be formed. According to the prior art, it would have hitherto only been possible to achieve the cross-sectional area of the fuselage with a bladed rotor R by conventionally selecting the rotor diameter equal to or greater than the fuselage diameter via a circular element and this rotor next to and outside the fuselage arrangement F. is arranged. However, this rotor must be in a plane perpendicular to the longitudinal axis of the fuselage FA at least half a fuselage diameter distance from the outer boundary of the fuselage arrangement F. of the aircraft so that it can rotate freely. Commercial aircraft require redundancy with at least one second rotor for safety reasons in the event of a rotor failure. If, however, one of these two rotors, which are adjacent to the fuselage arrangement, fails, a significant disadvantageous moment results from the lever arm the size of at least one fuselage diameter. Due to the now central arrangement according to the invention on the fuselage arrangement F. this moment can now be avoided and a high efficiency of the drive can still be achieved over a large rotor area.

Darüber hinaus kann in einer weiteren vorteilhaften Ausführung die als Maß für die Vortriebserzeugung geltende von den Rotorschaufeln B eines beschaufelten Rotors R im Umlauf überstrichene geometrische Rotorfläche RAE gleich groß oder größer ausgeführt sein, als fünfzehnmal die Summe aus den Lufteintrittsquerschnittsflächen aller luftfatmenden Motoren der Motoranordnung E, die diesen beschaufelten Rotor R antreiben, wobei die Rotorblätter B dieses beschaufelten Rotors R so aerodynamisch ausgeführt sind, dass vom Flugzeug Fluggeschwindigkeiten von mindestens Ma 0.78 in Flughöhen größer 10000 m erreicht werden können. Auf diese Weise ist es mit der Antriebsanordnung möglich, höhere Nebenstromverhältnisse in der Praxis zu erreichen als dies heute mit Getriebefantriebwerken möglich ist, die Nebenstromverhältnisse von maximal 15:1 oder weniger erreichen. Gleichzeitig können auch die für Turbofantriebwerke höheren Reisefluggeschwindigkeiten und Reiseflughöhen erreicht werden, die insgesamt größer ausfallen als bei Turbopropgetriebenen Flugzeugen.In addition, in a further advantageous embodiment, that of the rotor blades, which is the measure for the generation of propulsion, can be used B. of a bladed rotor R in rotation swept over the geometric rotor surface RAE be made the same size or larger than fifteen times the sum of the air inlet cross-sectional areas of all air-breathing motors of the motor assembly E. that drive this bladed rotor R, the rotor blades B. of this bladed rotor R are designed aerodynamically so that the aircraft can reach flight speeds of at least Ma 0.78 at altitudes greater than 10000 m. In this way, it is possible with the drive arrangement to achieve higher bypass flow ratios in practice than is possible today with geared turbofan drive units that achieve bypass flow ratios of a maximum of 15: 1 or less. At the same time, the cruising speeds and altitudes that are higher for turbofan engines can also be achieved, which are overall greater than for turboprop-powered aircraft.

Durch die beschriebenen Anordnungsvorteile sind auch die Verwendung von Open-Rotor und von Propfan- Rotoren und - Antriebssystemen am Flugzeug in sicherer Weise möglich. Damit lassen sich auch höhere Nebenstromverhältnisse bei den vergleichsweise hohen Reisefluggeschwindigkeiten von heutigen Turbofantriebwerken realisieren. Das reduziert den Kraftstoffverbrauch, verglichen mit heute betriebenen Flugzeugen, nachhaltig.The advantages of the arrangement described also enable the use of open rotors and propfan rotors and drive systems on the aircraft in a safe manner. This means that higher bypass flow ratios can also be achieved at the comparatively high cruising speeds of today's turbo engines. This significantly reduces fuel consumption compared to aircraft in operation today.

Generell ergibt sich durch die erfindungsgemäße Anordnung des Rotors, ringförmig den Rumpf umgebend, die Möglichkeit, mehr Freiheiten in der aerodynamischen Auslegung des beschaufelten Antriebsrotors und rückwirkend auch des Antriebssystems zu nutzen, die insgesamt eine kraftstoffeffizientere und lärmärmere Auslegung des Antriebssystems begünstigen sowie einen höheren Vortriebswirkungsgrad für das Flugzeug ermöglichen.In general, the inventive arrangement of the rotor, ring-shaped surrounding the fuselage, results in the possibility of using more freedom in the aerodynamic design of the bladed drive rotor and, retrospectively, also of the drive system, which overall favor a more fuel-efficient and quieter design of the drive system as well as a higher propulsion efficiency enable the aircraft.

So könnte in einer beispielhaften Ausführungsform die wirksame Schubkreisfläche insgesamt flächenmäßig größer gewählt werden. Für eine gewisse Fluggeschwindigkeit ergibt sich dann, um einen vorgegebenen Schub erreichen zu wollen, die Möglichkeit, die dem Fluid durch den beschaufelten Rotor R erteilte Geschwindigkeitserteilung herabsetzen zu können und somit das Druckverhältnis des beschaufelten Rotors R senken zu können. Damit kann auch die Belastung der einzelnen Schaufeln des Rotors reduziert werden, beispielsweise, indem der Anstellwinkel oder Einstellwinkel der Schaufeln vermindert wird, oder diese durch eine geänderte Profilierung aerodynamisch weniger Auftrieb pro Länge erzeugen. Als Konsequenz ergibt sich eine geringere Schubkreisflächenbelastung, bzw. in diesem Falle eine geringere Schubkreisringflächenbelastung, weniger Rotorlärm und eine erhöhte Kraftstoffeffizienz.Thus, in an exemplary embodiment, the effective circular thrust area could be selected to be larger overall in terms of area. For a certain airspeed, in order to achieve a predetermined thrust, there is then the possibility of being able to reduce the speed distribution given to the fluid by the bladed rotor R and thus to be able to lower the pressure ratio of the bladed rotor R. In this way, the load on the individual blades of the rotor can also be reduced, for example by reducing the angle of attack or setting angle of the blades, or by changing the profile to produce less aerodynamic lift per length. As a consequence, there is a lower thrust circular area loading, or in this case a lower thrust circular ring area loading, less rotor noise and increased fuel efficiency.

Werden in einer weiteren Ausführungsform hingegen bei größerer Schubquerschnittsfläche die restlichen Parameter wie das Druckverhältnis des beschaufelten Rotors R, die Winkelgeschwindigkeit der Rotation und die Steigung der Beschaufelungen, bezogen auf ein Referenztriebwerk, in etwa gleich gelassen, ergibt sich ein höherer Schub für das Flugzeug.In a further embodiment, however, if the remaining parameters such as the pressure ratio of the bladed rotor R, the angular speed of the rotation and the pitch of the blading, based on a reference engine, are left approximately the same with a larger thrust cross-sectional area, the result is a higher thrust for the aircraft.

Bei konstanter Schubquerschnittsfläche gegenüber einem heutigen Referenztriebwerk ergibt sich bei einer weiteren möglichen Ausführungsform bei demselben Druckverhältnis des beschaufelten Rotors R die Möglichkeit, mehr Rotorschaufeln B auf der Rotorfläche anzuordnen, um damit eine niedrigere notwendige Winkelgeschwindigkeit in der Rotation zu erreichen, mit der Folge eines deutlich geringeren Unterschieds in der Umfangsgeschwindigkeit zwischen Wurzel und Spitze einer Rotorschaufeln B, was primär den Lärm senkt und auch die Effizienz steigern kann.With a constant thrust cross-sectional area compared to a current reference engine, in a further possible embodiment with the same pressure ratio of the bladed rotor R there is the possibility of more rotor blades B. to be arranged on the rotor surface in order to achieve a lower necessary angular speed in the rotation, with the consequence of a significantly smaller difference in the circumferential speed between the root and tip of a rotor blades B. which primarily reduces noise and can also increase efficiency.

Wird in einer weiteren beispielhaften Ausführungsform bei selber Schubquerschnittsfläche und selber Umfangsgeschwindigkeit an den äußeren Spitzen der Rotorschaufeln B durch Regulierung der Rotationswinkelgeschwindigkeit in etwa dieselbe Umfangsgeschwindigkeit eingestellt wie bei einem heutigen Triebwerk, so ergibt sich bei sonstig ebenfalls unveränderten aerodynamischen Auslegungsparametern und ungefähr selber erwarteter Lärmwirkung ein höherer abgegebener Schub.In a further exemplary embodiment, this is done with the same thrust cross-sectional area and the same circumferential speed at the outer tips of the rotor blades B. by regulating the angular speed of rotation set to approximately the same circumferential speed as with a current engine, this results in a higher output thrust with otherwise unchanged aerodynamic design parameters and approximately the same expected noise effect.

Bei einem veränderbaren Einstellwinkel der Schaufeln B des Rotors R können die Schaufeln des Rotors R vorzugsweise bedarfsweise sogar in Segelstellung, z.B. in Nullauftriebsrichtung, gebracht werden, wobei der zusätzliche Widerstand durch dieses feathering signifikant gesenkt werden kann. Die Verstellung kann bei Triebwerksausfall auch automatisch organisiert sein. Sie ist im Vergleich zu konventionellen Triebwerken ein weiterer wichtiger Leistungsvorteil. Die Schaufeln können in einer weiteren Ausführungsform auch durch rückwärtiges Anklappen, zum Beispiel zur Rumpfanordnung F hin in Segelstellung gebracht werden, ähnlich wie bei einer Klappluftschraube. Gerade dies wäre bei mehrmotorigen Flugzeugen nach einem Triebwerksaufall leistungsmäßig bedeutsam von Vorteil.With a variable setting angle of the blades B. of the rotor R, the blades of the rotor R can, if necessary, even be brought into the sail position, for example in the zero lift direction, whereby the additional drag can be significantly reduced by this feathering. The adjustment can also be organized automatically in the event of an engine failure. It is another important performance advantage compared to conventional engines. In a further embodiment, the blades can also be folded in at the rear, for example for a fuselage arrangement F. be brought into the sail position, similar to a folding propeller. It is precisely this that would be of significant performance advantage in multi-engine aircraft after an engine failure.

Dabei könnte als eine weitere Möglichkeit die Verstellung der Rotorschaufeln B, z.B. in ihrem Einstellwinkel, auch so ausgeführt sein, dass eine Schubumkehrwirkung des beschaufelten Rotors R zum Bremsen am Boden und ggf. zusätzlich in der Luft möglich wird. Bei einer Fehlfunktion tritt dabei vorteilhaft kein Moment auf, welches das Flugzeug von der Landebahn abbringen möchte.Another possibility could be the adjustment of the rotor blades B. , for example in their setting angle, also be designed so that a thrust reversal effect of the bladed rotor R for braking on the ground and possibly also in the air is possible. In the event of a malfunction, there is advantageously no moment which the aircraft would like to take away from the runway.

Der beschaufelte Rotor R, in seiner Wirkungsweise im Englischen auch oft als „Propulsor“ bezeichnet, ist so beschaffen, das er, wie zuvor ausgeführt, durch eine geeignete Lageranordnung S am Flugzeug in Bezug auf dieses rotieren kann und durch eine geeignete Gestaltung der Schaufeln B technisch dazu geeignet ist, mechanische Antriebsleistung in Vortriebsleistung des Flugzeuges umzuwandeln. Der beschaufelte Rotor sorgt damit für eine Schuberzeugung mit der Wirkung einer Vortriebskraft auf das Flugzeug. Diese das Flugzeug treibende Vortriebskraft ist dabei so orientiert, das dessen Kraftkomponente in Richtung der Rumpflängsachse FA gegenüber der Kraftkomponente senkrecht zur Rumpflängsachse FA deutlich überwiegt. Der beschaufelte Rotor R übernimmt die Vortriebserzeugung in im Wesentlichem horizontaler Flugrichtung und trägt damit im Wesentlichen seiner Funktion nach nicht dazu bei, wie bei einem Drehflügler, den maßgeblichen Auftrieb für das Fluggerät zu erzeugen.The bladed rotor R, also often referred to as a “propulsor” in its mode of operation, is designed in such a way that, as explained above, it is supported by a suitable bearing arrangement S. can rotate on the aircraft in relation to this and through a suitable design of the blades B. is technically suitable for converting mechanical drive power into propulsion power of the aircraft. The bladed rotor thus generates thrust with the effect of a propulsive force on the aircraft. This propulsive force driving the aircraft is oriented in such a way that its force component is in the direction of the longitudinal axis of the fuselage FA compared to the force component perpendicular to the longitudinal axis of the fuselage FA clearly predominates. The bladed rotor R takes over the generation of propulsion in an essentially horizontal direction of flight and thus essentially does not contribute, according to its function, to generating the decisive lift for the aircraft, as in the case of a rotary wing aircraft.

Hinsichtlich seiner Beschaufelung kann der beschaufelte Rotor in einer möglichen Ausführungsform dabei so ausgeführt sein, dass die Schaufelblätter B des Rotors R bezüglich charakteristischer, aerodynamischer Parameter, beispielsweise der Schubquerschnittsfläche, Kreis(ring)flächenbelastung, Rotationswinkelgeschwindigkeit, Schaufelspannweite, Schaufeltiefe, relativer Dicke der Schaufel, Verwindung, Zuspitzung, Schaufelpfeilung, Profilierung, der Schaufelanzahl und der Gesamterscheinung ähnlich den Schaufelblättern eines Fans ausgelegt sind.With regard to its blading, the bladed rotor can, in one possible embodiment, be designed in such a way that the blades B. of the rotor R with regard to characteristic, aerodynamic parameters, for example the thrust cross-sectional area, circular (ring) area load, rotational angular speed, blade span, blade depth, relative thickness of the blade, twisting, tapering, blade sweep, profile, the number of blades and the overall appearance are designed similar to the blades of a fan .

Der beschaufelte Rotor R kann dabei in einer weiteren Ausführungsform so ausgeführt sein, dass die Schaufelblätter B des Rotors bezüglich charakteristischer, aerodynamischer Parameter, beispielsweise der Schubquerschnittsfläche, Kreis(ring)flächenbelastung, Rotationswinkelgeschwindigkeit, Schaufelspannweite, Schaufeltiefe, relativer Dicke der Schaufel, Verwindung, Zuspitzung, Schaufelpfeilung, Profilierung, der Schaufelanzahl und der Gesamterscheinung ähnlich den Schaufelblättern eines Propfans ausgelegt sind.In a further embodiment, the bladed rotor R can be designed in such a way that the blade blades B. of the rotor with regard to characteristic, aerodynamic parameters, for example the thrust cross-sectional area, circular (ring) area loading, rotational angular speed, blade span, blade depth, relative thickness of the blade, torsion, tapering, Blade arrowhead, profiling, the number of blades and the overall appearance are designed similar to the blades of a prop fan.

Darüber hinaus kann der beschaufelte Rotor R dabei in einer weiteren Ausführungsform so ausgeführt sein, dass die Schaufelblätter (B) des Rotors bezüglich charakteristischer, aerodynamischer Parameter, beispielsweise der Schubquerschnittsfläche, Kreis(ring)flächenbelastung, Rotationswinkelgeschwindigkeit, Schaufelspannweite, Schaufeltiefe, relativer Dicke der Schaufel, Verwindung, Zuspitzung, Schaufelpfeilung, Profilierung, der Schaufelanzahl und der Gesamterscheinung ähnlich den Schaufelblättern einer Luftschraube ausgelegt sind.In addition, in a further embodiment, the bladed rotor R can be designed in such a way that the blades ( B. ) of the rotor with regard to characteristic, aerodynamic parameters, for example the thrust cross-sectional area, circular (ring) area load, rotational angular speed, blade span, blade depth, relative thickness of the blade, twisting, tapering, blade sweep, profile, the number of blades and the overall appearance are designed similar to the blades of a propeller .

Zudem sind beliebige vorteilhafte Mischungen aus den zuvor genannten Ausführungsformen hinsichtlich der charakteristischen Auslegungsparameter möglich.In addition, any advantageous mixtures of the aforementioned embodiments are possible with regard to the characteristic design parameters.

In einer vorteilhaften weiteren Ausführungsform sind die Schaufelblätter B in nach außen radialer Erstreckung, anhand geeigneter charakteristischer, aerodynamischer Auslegungsparameter so ausgeführt, dass sie in an einer Spannweitenposition in der Nähe ihrer Nabe weniger stark vortriebserzeugend wirken können als an einer Spannweitenposition, die in etwa 2/3 der jeweilig maximalen Schaufelspannweite beträgt. Dies kann beispielsweise über die spannweitenabhängige Profilierung, auch über eine Verwindung der Rotorblätter B geschehen. Es bringt den Vorteil, dass die Vortriebserzeugung außerhalb der Rumpfgrenzschicht und somit möglicherweise effektiver sowie lärmarmer stattfindet. Dies schließt nicht aus, dass auch die Rumpfgrenzschicht anhand einer geeigneten spannweitenabhängigen Gestaltung der Schaufeln mitbewegt oder -beschleunigt wird. Dabei könnten die Beschaufelungen in diesem Spannweitenabschnitt vorteilhaft nach einer Art Wunschgeschwindigkeitsprofil der Grenzschicht ausgelegt sein.In an advantageous further embodiment, the blades are B. in an outward radial extension, based on suitable characteristic, aerodynamic design parameters, so that they can have less of a propulsion-generating effect at a span position near their hub than at a span position that is about 2/3 of the respective maximum blade span. This can be done, for example, via the span-dependent profiling, also via a twisting of the rotor blades B. happen. It has the advantage that the propulsion generation takes place outside the hull boundary layer and thus possibly more effectively and with less noise. This does not rule out that the hull boundary layer is also moved or accelerated with the aid of a suitable span-dependent design of the blades. The blading in this span section could advantageously be designed according to a type of desired speed profile of the boundary layer.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform könnten auch Rotorschaufeln B voneinander unterschiedlich ausgeführt sein, beispielsweise eine unterschiedliche Spannweite aufweisen, um den Lärm günstig zu beeinflussen. Im rotatorischen Betrieb ergibt sich damit dennoch eine kreisringförmige Schubquerschnittsfläche des beschaufelten Rotors.According to a further embodiment, rotor blades could also be used B. be designed differently from one another, for example have a different span in order to influence the noise favorably. In rotary operation, this nevertheless results in an annular thrust cross-sectional area of the bladed rotor.

Für die Ausführung des beschaufelten Rotors R könnte es darüber hinaus in einer weiteren Ausführung nützlich sein, eine ganz bestimmte gerade oder ungerade Schaufelanzahl zu wählen, um den Lärm, beispielsweise über die Eingrenzung bestimmter Eigenschwingungsfrequenzen, noch geringer zu halten.For the execution of the bladed rotor R it could also be useful in a further embodiment to select a very specific even or odd number of blades in order to keep the noise even lower, for example by limiting certain natural oscillation frequencies.

Der beschaufelte Rotor R ist darüber hinaus erfindungsgemäß dazu geeignet, dass er durch geeignete Merkmale als Teil eines Getriebes so kinematisch an eine Motorenanordnung des Flugzeuges anbindbar ist, dass der Rotor R durch seine Rotation einen das Flugzeug treibenden Vortrieb erzeugen kann.According to the invention, the bladed rotor R is also suitable for being able to be kinematically connected to a motor arrangement of the aircraft by suitable features as part of a transmission so that the rotor R can generate propulsion driving the aircraft through its rotation.

In einer vorzugsweisen Ausführungsform ist er dabei als Teil eines mechanischen Getriebes an die Motorenanordnung des Flugzeuges ankoppelbar. Dazu weist er als Merkmal beispielsweise eine geeignete Verzahnung entlang einer seiner Seiten oder entlang seines Kreisumfanges auf. Diese Verzahnung kann vorzugsweise auf der Innenseite oder auf der Außenseite, den Seiten oder aber auch auf einer beliebigen schrägen Ebene angeordnet sein und auch eine Verzahnungsform nutzen, die eine verlässlich hohe Kraftübertragung gewährleistet, beispielsweise eine Schrägverzahnung oder eine Verzahnung, auf welcher Kegelradzahnräder eingreifen können. Damit ist der Rotor dann beispielsweise zum Antrieb an mindestens eines von wenigstens einem Motor der Motoranordnung E getriebenen Zahnrades ankoppelbar.Der beschaufelte Rotor könnte in einer weiteren Ausführungsform auch als Teil eines hydraulischen Getriebes ausgeführt sein. Dabei sollte dieses Getriebe einen möglichst vorteilhaft hohen Wirkungsgrad aufweisen.In a preferred embodiment, it can be coupled to the engine arrangement of the aircraft as part of a mechanical transmission. For this purpose, it has, for example, a suitable toothing along one of its sides or along its circumference as a feature. This toothing can preferably be arranged on the inside or on the outside, the sides or also on any inclined plane and also use a toothing shape that ensures a reliably high power transmission, for example a helical toothing or a toothing on which bevel gears can engage. The rotor is then for example for driving at least one of at least one motor of the motor arrangement E. The bladed rotor could, in a further embodiment, also be designed as part of a hydraulic transmission. This transmission should have the highest possible efficiency.

Fällt er zumindest anteilig mit einem ringförmigen Elektromotor zusammen, so bildet er dadurch den Teil eines elektrischen, mitunter auch eines elektronischen Getriebes.If it coincides at least partially with an annular electric motor, it thereby forms part of an electrical, sometimes also an electronic, transmission.

Gemäß eines besonderen Aspektes der Erfindung können zueinander im Drehsinn gegenläufige beschaufelte Rotoren R und Antriebssysteme durch unterschiedliche Leistungsansteuerung auch dazu benutzt werden, das Flugzeug mit um die Längsachse beim Rollen zu steuern. Dabei könnte die zumindest teilweise Rollsteuerung oder Trimmung über unterschiedliche Drehzahlen, Momentenvorgaben oder durch unterschiedliche Stellung der Beschaufelungen der Rotoren und ggf. der Statoren erfolgen.According to a particular aspect of the invention, bladed rotors R and drive systems rotating in opposite directions can also be used by different power control to control the aircraft around the longitudinal axis while rolling. The at least partial roll control or trimming could take place via different speeds, torque specifications or by different positions of the blades of the rotors and possibly the stators.

Gemäß einer besonderen Weiterbildung der Erfindung können die beschaufelten Rotoren R durch ein oder mehrere Motoren der Motorenanordnung E über Fernwellen T oder Systeme zur hydraulischen Leistungsübertragung angetrieben werden, die im unbedruckten Bereichen U wenigstens anteilig innerhalb des Flugzeuges untergebracht sind.According to a particular development of the invention, the bladed rotors R can be driven by one or more motors of the motor arrangement E. over long-distance waves T or systems for hydraulic power transmission are driven in the unprinted areas U are at least partially housed within the aircraft.

Die Lagersanordnung S kann vorzugsweise durch eine Anordnungsform von Wälzlagern, Gleitlagern oder eine geeignete Kombination beider Lagerarten erfolgen. In einer weiteren Ausführungsform könnte die Lageranordnung S der Rotoren auch mit durch hydraulische Lager, zum Beispiel durch hydrostatische Lager, gebildet werden. Weiterhin könnten auch Magnetlager bei der Lagerung des Rotors zum Einsatz kommen. Beide vorgangs erwähnten Lagertypen bieten die Möglichkeit, auch durch aktive Ansteuerung, den Lärm und die Vibrationen zum Flugzeug hin zusätzlich dämpfen zu können. In einer weiteren Anordnungsmöglichkeit könnten innerhalb der Lagerung vom beschaufelten Rotor zum Rumpf hin, piezoelektrisch veränderbare und elektrisch ansteuerbare Dämpfer zum Einsatz kommen, die eine aktive Schwingungs- und Vibrationsdämpfung ermöglichen.The bearing arrangement S. can preferably be done by a form of arrangement of roller bearings, plain bearings or a suitable combination of both types of bearings. In a further embodiment, the bearing arrangement could S. of the rotors can also be formed by hydraulic bearings, for example hydrostatic bearings. Furthermore, magnetic bearings could also be used to support the rotor. Both types of bearings mentioned above offer the possibility, also through active control, the noise and to be able to additionally dampen the vibrations towards the aircraft. In a further possible arrangement, piezoelectrically variable and electrically controllable dampers could be used within the bearing from the bladed rotor to the fuselage, which allow active oscillation and vibration damping.

Magnetlager sorgen dabei zudem für eine ausgesprochen geringe Lagerreibung, was sich vorteilhaft auf die Effizienz des Antriebssystems auswirkt. Magnetlager, z.B. supraleitende Magnetlager oder elektrodynamische Magnetlager, brauchen nach derzeitigem Stand der Technik einen gewissen Einbauraum, der durch die erfindungsgemäße Anordnung des beschaufelten Rotors außen am Rumpf in Kombination mit der hohen Stützbreite in der Lagerung durchaus einrichtbar ist.Magnetic bearings also ensure extremely low bearing friction, which has a beneficial effect on the efficiency of the drive system. According to the current state of the art, magnetic bearings, e.g. superconducting magnetic bearings or electrodynamic magnetic bearings, require a certain amount of installation space, which can easily be set up by the inventive arrangement of the bladed rotor on the outside of the fuselage in combination with the large support width in the bearing.

Die Antriebseinheit, gebildet aus dem beschaufelten Rotor R und der dazugehörigen Lager- und Führungseinheit, kann zusätzlich Verkleidungen O, z.B. auch zur Rumpfanordnung F des Flugzeuges aufweisen, um die Strömung aerodynamisch zusätzlich zu beeinflussen, bzw. um die aerodynamische Güte des Antriebssystems zu erhöhen.The drive unit, formed from the bladed rotor R and the associated bearing and guide unit, can also have panels O , e.g. also for the fuselage arrangement F. of the aircraft in order to additionally influence the flow aerodynamically or to increase the aerodynamic quality of the drive system.

Gegebenfalls kann die Lagerung in einer weiteren Ausführungsform auch zusammen mit einem Elektromotor erfolgen, zum Beispiel so, dass der beschaufelte Rotor R vorteilhaft gleichzeitig auch den Rotor des Elektromotors bildet. Auch die Lagerung des gemeinsamen Rotors kann dabei insbesondere so beschaffen sein, dass sich Lagerung und Elektromotor weitere Bauteilkomponenten miteinander gemeinschaftlich teilen, beispielsweise Magneten, Spulen oder auch ein Kühlsystem.In a further embodiment, the mounting can optionally also take place together with an electric motor, for example in such a way that the bladed rotor R advantageously also forms the rotor of the electric motor at the same time. The mounting of the common rotor can also be designed in such a way that the mounting and electric motor share other component components, for example magnets, coils or a cooling system.

In einer weiteren Ausführungsform könnte auch ein Rotor R mit Teil eines „Stators“ mindestens eines Elektromotors sein und ein weitere Rotor R Teil eines Rotors eines Elektromotors bilden so, dass sich diese Rotoren zueinander im gegensinnigen Drehsinn bewegen und dabei kein Moment auf die Rumpf-anordnung F übertragen wird.In a further embodiment, a rotor R could also be part of a “stator” of at least one electric motor and another rotor R could form part of a rotor of an electric motor so that these rotors move in opposite directions to one another and do not apply a moment to the fuselage arrangement F. is transmitted.

Da am Flügel keine Triebwerkshalterungen und Triebwerksgondeln mehr untergebracht werden müssen, kann der nun aerodynamische saubere Flügel der Tragflächenanordnung W vorzugsweise mit zusätzlichen Konzepten zur aerodynamischen Widerstandersparnis ausgerüstet werden, z.B. mit Laminarhaltungstechnologien, wie beispielsweise dem NLF-Wing (Natural Laminar Flow Wing). Des Weiteren gelingt die Integration eines Hochauftriebssystems am Flügel ohne Triebwerke nun generell einfacher und technisch wirkungsvoller.Since engine mounts and engine nacelles no longer have to be accommodated on the wing, the aerodynamically clean wing of the wing arrangement can now be used W. preferably be equipped with additional concepts to save aerodynamic drag, for example with laminar maintenance technologies, such as the NLF-Wing (Natural Laminar Flow Wing). Furthermore, the integration of a high lift system on the wing without engines is now generally easier and technically more effective.

Ein erfindungsgemäßer Vorteil ist, dass der beschaufelte Rotor R drehbar gelagert bei geringem Zusatzgewicht vorzugsweise strukturell direkt an der Rumpfanordnung F angebunden werden kann.An advantage according to the invention is that the bladed rotor R is rotatably mounted with little additional weight, preferably structurally directly on the fuselage arrangement F. can be connected.

Es ist dabei in diesem Sinne kein separat eigenes Triebwerks- Mounting Konzept notwendig, sondern eine Verstärkung der bestehenden Rumpfstruktur könnte hier ausreichend sein, wobei im Sinne des Leichtbaus besonders vorteilhaft auf die hohen polaren Flächenträgheitsmomente und das hohe Torsionswiderstandsmoment der Rumpfanordnung, bedingt durch die gegenüberliegenden Rumpfseitenwände, zurückgegriffen werden kann.In this sense, no separate engine mounting concept is necessary, but a reinforcement of the existing fuselage structure could be sufficient here, whereby in the sense of lightweight construction the high polar moments of inertia and the high torsional moment of resistance of the fuselage arrangement, due to the opposite fuselage side walls, are particularly advantageous can be used.

Durch die große Stützbreite in der Lagerung des beschaufelten Rotors R, bedingt durch die gegenüberliegenden Rumpfseitenwände, ungefähr etwa in der Größenordnung des Rumpfaußendurchmessers, ergibt sich eine stabile Führung des beschaufelten Rotors R im rotatorischen Betrieb. Dies führt im Betrieb zu einer vergleichsweisen Unempfindlichkeit gegenüber einem nicht ganz korrekt mechanisch oder aerodynamisch ausgewuchteten und daher unrund laufenden beschaufelten Rotor R, wie er etwa nach einer Beschädigung einzelner Schaufeln B, beispielsweise durch Fremdkörper im Betrieb, denkbar wäre. Damit kann ein Betrieb auslegungstechnisch auch nach Beschädigung möglich sein, d.h. eine fehlertolerante Auslegung wenigstens eines beschaufelten Rotors R erscheint in einer weiteren Ausführungsform als möglich.Due to the large support width in the bearing of the bladed rotor R, due to the opposite side walls of the fuselage, approximately in the order of magnitude of the outer diameter of the fuselage, a stable guidance of the bladed rotor R results in rotary operation. During operation, this leads to a comparatively insensitivity to a rotor R which is not completely correctly mechanically or aerodynamically balanced and is therefore out of true running bladed rotor R, for example after damage to individual blades B. , for example due to foreign bodies in operation, would be conceivable. In terms of design, operation can thus also be possible after damage, ie a fault-tolerant design of at least one bladed rotor R appears to be possible in a further embodiment.

Sowohl durch die höhere Stützbreite in der Lagerung als auch durch die erfindungsgemäß geringere Schaufelerstreckung der Schaufeln B ergibt sich dabei auch eine deutlich verminderte Gefahr des Auftretens von Vibrationen, sowohl im Normalbetrieb, als auch nach Beschädigung des Rotors R. Damit wird ein weiteres Problem bisheriger Propfan- und Open-Rotor Antriebsanordnungen, nämlich das mögliche Auftreten verstärkter Vibrationen, gekoppelt mit Lärm, verbessert.Both due to the greater support width in the bearing and due to the smaller blade extension of the blades according to the invention B. This also results in a significantly reduced risk of vibrations, both during normal operation and after damage to the rotor R. This eliminates another problem with previous propan and open rotor drive arrangements, namely the possible occurrence of increased vibrations coupled with noise, improved.

Gemäß eines weiteren Aspektes der Erfindung können mehrere Motoren der Motoranordnung E parallel einen beschaufelten Rotor R antreiben. Im Hinblick auf die Möglichkeit der schadenstoleranten Auslegung des beschaufelten Rotors R wäre es damit zudem auch denkbar, den Rotor in Fail-Safe- Ausführung am Flugzeug vorzuhalten und demnach die Redundanzanforderungen des Antriebssystems damit zu erfüllen, dass mehrere Motoren vorgesehen werden, die nur einen Rotor parallel R antreiben könnten. Die Architektur kann dabei auch so gewählt werden, dass für den Fall, dass einer der Motoren der Motorenanordnung E ausfällt, der oder die verbleibenden Motoren weiterhin genügend Antriebsleistung bereitstellen, um den beschaufelten Rotor R so auch in kritischen Flugphasen des Flugzeuges so anzutreiben, dass er in der Wirkung den Leistungsanforderungen des Flugzeuges gerecht wird.According to a further aspect of the invention, multiple motors of the motor arrangement E. drive a bladed rotor R in parallel. With regard to the possibility of damage-tolerant design of the bladed rotor R, it would also be conceivable to keep the rotor in fail-safe design on the aircraft and thus to meet the redundancy requirements of the drive system by providing several motors that could only drive one rotor in parallel R. The architecture can also be selected so that in the event that one of the motors of the motor arrangement E. fails, the remaining motor or motors continue to provide sufficient drive power to drive the bladed rotor R so even in critical flight phases of the aircraft that its effect does justice to the performance requirements of the aircraft.

Gemäß eines weiteren vorteilhaften Aspektes der Erfindung könnte wenigstens einer der Motoren der Motorenanordnung E durch eine Kupplung zum Antrieb des Rotors R hin wahlweise ein- oder ausgekoppelt werden. So könnte bei einer Fehlfunktion eines Motors dieser beispielsweise aus dem Antriebssystem ausgekoppelt werden. Steigt der Leistungsbedarf, könnte vorzugsweise ein weiterer Motor eingekoppelt werden. Gleichfalls können auch die Rotoren am Boden bedarfsweise ausgekoppelt werden, mitunter auch zum Rollen.According to a further advantageous aspect of the invention, at least one of the motors of the motor arrangement could E. can be optionally coupled in or out by a coupling for driving the rotor R. In the event of a malfunction of a motor, for example, it could be decoupled from the drive system. If the power requirement increases, a further motor could preferably be coupled in. Likewise, the rotors on the floor can also be decoupled if necessary, sometimes also for rolling.

Gemäß eines weiter vorteilhaften Aspektes der Erfindung kann wenigstens einer der Motoren der Motorenanordnung E nicht nur als Verbrennungskraftmaschine, z.B. als Gasturbine oder Kolbenmotor, sondern auch als Elektromotor ausgeführt sein.According to a further advantageous aspect of the invention, at least one of the motors of the motor arrangement E. not only be designed as an internal combustion engine, for example as a gas turbine or piston engine, but also as an electric motor.

Dadurch ergeben sich die grundsätzlichen Vorteile eines elektrischen Antriebs in einer Größenordnung, korrespondierend mit dem Anteil der verwendeten elektrischen Leistung an der Gesamtleistung. Bei teilelektrischem Antrieb im Sinne eines Hybridkonzeptes oder vollelektrischem Antrieb kommen hier die Vorteile des elektrischen Antriebs zum Zuge, wie beispielsweise eine minimal notwendige Wartung, wobei viele Komponenten sogar verschleißfrei sind, eine bessere Anpassbarkeit von Drehmoment und Drehzahl an den beschaufelten Rotor, eine vorteilhafte Effizienz, ein hoher Wirkungsgrad von größenordnungsmäßig 96% bei Elektromotoren, verglichen mit 36% bei Gasturbinen, ein großes Verhältnis von der Maximal- zur Dauerleistung des Elektromotors von 2 - 2,5, ein einfacher Austausch von Komponenten, eine geringe Komplexität, niedrigere Anschaffungskosten für den Elektromotor bei der Möglichkeit insgesamt niedrigerer Betriebskosten.This results in the basic advantages of an electric drive in an order of magnitude, corresponding to the proportion of the electrical power used in relation to the total power. In the case of a partially electric drive in the sense of a hybrid concept or fully electric drive, the advantages of the electric drive come into play, such as minimal maintenance, whereby many components are even wear-free, better adaptability of torque and speed to the bladed rotor, advantageous efficiency, a high efficiency of the order of 96% for electric motors, compared to 36% for gas turbines, a high ratio of the maximum to continuous output of the electric motor of 2 - 2.5, easy replacement of components, low complexity, lower acquisition costs for the electric motor with the possibility of lower overall operating costs.

Zudem ergibt sich der weitere Vorteil, dass Motoren der Motoranordnung E, die beispielsweise im Bereich der Flügel-Rumpf-Anordnung oder im Fahrwerksschacht untergebracht sind, sehr gut von außen zu Wartungs-, Instandsetzungs- oder Austauschzwecken zugänglich sind. Dieses gilt unabhängig davon, ob das Antriebssystem konventionell oder hybrid-elektrisch ausgeführt ist, und auch für die weiteren Komponenten des Antriebssystems, so etwa für die beschaufelten Rotoren R und ggf. für die Fernwellen T, die beispielsweise unterhalb einer unbedruckten aerodynamischen Verkleidung außen auf der Rumpfaußenseite, auf dieser gelagert liegend, angebracht sein können.In addition, there is the further advantage that motors of the motor arrangement E. , which are accommodated, for example, in the area of the wing-fuselage arrangement or in the landing gear shaft, are very easily accessible from the outside for maintenance, repair or replacement purposes. This applies regardless of whether the drive system is conventional or hybrid-electric, and also for the other components of the drive system, such as for the bladed rotors R and possibly for the long-distance shafts T which can be attached, for example, underneath an unprinted aerodynamic cladding on the outside of the fuselage, lying on this.

Es ergibt sich aber noch der spezielle Vorteil, dass Flugzeuge mit diesem Antriebssystem zunächst konventionell als Verbrennungsmaschinen ausgeführt sein können. Mit zunehmenden Erfolgen in der Elektromobilitätsforschung könnte dann erst ein Triebwerk durch einen Elektromotor ausgetauscht werden, so dass sich ein hybrid-elektrisches getriebenes Flugzeug ergibt. Die weiteren Komponenten des Antriebssystems, insbesondere der beschaufelte Rotor R und dessen kinematische Ankopplung an die Motoren könnten dabei wahrscheinlich unverändert bleiben. Bei weiteren Fortschritten der Forschung könnten ggf. auch weitere Triebwerke durch Elektromotoren ersetzt werden, sodass am Ende ein voll elektrisch angetriebenes Flugzeug bei überschaubarem technischen sowie geringem Investitionsrisiko bereit stünde. Dabei könnte gleich schon bei der Anfangsauslegung am Flugzeug auf eine universelle Triebwerkshalterung geachtet werden, die den späteren Austausch von Verbrennungskraftmaschinen durch Elektromotoren vorbereitend ermöglicht.However, there is also the special advantage that aircraft with this drive system can initially be designed conventionally as internal combustion engines. With increasing success in electromobility research, an engine could only be replaced by an electric motor, resulting in a hybrid-electric powered aircraft. The other components of the drive system, in particular the bladed rotor R and its kinematic coupling to the motors, could probably remain unchanged. With further advances in research, additional engines could possibly be replaced by electric motors, so that in the end a fully electrically powered aircraft would be available with a manageable technical and low investment risk. At the same time, attention could be paid to a universal engine mount right from the initial design on the aircraft, which would enable the later replacement of internal combustion engines with electric motors.

Darüber hinaus kann im Rahmen eines hybrid-elektrischen Systems in einer weiteren Ausführungsform wenigstens ein Elektromotor der Motorenanordnung E auch zeitweise zumindest temporär zusätzliche Antriebsleistung bereitstellen, vorzugsweise in Flugphasen, die zumindest kurzzeitig einen erhöhten Schubbedarf des Flugzeuges erfordern, zum Beispiel während des Starts, des Steigflugs oder im Falle eines Triebwerksausfalles.In addition, in a further embodiment, at least one electric motor of the motor arrangement can be used as part of a hybrid electrical system E. also temporarily at least temporarily provide additional propulsion power, preferably in flight phases that require at least a short time an increased thrust requirement of the aircraft, for example during take-off, climbing or in the event of an engine failure.

Gemäß eines weiteren vorteilhaften Aspektes der Erfindung könnte auch ein ringförmiger Elektromotor als Bestandteil der Motorenanordnung E, im Wesentlichen konzentrisch zum beschaufelten Rotor R, den Rumpf F umgebend, zum Antrieb des beschaufelten Rotors R angeordnet sein. Dieser Elektromotor könnte auch zum Teil in der Rumpfanordnung eingebettet sein oder auch ein Bestanteil der Rumpfanordnung F bilden. Aus der Windenergieerzeugung sind leistungsstarke ringförmige Elektromotoren bekannt, die dort als Generator genutzt werden und die grundsätzlich auch als Motoren betreibbar wären. Aktuelle Forschungen gehen davon aus, dass sich das massenspezifische Leistungsgewicht dieser Komponenten in Zukunft um einen signifikanten Faktor verbessern lässt.According to a further advantageous aspect of the invention, an annular electric motor could also be part of the motor arrangement E. , essentially concentric to the bladed rotor R, the fuselage F. surrounding, be arranged to drive the bladed rotor R. This electric motor could also be partially embedded in the fuselage arrangement or also a component of the fuselage arrangement F. form. Powerful ring-shaped electric motors are known from the generation of wind energy, which are used there as generators and which in principle could also be operated as motors. Current research goes assume that the mass-specific power-to-weight ratio of these components can be improved by a significant factor in the future.

Diese Anordnungsform bietet zudem den Vorteil, dass ein Elektromotor, der mit dem beschaufelten Rotor in kinematischer Wechselverbindung steht, im Betrieb durch die im Reiseflug ca. -60°C kalte Au-ßenumgebung wirksam gekühlt wird.This type of arrangement also offers the advantage that an electric motor, which is in a kinematic alternating connection with the bladed rotor, is effectively cooled during operation by the outside environment, which is about -60 ° C cold when cruising.

Generell wäre auch die Verwendung von zukünftig geeigneten Elektromotorenbautypen wie supraleitenden Motoren, beispielsweise HTS Motoren oder auch Transversalflussmaschinen innerhalb der Motorenanordnung E denkbar.In general, it would also be possible to use electric motor types suitable in the future, such as superconducting motors, for example HTS motors or also transverse flux machines within the motor arrangement E. conceivable.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung erzeugt wenigstens ein luftatmender Motor der Motorenanordnung, der wenigstens einen beschaufelten Rotor R antreibt, zusätzlich zur Vortriebskraft wenigstens eines Rotors R weitere Vortriebskraft in Form von Schub durch den Ausstoß von Abgasen, wobei auch bei dieser Vortriebskraft die Kraftkomponente in Längsrichtung der Rotationsachse RA gegenüber der Kraftkomponente senkrecht zur Rotationsachse RA deutlich überwiegt. Auf diese Weise wird erfinderisch der beschaufelte Rotor R in seiner flächenspezifischen Schubbelastung entlastet, so dass er in gewissen Betriebszuständen des Flugzeuges effektiver arbeiten kann, beispielsweise beim Start. Es ergibt sich damit, ähnlich eines Mantelstromtriebwerkes, auf Flugzeugebene eine Triebwerksanordnung, wobei der Mantelstrom die Rumpfanordnung einhüllt und die Wellenturbine mit dem Kernstrom auch Schub erzeugt, allerdings auf größerem Dimensionsniveau und auch Niveau des möglichen Nebenstromverhältnisses.According to a further advantageous embodiment of the invention, at least one air-breathing motor of the motor arrangement that drives at least one bladed rotor R generates, in addition to the propulsive force of at least one rotor R, further propulsive force in the form of thrust through the ejection of exhaust gases, the force component in Longitudinal direction of the axis of rotation RA compared to the force component perpendicular to the axis of rotation RA clearly predominates. In this way, according to the invention, the bladed rotor R is relieved of its area-specific thrust load, so that it can work more effectively in certain operating states of the aircraft, for example when taking off. Similar to a turbofan engine, this results in an engine arrangement at aircraft level, the bypass flow enveloping the fuselage arrangement and the shaft turbine with the core flow also generating thrust, but at a larger dimensional level and also at the level of the possible bypass flow ratio.

Ebenfalls wäre es möglich diesen Restschub wenigstens eines luftamenden Motors mit zum Rollen des Flugzeuges am Boden zu verwenden. Dazu könnte der Rotor R auch von diesem Motor temporär entkoppelt werden.It would also be possible to use this residual thrust of at least one air-absorbing motor to roll the aircraft on the ground. For this purpose, the rotor R could also be temporarily decoupled from this motor.

In einer weiteren Ausführungsform wird der größte Außendurchmesser OD wenigstens eines beschaufelten Rotors gleich oder kleiner ausgeführt als die doppelte maximale Längserstreckung LGAM eines Fahrwerksbeines mitsamt Rädern WE der Hauptfahrwerksanordnung GAM. Dadurch ist eine Anordnung des Hauptfahrwerkes GAM derart möglich, dass die beiden an den Flügeln angebrachten Fahrwerksbeine weder die Anströmung noch die Abströmung eines Rotors R stören. Gleichfalls kann das Fahrwerk, wie hier angedeutet nach innen geschwenkt und eingefahren werden. Der verfügbare Platz reicht dann durch diese geometrische Anordnung gleichfalls von der Länge für das Einfahren beider Fahrwerksbeine aus. Zugleich kann der Rotor geometrisch die Bodenebene nicht berühren.In a further embodiment, the largest outside diameter is OD at least one bladed rotor is designed to be equal to or smaller than twice the maximum longitudinal extension LGAM a landing gear leg with wheels WE the main landing gear arrangement GAM . This is an arrangement of the main landing gear GAM possible in such a way that the two landing gear legs attached to the wings neither interfere with the inflow nor the outflow of a rotor R. Likewise, as indicated here, the chassis can be pivoted inward and retracted. Due to this geometric arrangement, the available space is also sufficient in length for the retraction of both landing gear legs. At the same time, the rotor cannot geometrically touch the ground plane.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird wenigstens einem beschaufelten Rotor R ein die Rumpfanordnung F zumindest teilweise umgebender Diffusor angeordnet, der vorteilhaft die durch die beschaufelten Rotoren zusätzlich induzierte Geschwindigkeit des Fluids abbaut und zumindest teilweise in zusätzlichen Druck wandelt, der darüber hinaus, durch die Krümmung der Oberfläche bedingt, durch den relativen Überdruck in der Strömung schuberzeugend auf das Flugzeug wirkt (ähnlich des Prinzips der Schubrückgewinnung). Dieser Diffusor kann sich auch durch eine Änderung des Rumpfdurchmessers der Rumpfanordnung F oder mit durch ihre Verkleidungen ergeben.According to an advantageous development of the invention, at least one bladed rotor R becomes the fuselage arrangement F. At least partially surrounding diffuser is arranged, which advantageously reduces the speed of the fluid additionally induced by the bladed rotors and at least partially converts it into additional pressure, which, due to the curvature of the surface, has a thrust-generating effect on the aircraft due to the relative overpressure in the flow (similar to the principle of thrust recovery). This diffuser can also be changed by changing the fuselage diameter of the fuselage assembly F. or given by their disguises.

Falls ein Elektromotor im Antriebssystem Verwendung findet, der mit dem beschaufelten Rotor R in kinematischer Wechselverbindung steht, könnte dieser vorzugsweise, z.B. in geeigneten Betriebsphasen des Flugzeuges, in einer weiteren Ausführungsform auch als Generator betrieben werden.If an electric motor is used in the drive system which is in kinematic alternating connection with the bladed rotor R, this could preferably also be operated as a generator in a further embodiment, e.g. in suitable operating phases of the aircraft.

Mit diesen Aspekten in ihrer Wirkung zusammengefasst, legt die Erfindung somit den Grundstein für realistische Architekturen zukünftiger hybrid-elektrischer Antriebssysteme in Flugzeugen.With these aspects summarized in their effect, the invention thus lays the foundation for realistic architectures of future hybrid-electric propulsion systems in aircraft.

Am Boden könnte es zugleich vorteilhaft sein, nicht eines der erfindungsgemäßen Antriebssysteme zum Rollen auf dem Vorfeld zu benutzen, sondern dafür ein elektrisches Radantriebssystem zu benutzen, insbesondere auch an der Parkposition. Dadurch, dass die Triebwerke der Motorenanordnung E in möglichen Ausführungsformen der Erfindung durch Kupplungen vom Rotor R getrennt werden können, ist, falls Verbrennungskraftmaschinen mit verwendet werden, im Betrieb, das Starten und Warmlaufenlassen, beispielsweise der Gasturbinen, auch ohne Drehung des Rotors R möglich. Dazu könnten auch zusätzlich Fliehkraftkupplungen mit verwendet werden. Somit können Mitarbeiter der Bodenabfertigung durch den Betrieb der Rotoren nicht gefährdet werden.On the ground, it could also be advantageous not to use one of the drive systems according to the invention for taxiing on the apron, but to use an electric wheel drive system for this, in particular also at the parking position. In that the thrusters of the engine assembly E. In possible embodiments of the invention can be separated from the rotor R by clutches, if internal combustion engines are also used, starting and warming up during operation, for example the gas turbines, is also possible without rotating the rotor R. For this purpose, centrifugal clutches could also be used. This means that ground handling employees cannot be endangered by the operation of the rotors.

Der beschaufelte Rotor R kann in einer weiteren Ausführungsform mit zur Beschleunigung der Rumpfgrenzschicht benutzt werden, führt dieser also Energie zu, was den Widerstand des Rumpfes und des Flugzeuges somit zusätzlich herabsetzen kann. In einer weiteren Ausführungsform könnte die Rumpfgrenzschicht zumindest anteilig stromaufwärts wenigstens einem Rotor R zumindest zum Teil abgesaugt werden, um eine unvorteilhafte Interaktion mit dem Rotor R zu vermeiden.In a further embodiment, the bladed rotor R can also be used to accelerate the fuselage boundary layer, ie it supplies energy, which can thus additionally reduce the resistance of the fuselage and the aircraft. In a further embodiment, the fuselage boundary layer could at least partially be suctioned off at least partially upstream of at least one rotor R in order to avoid an unfavorable interaction with the rotor R.

Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann die Bugfahrwerksanordnung GAA unabhängig von der Hauptfahrwerksanordnung GAM ein- und wieder ausgefahren werden. So können beschaufelte Rotoren R erfindungsgemäß nach vorn über die Rumpfanordnung F hin zum Austausch, zur Wartung oder Instandhaltung abgezogen werden ohne in ihrem Umfang dafür zerlegt werden zu müssen.According to an advantageous development of the invention, the nose landing gear arrangement ATM regardless of the main landing gear arrangement GAM can be retracted and extended again. Thus, according to the invention, bladed rotors R can forward over the fuselage arrangement F. can be withdrawn for replacement, maintenance or servicing without having to be dismantled in their scope.

Es ist anzumerken, dass innerhalb dieses Dokumentes unter der Schubquerschnittsfläche oder der Querschnittsfläche des beschaufelten Rotors im Sinne einer Rotorkreisfläche bzw. einer Rotorkreisringfläche diejenige Fläche des beschaufelten Rotors verstanden wird, die beim rotatorischen Betrieb durch das Überstreichen der Schaufelblätter B in einer Ebene entsteht, die normal zur Rotationsachse RA des Rotors R steht.It should be noted that within this document, the thrust cross-sectional area or the cross-sectional area of the bladed rotor in the sense of a rotor circular area or a rotor circular ring area is understood to mean that area of the bladed rotor which, during rotary operation, is caused by sweeping over the blades B. arises in a plane normal to the axis of rotation RA of the rotor R is stopped.

Es ist darüber hinaus anzumerken, dass unter der Bezeichnung Turbopropturbine in diesem Dokument, bezogen auf die Funktion, die wellenleistungserzeugende Gasturbineneinheit ohne Propeller, gemeint ist. Diese kann in einer möglichen Ausführungsform intern auch schon ein Untersetzungsgetriebe aufweisen.It should also be noted that the term turbo-propeller in this document refers to the function of the gas turbine unit generating the shaft power without a propeller. In one possible embodiment, this can already have a reduction gear internally.

Die in dem Dokument gezeigten beispielhaften Anwendungen an Flugzeugkonfigurationen sind als beispielhaft zu verstehen und schließen die Anwendung der Erfindung auch an anderen Flugzeugkonfigurationen mit abweichenden Merkmalen. z.B. hinsichtlich der Leitwerks- oder Triebwerksanordnung, nicht aus.The exemplary applications on aircraft configurations shown in the document are to be understood as exemplary and include the application of the invention also on other aircraft configurations with differing features. e.g. with regard to the tail unit or engine arrangement.

RFD bezeichnet eine Richtung, die entgegengesetzt zur Flugrichtung des Flugzeuges gerichtet ist, also in etwa der Strömungsrichtung des Fluids entspricht. RFD denotes a direction that is opposite to the flight direction of the aircraft, i.e. corresponds approximately to the direction of flow of the fluid.

Die Patentanmeldung ersucht Schutz für ein nicht vertikal starten- und landendes Flächenflugzeug, vorzugsweise der Gattung eines Verkehrsflugzeuges.The patent application seeks protection for a fixed-wing aircraft that does not take off and land vertically, preferably of the type of a commercial aircraft.

Ergänzend ist darauf hinzuweisen, dass „umfassend“ keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und „eine“ oder „ein“ keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.In addition, it should be noted that “comprehensive” does not exclude any other elements or steps and “one” or “one” does not exclude a plurality. It should also be pointed out that features or steps that have been described with reference to one of the above exemplary embodiments can also be used in combination. Reference signs in the claims are not to be regarded as a restriction.

Abkürzungen BPR By Pass Ratio, Nebenstromverhältnis CRTF Counter Rotating Turbo Fan FPR Fan Pressure Ratio, Fandruckverhältnis HTS High Temperature Superconductor (hochtemperatursupraleitend) NLF Natural Laminar Flow UDF Unducted Fan UHB Ultra High Bybass Abbreviations BPR By pass ratio CRTF Counter rotating turbo fan FPR Fan Pressure Ratio HTS High Temperature Superconductor (high temperature superconductor) NLF Natural laminar flow UDF Unducted fan UHB Ultra high bybass

BezugszeichenlisteList of reference symbols

BB.
RotorblattRotor blade
BOBO
BodenebeneGround level
EE.
Motorenanordnung (durch wenigstens einen Motor gebildet)Motor arrangement (formed by at least one motor)
FF.
zumindest abschnittsweise zylindrische Rumpfanordnungat least partially cylindrical fuselage arrangement
FRFR
FlugrichtungFlight direction
FAFA
RumpflängsachseLongitudinal axis of the trunk
GG
Getriebetransmission
GAGA
FahrwerksanordnungLanding gear arrangement
GAAATM
BugfahrwerksanordnungNose gear assembly
GAMGAM
HauptfahrwerksanordnungMain landing gear arrangement
IDID
kleinster Innendurchmesser eines beschaufelten Rotorssmallest inner diameter of a bladed rotor
LGAMLGAM
Größte Längenerstreckung eines Hauptfahrwerksbeines mit Rädern WE der Hauptfahrwerksanordnung GAMLargest length of a main landing gear leg with wheels WE of the main landing gear arrangement GAM
MVMV
Minimales Vertikalniveau der Oberseite der Tragflächenanordnung W in Richtung der Hochachse des Flugzeuges VA von der Bodenebene BO aus gesehenMinimum vertical level of the upper side of the wing arrangement W in the direction of the vertical axis of the aircraft VA as seen from the ground plane BO
OO
VerkleidungDisguise
ODOD
größter Außendurchmesser eines beschaufelten Rotorslargest outside diameter of a bladed rotor
PP.
in der Funktion einer Druckkabine bedruckbarer Bereich innerhalb der Rumpfanordnung (Druckkabine), in anderer A.-Form: mit Überdruck bedruckte Druckkabinein the function of a pressurized cabin, printable area within the fuselage arrangement (pressurized cabin), in another A.-Form: pressurized cabin with overpressure
RARA
geometrische Rotationsachse eines beschaufelten Rotorsgeometric axis of rotation of a bladed rotor
RAERAE
vom Umlauf der Rotorschaufeln B überstrichene geometrische RotorflächeGeometric rotor surface swept over by the revolution of the rotor blades B.
RFDRFD
Richtung entgegengesetzt zur FlugrichtungDirection opposite to the direction of flight
RPRP
Rotorebene, die innerhalb der Längserstreckung eines Rotors R, entlang seiner Rotationsachse RA normal zu dieser Rotationsache RA, als Hilfsebene, mit einer Erstreckung größer der räumlichen Erstreckung des Flugzuges, zur Ermittlung des Auswirkungsbereiches des beschaufelten Rotors RRotor plane, which is within the longitudinal extent of a rotor R, along its axis of rotation RA normal to this axis of rotation RA, as an auxiliary plane, with an extent greater than the spatial extent of the flight, for determining the area of impact of the bladed rotor R.
SS.
LageranordnungBearing arrangement
TT
FernwelleLong-distance wave
UU
Unbedruckter Raumbereich des FlugzeugesUnprinted area of the aircraft
VV
Vertikale Bauhöhe der Kabine innerhalb der RumpfanordnungVertical height of the cabin within the fuselage arrangement
VAVA
Hochachse des FlugzeugesVertical axis of the aircraft
WW.
TragflächenanordnungWing arrangement
WEWE
Radwheel

FigurenlisteFigure list

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigt:

  • 1 eine stark vereinfachte beispielhafte Darstellung der Seitenansicht eines zukünftigen Verkehrsflugzeuges mit zwei drehbar gelagerten beschaufelten Rotoren R, wobei jeder Rotor R durch jeweils eine zugeordnete Wellenturbine der Motorenanordnung E über eine zugehörige Fernwelle T rotatorisch angetrieben werden kann und, wobei sich die Wellenturbinen innerhalb eines unbedruckten Bereiches U in der Nähe der Flügel-Rumpf-Anordnung, dort teilweise im Flugzeug innen liegend versenkt, angeordnet befinden, und wobei in dieser Darstellung die zweite Wellenturbine mit ihrer Fernwelle nicht direkt ersichtlich ist, da sie, bedingt durch die Darstellung, hinter dem ersten Antriebssystem in Spannweitenrichtung verdeckt angeordnet ist;
  • 2 eine stark vereinfachte beispielhafte Darstellung der Vorderansicht eines zukünftigen erfindungsgemäßen Verkehrsflugzeuges mit zwei drehbar gelagerten beschaufelten Rotoren R, wobei jeder Rotor R durch jeweils eine zugeordnete Wellenturbine der Motorenanordnung E über eine zugehörige Fernwelle T rotatorisch über Getriebe angetrieben werden kann und, wobei sich die Wellenturbinen innerhalb eines unbedruckten Bereiches U in der Nähe der Flügel-Rumpf-Anordnung, dort teilweise im Flugzeug innen liegend versenkt, angeordnet befinden;
  • 3 eine Übersicht bisher üblicher bedruckter Bereiche P und unbedruckter Bereiche U innerhalb der Rumpfanordnung F eines Transportflugzeuges;
  • 4 die beispielhafte sichere Anordnung von zwei beschaufelten Rotoren R entlang der Rumpf-anordnung F am Flugzeug entsprechend einer alternativen Ermittlungsmethode so, dass sich innerhalb der, mittels virtueller Torus-Körper symbolisierten Ausflugs-Kegeln mit gewünschten geeigneten Öffnungswinkeln, die von den beschaufelten Rotoren ausgehen, keine für den sicheren Flug notwendigen weiteren Komponenten des Flugzeuges befinden;
  • 5 eine stark vereinfachte beispielhafte drehbare Anordnung eines erfindungsgemäßen Rotors R mit einer Lageranordnung S, den Profilschnitt der Rumpfanordnung F ringförmig umgebend, wobei innerhalb des Querschnittes der Rumpfanordnung F ein gemäß einer Druckkabine P bedruckbarer Abschnitt vorgesehen ist, der von seiner vertikalen Bauhöhe V so hoch ausgeführt ist, dass ein durchschnittlicher Fluggast in ihr aufrecht stehen kann;
  • 6 Profilschnitt einer beispielhaften Ausführung einer Lager- und Führungseinheit mit einer Lageranordnung S zur rotatorischen Lagerung des Antriebsrotors R bei gleichzeitiger antriebswirksamer Abführung der Axialkräfte und kinematischer Ankuppelung des beschaufelten Rotors R über Getriebe an eine Fernwelle T,
  • 7 eine stark vereinfachte beispielhafte kinematische Ankoppelung eines erfindungsgemäßen beschaufelten Rotors R über Getriebe an mehrere Motoren der Motorenanordnung E, wobei der beschaufelte Rotor R eine Innenverzahnung aufweist, auf die ein weiteres Zahnrad, das mit einem Motor der Motorenanordnung E verbunden ist, kinematisch einwirkt, hier beispielhaft als hybrid-elektrische Ausführungsform des Antriebssystems, wobei ein Motor der Motorenanordnung E über eine Kupplung ein- und auskuppelbar ausgeführt ist; wobei ein Motor als Gasturbine und der weitere Motor als Elektromotor ausgeführt ist;
  • 8 zeigt eine stark vereinfachte beispielhaft skizzierte Darstellung der möglichen Anordnung eines beschaufelten Rotors, gezeigt in einer Ebene an einer Rumpflängenposition in Höhe der Tragflächenanordnung W stromabwärts der Hauptfahrwerksanordnung GAM senkrecht zur Rotationsachse eines beschaufelten Rotors, wobei der größte Außendurchmesser OD wenigstens eines beschaufelten Rotors gleich oder kleiner ausgeführt ist als die doppelte maximale Längserstreckung eines Fahrwerksbeines mitsamt Rädern WE der Hauptfahrwerksanordnung GAM;
  • 9 zeigt eine stark vereinfachte beispielhaft skizzierte Darstellung eines mit Rotorblättern B beschaufelten Rotors R, links in der Seitenansicht und rechts in der Vorderansicht, und verdeutlicht die Definition von Rotorebenen RP im Bereich der Längserstreckung des beschaufelten Rotors R entlang seiner Rotationsachse RA, wobei diese Rotorebenen RP zu der Rotationsachse RA normal stehen;
Further details and features of the invention emerge from the following description in conjunction with the drawing. It shows:
  • 1 a greatly simplified exemplary illustration of the side view of a future commercial aircraft with two rotatably mounted bladed rotors R, each rotor R being driven by an associated shaft turbine of the motor arrangement E. via an associated long-distance wave T Can be driven in rotation and, with the shaft turbines within an unprinted area U are located in the vicinity of the wing-fuselage arrangement, there partially sunk inside the aircraft, and the second shaft turbine with its long-range shaft is not directly visible in this illustration, because it is behind the first drive system in Span direction is concealed;
  • 2 a greatly simplified exemplary representation of the front view of a future commercial aircraft according to the invention with two rotatably mounted bladed rotors R, each rotor R being driven by an associated shaft turbine of the motor arrangement E. via an associated long-distance wave T Can be rotationally driven via gearbox and, with the shaft turbines within an unprinted area U are located in the vicinity of the wing-fuselage arrangement, partially sunk there in the aircraft lying on the inside;
  • 3 an overview of the previously common printed areas P. and unprinted areas U within the fuselage assembly F. a transport aircraft;
  • 4th the exemplary safe arrangement of two bladed rotors R along the fuselage arrangement F. on the aircraft according to an alternative determination method in such a way that within the Excursion cones symbolized by means of virtual torus bodies with the desired suitable opening angles, which start from the bladed rotors, no further components of the aircraft necessary for safe flight are located;
  • 5 a greatly simplified exemplary rotatable arrangement of a rotor R according to the invention with a bearing arrangement S. , the profile section of the fuselage arrangement F. surrounding ring-shaped, being within the cross-section of the fuselage assembly F. one according to a pressurized cabin P. printable section is provided which depends on its vertical height V is designed so high that an average passenger can stand upright in it;
  • 6th Profile section of an exemplary embodiment of a bearing and guide unit with a bearing arrangement S. for the rotary mounting of the drive rotor R with simultaneous drive-effective dissipation of the axial forces and kinematic coupling of the bladed rotor R via a gearbox to a remote shaft T ,
  • 7th a greatly simplified exemplary kinematic coupling of a bladed rotor R according to the invention via gears to several motors of the motor arrangement E. , wherein the bladed rotor R has an internal toothing on which a further gear, which is connected to a motor of the motor assembly E. is connected, acts kinematically, here by way of example as a hybrid-electric embodiment of the drive system, with a motor of the motor arrangement E. is designed to be engaged and disengaged via a clutch; one motor being designed as a gas turbine and the further motor being designed as an electric motor;
  • 8th shows a greatly simplified exemplary sketched representation of the possible arrangement of a bladed rotor, shown in a plane at a fuselage length position at the level of the wing arrangement W. downstream of the main landing gear assembly GAM perpendicular to the axis of rotation of a bladed rotor, with the largest outside diameter OD at least one bladed rotor is designed to be equal to or smaller than twice the maximum longitudinal extension of a chassis leg including the wheels WE the main landing gear arrangement GAM ;
  • 9 shows a greatly simplified exemplary sketched representation of a with rotor blades B. bladed rotor R, on the left in the side view and on the right in the front view, and clarifies the definition of rotor planes RP in the area of the longitudinal extent of the bladed rotor R along its axis of rotation RA , these rotor planes RP to the axis of rotation RA stand normally;

Ausführliche Beschreibung der FigurenDetailed description of the figures

1 Abbildung zeigt in stark vereinfachter Form eine beispielhafte Ausführung eines zukünftigen erfindungsgemäßen Verkehrsflugzeuges in der Seitenansicht. Gemäß eines wichtigen Aspektes der Erfindung sind hier zwei beschaufelte Rotoren R so eine zumindest abschnittsweise bedruckbare Rumpf-anordnung F, diese ringförmig umgebend drehbar gelagert, angeordnet, dass jeder Rotor R in einer seiner Rotorebenen RP, welche im Bereich seiner Längenerstreckung entlang seiner Rotorachse RA senkrecht zu dieser angeordnet sind, zumindest einen Teil einer Druckkabine P, der innerhalb der Rumpf-anordnung F liegt, umgibt. Dies hat erfindungsgemäß die Folge, dass sich im Falle eines Rotorbruchs im Betrieb Bruchstücke des Rotors R von der Rumpfanordnung F, aber insbesondere der Druckkabine P, durch die wirksamen Fliehkräfte entfernen. Erfindungsgemäß umgibt jeder Rotor R, in einer seiner Rotorebenen RP gesehen, hier denjenigen Querschnitt der Rumpfanordnung F, welcher in dieser Ebene zumindest abschnittsweise gemäß einer Druckkabine P bedruckbar ist. Die beschaufelten Rotoren R sind dabei drehbar zu der Rumpfanordnung F durch wenigstens eine Lageranordnung S (wie beispielhaft dargestellt in ) gelagert und ungefähr in Richtung der Rumpflängsachse FA durch wenigstens eine Lageranordnung S (wie beispielhaft dargestellt in ) fixiert angeordnet. In dieser beispielhaften Ausführung sind die Rotationsachsen RA, die bei diesen beiden Rotoren R hier zufällig zusammenfallen, im Sinne eines üblichen Antriebssturzes in einem kleinen Winkel in Bezug zur Rumpflängsachse FA geneigt ausgeführt. Die beiden Rotoren R sind erfinderisch so entlang der Rumpflängsachse FA an der Rumpfanordnung F angeordnet, dass in allen der Rotorebenen RP eines jeden der beiden Rotoren, die senkrecht zur Rotationsachse RA des beschaufelten Rotors R und innerhalb seiner Längserstreckung angeordnet sind, keine weiteren für den unmittelbar sicheren Flug des Flugzeuges notwendigen wichtigen sicherheitskritischen Komponenten angeordnet sind. So können auch diese im Bruchfalle eines beschaufelten Rotors R nicht sicherheitskritisch beschädigt werden. Ebenfalls sind hier nach einem besonderen Kennzeichen der Erfindung beide beschaufelten Rotoren R so ausgeführt, dass sie ungemantelt frei im Fluid rotiert. Dadurch erreichen diese in der Vortriebswandlung einen sehr hohen Wirkungsgrad. Die zwei beschaufelten Rotoren R sind in diesem Anwendungsbeispiel vorteilhaft so installiert, dass sie mit einem zueinander gegensinnigen Drehsinn rotieren. Sie formen zusammen ein Rotorsystem. Auf diese Weise wird der Rotorwirkungsgrad des Rotorsystems verbessert. Die beschaufelten Rotoren R sind an der Rumpfanordnung F diese nicht nur umgebend angeordnet, sondern in einer bestimmten Weise gegenüber einer 3-Punkt Fahrwerksanordnung GA, insgesamt mit mehreren drehbar gelagerten Rädern WE, und mit einem Bugfahrwerk GAA, wobei GA mit zur statisch bestimmten Abstützung des Flugzuges gegenüber der Bodenebene BO im bodenbündigen Betrieb dient, so positioniert, dass beide beschaufelten Rotoren R an der Rumpfanordnung entlang der Rumpflängsachse FA zwischen einem an der Rumpfanordnung strukturell angebundenen Bugfahrwerk GAA und einer Hauptfahrwerksanordnung GAM positioniert sind, wobei Letztere an die Tragflügelanordnung W strukturell angebunden ist und zwei Hauptfahrwerksbeine beinhaltet. Da die Rotation beim Start sowie die Derotation bei der Landung im Wesentlichen mit ihrem Drehpunkt um die Räder der Hauptfahrwerksanordnung GAM statt findet, besteht damit erfinderisch auch während dieser kritischen Phasen nicht die Gefahr, dass ein beschaufelter Rotor R auf der Bodenebene BO aufsetzt oder sich seine Bodenfreiheit während der Rotation oder Derotation des Flugzeuges unzulässig vermindert. Entsprechend dieser Ausführung ist die als Maß für die Vortriebserzeugung geltende von den Rotorschaufeln B eines beschaufelten Rotors R im Umlauf überstrichene geometrische Rotorfläche RAE gleich groß oder größer ausgeführt als die als Maß für den Rumpfwiderstand des Flugzuges geltende und vom beschaufelten Rotor R eingeschlossende Querschnittsfläche der Rumpfanordnung F, welche sich in einer der Rotorebenen RP dieses beschaufelten Rotors R senkrecht zur seiner geometrischen Rotationsachse RA ergibt. 1 The figure shows, in a greatly simplified form, an exemplary embodiment of a future commercial aircraft according to the invention in a side view. According to an important aspect of the invention, two bladed rotors R are a fuselage arrangement that can be printed at least in sections F. , this ring-shaped surrounding rotatably mounted, arranged that each rotor R in one of its rotor planes RP , which in the area of its length along its rotor axis RA are arranged perpendicular to this, at least part of a pressure cabin P. that is inside the fuselage arrangement F. lies, surrounds. According to the invention, this has the consequence that in the event of a rotor breakage during operation, fragments of the rotor R move away from the fuselage arrangement F. , but especially the pressurized cabin P. , remove by the effective centrifugal forces. According to the invention, each rotor surrounds R 1 in one of its rotor planes RP seen, here that cross section of the fuselage assembly F. , which in this plane at least in sections according to a pressure cabin P. is printable. The bladed rotors R are rotatable in relation to the fuselage arrangement F. by at least one bearing arrangement S. (as shown in ) stored and approximately in the direction of the longitudinal axis of the fuselage FA by at least one bearing arrangement S. (as shown in ) fixed arranged. In this exemplary embodiment, the axes of rotation are RA , which coincidentally coincide here with these two rotors R, in the sense of a usual drive camber at a small angle in relation to the longitudinal axis of the fuselage FA run inclined. The two rotors R are inventive along the longitudinal axis of the fuselage FA on the fuselage assembly F. arranged that in all of the rotor planes RP of each of the two rotors that are perpendicular to the axis of rotation RA of the bladed rotor R and are arranged within its longitudinal extent, no further important safety-critical components necessary for the immediately safe flight of the aircraft are arranged. Thus, in the event of a bladed rotor R breaking, these cannot be damaged in a safety-critical manner. Also here, according to a special characteristic of the invention, both bladed rotors R are designed in such a way that they rotate freely in the fluid without a jacket. As a result, they achieve a very high level of efficiency in the propulsion conversion. In this application example, the two bladed rotors R are advantageously installed in such a way that they rotate in opposite directions to one another. Together they form a rotor system. In this way the rotor efficiency of the rotor system is improved. The bladed rotors R are on the fuselage assembly F. these are not only arranged in a surrounding manner, but in a certain way compared to a 3-point chassis arrangement GA , overall with several rotatably mounted wheels WE , and with a nose landing gear ATM , in which GA with the statically determined support of the aircraft against the ground level BO serves in operation flush with the ground, positioned so that both bladed rotors R on the fuselage assembly along the longitudinal axis of the fuselage FA between a nose landing gear structurally attached to the fuselage assembly ATM and a main landing gear assembly GAM are positioned, the latter being attached to the wing assembly W. is structurally connected and includes two main landing gear legs. Since the rotation during take-off and the derotation during landing are essentially centered around the wheels of the main landing gear assembly GAM takes place, there is therefore, according to the invention, no risk of a bladed rotor R on the ground plane even during these critical phases BO touches down or its ground clearance is impermissibly reduced during the rotation or derotation of the aircraft. Corresponding to this design, the dimension for the generation of propulsion is that of the rotor blades B. of a bladed rotor R in rotation swept over the geometric rotor surface RAE designed to be the same size or larger than the cross-sectional area of the fuselage arrangement that is considered a measure of the fuselage resistance of the flight and is enclosed by the bladed rotor R. F. , which is in one of the rotor levels RP this bladed rotor R perpendicular to its geometric axis of rotation RA results.

Gemäß eines wichtigen Aspekts der Erfindung sind hier beide Rotoren R, in Bezug zur Tragflächenanordnung W in Flugrichtung FR vor dieser positioniert. Damit kann die aerodynamische Anströmung des Rotors R nicht durch die Tragflächenanordnung W gestört werden. Somit treten im Gegensatz zum Stand der Technik keine Verwirbelungen der auftriebserzeugenden Tragfläche W in einen der beschaufelten Rotoren R, welche erfahrungsgemäß den von den beschaufelten Rotoren R abgestrahlten Lärm stark erhöhen würden. Zudem erfahren die vor der Tragfläche angeordneten beschaufelten Rotoren R in ihrer Anströmung über ihre Rotorfläche eine weitgehend homogene Geschwindigkeitsverteilung. Durch die Anordnung der beschaufelten Rotoren R vor der Tragflächenanordnung W gelingt erfindungsgemäß ein weiterer lärmarmer Betrieb des Flugzeuges. Durch die Anordnung von zwei beschaufelten Rotoren R mit einem zueinander gegensinnigen Drehsinn vor der Tragflächenanordnung W gelingt die Anströmung der Tragflächenanordnung W im Gegensatz zum Stand der Technik hier zudem vorteilhaft weitestgehend drallfrei. Ein weiteres wichtiges Kennzeichen der Erfindung wird in dieser Ausführungsform ersichtlich, nämlich, dass die geometrische Rotationsachse RA mindestens eines beschaufelten Rotors R, in einer Ebene betrachtet, die unmittelbar stromaufwärts der Tragflächenanordnung W und senkrecht zur Rotationsachse RA dieses beschaufelten Rotors R liegt und, entlang der Richtung der Flugzeughochachse VA von der Bodenebene BO aus gesehen, oberhalb des sich in dieser Ebene ergebenen minimalen Vertikalniveaus der oberen Oberfläche der Tragflügelanordnung W, so angeordnet ist, dass in einer Rotorebene RP dieses einen beschaufelten Rotors R der überwiegende Flächenanteil, der im Umlauf von den Rotorschaufeln B des beschaufelten Rotors R überstrichenen geometrischen Rotorfläche RAE, von der Bodenebene BO aus betrachtet, oberhalb der Tragflächenanordnung W zum Liegen kommt so, dass die, auf die in entgegengesetzter Flugrichtung RFD nachgeordnete Tragflächenanordnung W bewirkte Staudruckerhöhung des Propellerstrahls mindestens dieses beschaufelten Rotors R überwiegenden oberhalb der Tragflächenanordnung W erfolgt.In accordance with an important aspect of the invention, here both rotors are R, with respect to the wing assembly W. in the direction of flight FR positioned in front of this. This means that the aerodynamic flow onto the rotor R cannot pass through the wing arrangement W. be disturbed. Thus, in contrast to the prior art, there is no turbulence in the lift-generating wing W. into one of the bladed rotors R, which experience has shown would greatly increase the noise emitted by the bladed rotors R. In addition, the bladed rotors R arranged in front of the airfoil experience a largely homogeneous speed distribution in their flow over their rotor surface. By arranging the bladed rotors R in front of the wing arrangement W. a further low-noise operation of the aircraft succeeds according to the invention. Due to the arrangement of two bladed rotors R with opposite directions of rotation in front of the wing arrangement W. the flow of air onto the wing arrangement succeeds W. In contrast to the state of the art, this is also advantageously largely free of twist. Another important characteristic of the invention can be seen in this embodiment, namely that the geometric axis of rotation RA at least one bladed rotor R, viewed in a plane immediately upstream of the airfoil assembly W. and perpendicular to the axis of rotation RA this bladed rotor R lies and, along the direction of the aircraft vertical axis VA from the ground level BO seen from above the resulting minimum vertical level in this plane of the upper surface of the wing assembly W. , is arranged so that in a rotor plane RP This one bladed rotor R is the predominant area that is in circulation by the rotor blades B. of the bladed rotor R swept geometric rotor surface RAE , from the ground level BO viewed from above the wing assembly W. comes to rest in such a way that those facing in the opposite direction of flight RFD downstream wing assembly W. caused the ram pressure increase of the propeller jet at least this bladed rotor R predominantly above the wing arrangement W. he follows.

Ein weiter ganz wesentlicher erfindungsgemäßer Vorteil ergibt sich darüber hinaus, wie hier gezeigt, dadurch, dass die Rotoren R in Flugrichtung FR der Tragflächenanordnung W vorgeschaltet sind und gleichfalls die Leitwerksanordnung LW der Tragflächenanordnung W in Strömungsrichtung nachgeordnet ist. Damit kann der Rotor R, begünstigt durch das einziehbare Fahrwerk der Fahrwerksanordnung GA, beispielweise zur Wartung, Instandsetzung oder zum Austausch nach vorne, auch in einem Stück, über den Rumpf abgezogen werden. Er muss dafür nicht mehr zerlegt werden. Entsprechend dieser Ausführungsform verfügt das Flugzeug über eine Leitwerksanordnung, diese bestehend aus einer Höhenleitwerksanordnung und einer Seitenleitwerksanordnung. Diese Leitwerksanordnung ist in Richtung der Rumpflängsachse FA, in Flugrichtung FR gesehen, vor und in Strömungsrichtung hinter der Tragflächenanordnung W so erfindungsgemäß installiert, dass sowohl die Höhenleitwerksanordnung als auch die Seitenleitwerksanordnung zumindest abschnittsweise im direkten Nachlauf des von mindestens einem beschaufelten Rotor R erzeugten Propellerstrahls angeordnet sind. Die Leitwerke werden dabei, zumindest anteilig, im Propellerstrahl eines Rotors liegend, mit einem erhöhten Staudruck beaufschlagt und fallen somit wirkungsvoller aus. In dieser gezeigten exemplarischen Ausführungsform besteht die Motoreneinrichtung E aus zwei Motoren, wobei jedem beschaufelten Rotor R zur Leistungsversorgung mindestens einer dieser zwei bestimmten Motoren der Motoreneinrichtung E zugeordnet ist. Genauer treibt hier ein Motor der Motorenanordnung E über eine Fernwelle T und über Getriebe G einen ersten beschaufelten Rotor R an. Ein zweiter Motor der Motorenanordnung E treibt ebenfalls über eine zugeordnete Fernwelle T und über Getriebe den zweiten beschaufelten Rotor R an. Die Fernwellen T sind an gegenüberliegenden Seiten der Rumpfanordnung F, zum Teil an dieser gelagert, angeordnet. Ein besonderes Kennzeichen dieser Ausführungsform ist es, dass das Getriebe G zum Teil am umlaufenden Rotorring integriert ist. Dieser Rotorring des beschaufelten Rotors weist hier eine Innenverzahnung auf, indem ein weiteres Zahnrad eingreift, welches in kinematischer Wirkverbindung mit der Fernwelle T steht, die von einem Motor der Motorenanordnung E angetrieben wird. Die kinematische Wirkverbindung kann dabei direkt, beispielsweise über eine Welle-Nabe Verbindung oder generell auch über weitere Zahnräder des Getriebes G, erfolgen. Der Rotorring bildet somit gleichzeitig das größere Zahnrad eines Untersetzungsgetriebes zwischen beschaufeltem Rotor R und Motoranordnung E. Die beiden Motoren der Motoranordnung E sind in einer der Rotorebene RP senkrecht zu seiner Rotationsachse RA eines beschaufelten Rotors R betrachtet, so angeordnet, dass mindestens ein Motor in einem Bereich zwischen dem Bugfahrwerksbein GAA und dem rechten Hauptfahrwerksbein der Hauptfahrwerksanordnung GAM und mindestens ein zweiter Motor in einem Bereich zwischen dem Bugfahrwerksbein GAA und dem linken der Hauptfahrwerksbeine der Hauptfahrwerksanordnung GAM angeordnet ist. Auf diese Weise können die Motoren der Motoranordnung E, auch in Spannweitenrichtung der Tragflächenanordung W gesehen, vorteilhaft schwerpunktsnah installiert werden. Zugleich sind die beiden Motoren der Motorenanordnung E in dieser Ausführungsform, in entgegengesetzter Flugrichtung RFD, also in etwa in Strömungsrichtung gesehen, entlang der Rumpflängsachse FA hinter wenigstens aus einem beschaufelten Rotor R gebildeten Rotorsystem angeordnet. Auf diese Weise können die Motoren der Motoranordnung E in Richtung der Rumpflängsachse FA vorteilhaft schwerpunktsnah installiert werden. Darüber hinaus sind die Motoren der Motoreneinrichtung E entlang der Hochachse VA des Flugzeuges, in vertikaler Richtung von der Bodenebene BO aus gesehen, unterhalb der Tragflächenanordnung W angeordnet. Auch auf diese Weise können die Motoren der Motoranordnung E in Richtung der Hochachse VA des Flugzeuges vorteilhaft schwerpunktsnah installiert werden. Die beiden Motoren der Motoreneinrichtung E sind in diesem Beispiel als eine primär Wellenleistung abgebende Gasturbine ausgeführt. Jeder der beiden beschaufelten Rotoren R wird hier über mindestens ein Getriebe G über einen zugeordneten Motor der Motorenanordnung E angetrieben, wobei diese antreibenden Motoren der Motorenanordnung E anteilig in der Rumpfanordnung F, aber außerhalb der Druckkabine P, angeordnet sind. Dabei sind sie so in einem Bereich des Flugzeuges außerhalb der Druckkabine P, aber zumindest zum Teil innerhalb eines desjenigen Raumes versenkt angeordnet, der nach außen zum Fluid durch die von der Außenhaut der Tragflächenanordnung W und die von der Außenhaut der Rumpfanordnung F gebildeten Außenkontur des Flugzeuges abgegrenzt wird, und so in diesem Raum eingebettet angeordnet, das ein Bauteil, dass in der Funktion einer Motorenhalterung strukturelle Kräfte von mindestens einem Motor der Motorenanordnung E in Richtung der Struktur des Flugzeuges abführt, im Wesentlichen nicht von außen ersichtlich ist und, dass diesem Bauteil in seiner Funktion der Motorenhalterung außerhalb der durch die von der Außenhaut der Tragflächenanordnung W und von der Außenhaut der Rumpfanordnung F gebildeten Außenkontur, im Wesentlichen keine eigene vom Fluid bespülte, widerstandswirksame Oberfläche zuordbar ist. In dieser Ausführungsform sind die Wellenleistungsturbinen in der Nähe des Flügel-Rumpf Bereiches, also im Bereich der Belly-Fairing, zum Teil versenkt in einem unbedruckten Bereich U angeordnet, der hier beispielsweise aus einer Erweiterung desjenigen unbedruckten Raumes hervorgeht, indem auch der Fahrwerksschacht angeordnet ist. Die Lufteinlässe sind geeignet weit aus dem unbedruckten Bereich U herausgeführt und gleichfalls werden die Triebwerksabgase aus diesem Raum heraus über Führungen abgeführt. Damit verursachen diese Motoren der Motorenanordnung E, jetzt zum großen Teil im Flugzeug innenliegend, deutlich weniger Luftwiderstand, was gleichfalls den Treibstoffverbrauch des Flugzeuges erneut senkt. Damit sind die zum Antrieb der beschaufelten Rotoren angebrachten Wellentriebwerke der Motorenanordnung E versenkt und bezüglich aller Koordinatenachsen sehr nahe am Schwerpunkt angebracht. Das bedeutet wiederum für das Flugzeug, auch mit den Rotoren R, die hier ebenfalls nah am Schwerpunkt angebracht sind, dass sich geringere Trägheitsmomente für das Flugzeug ergeben. Darüber hinaus ist die Leitwerksanordnung als konventionelles Kreuzleitwerk ausgeführt. Der Außenlärm der Propellerturbine wird durch die versenkte Anordnung im Flugzeug stark gesenkt. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung erzeugen hier die Wellenleistungsturbinen, die die beschaufelten Rotoren antreiben, zusätzlichen Schub im Sinne einer Vortriebskraft für das Flugzeug. Der Abgasstrahl (hier mit einem grauen gestrichelten Pfeil angedeutet) kann darüber hinaus in dieser examplarischen Ausführungsform an der Unterseite des Rumpfhecks so herausgeführt werden, dass er im Bereich der hinteren Rumpfeinschnürung die Grenzschicht so energetisch beleben kann, dass eine aerodynamische Ablösung vermindert wird, was den Widerstand des Rumpfes mit herabsetzen könnte. Gemäß eines erfinderischen Merkmals ist sind beide beschaufelten Rotoren R zwischen einer Bugfahrwerksanordnung GAA und einer Hauptfahrwerksanordnung GAM in Richtung der Rumpflängsachse FA an der Rumpfanordnung F so angeordnet, dass in einer jeden der Rotorebenen RP jedes dieser beschaufelten Rotors R betrachtet, der größte Außendurchmesser OD des beschaufelten Rotors R kleiner ist, als der, mit durch die Fahrwerksanordnung GA vorgegebene, doppelte minimale Abstand der Rotationsachse RA dieses beschaufelten Rotors R von der Bodenebene BO. Auf diese Weise kann der beschaufelte Rotor R bei sämtlichen üblichen Phasen des bodenbündigen Betriebs sicher rotieren, ohne mit der Bodenebene BO in Kontakt zu kommen. Entsprechend dieser Ausführungsform ist der größte Außendurchmesser OD der beschaufelten Rotoren so gewählt, dass der beschaufelte Rotor R zusätzlich einen Sicherheitsabstand um die 60 cm zur Bodenebene BO aufweist.Another very important advantage according to the invention results, as shown here, from the fact that the rotors R in the direction of flight FR the wing assembly W. are connected upstream and likewise the tail assembly LW of the wing assembly W. is downstream in the direction of flow. This allows the rotor R, aided by the retractable landing gear of the landing gear arrangement GA , for example, for maintenance, repair or replacement, can be pulled forward over the fuselage, even in one piece. It no longer has to be dismantled for this. According to this embodiment, the aircraft has a tail unit arrangement, this consisting of a horizontal tail unit arrangement and a vertical tail unit arrangement. This tail arrangement is in the direction of the longitudinal axis of the fuselage FA , in the direction of flight FR seen, in front of and in the direction of flow behind the wing assembly W. so installed according to the invention that both the horizontal stabilizer arrangement and the vertical stabilizer arrangement are arranged at least in sections in the direct wake of the propeller jet generated by at least one bladed rotor R. The tail units are at least partially located in the propeller jet of a rotor, subjected to an increased dynamic pressure and are therefore more effective. In this exemplary embodiment shown, there is the motor device E. of two motors, each bladed rotor R for supplying power to at least one of these two specific motors of the motor device E. assigned. More precisely, a motor drives the motor assembly here E. over a long distance wave T and about gears G a first bladed rotor R on. A second motor of the motor assembly E. also drives via an assigned long-distance shaft T and the second bladed rotor R via gear. The distant waves T are on opposite sides of the fuselage assembly F. , partly stored on this, arranged. A special feature of this embodiment is that the transmission G is partly integrated on the rotating rotor ring. This rotor ring of the bladed rotor here has an internal toothing, in which another Gear engages, which is in kinematic operative connection with the long-distance shaft T stands by a motor of the motor assembly E. is driven. The active kinematic connection can be done directly, for example via a shaft-hub connection or generally also via further gears of the transmission G , respectively. The rotor ring thus simultaneously forms the larger gear wheel of a reduction gear between the bladed rotor R and the motor arrangement E. . The two motors of the motor assembly E. are in one of the rotor plane RP perpendicular to its axis of rotation RA a bladed rotor R considered, arranged so that at least one motor in an area between the nose landing gear leg ATM and the right main landing gear leg of the main landing gear assembly GAM and at least one second motor in an area between the nose gear leg ATM and the left one of the main landing gear legs of the main landing gear assembly GAM is arranged. In this way, the motors of the motor assembly E. , also in the direction of the wingspan of the wing arrangement W. seen, be advantageously installed close to the center of gravity. At the same time, the two motors are the motor arrangement E. in this embodiment, in the opposite direction of flight RFD , thus seen approximately in the direction of flow, along the longitudinal axis of the fuselage FA arranged behind at least one bladed rotor R formed rotor system. In this way, the motors of the motor assembly E. in the direction of the longitudinal axis of the fuselage FA advantageously be installed close to the center of gravity. In addition, the motors are the motor device E. along the vertical axis VA of the aircraft, in the vertical direction from the ground plane BO seen from below the wing assembly W. arranged. In this way, too, the motors of the motor assembly E. in the direction of the vertical axis VA of the aircraft are advantageously installed close to the center of gravity. The two motors of the motor device E. are designed in this example as a gas turbine that primarily emits shaft power. Each of the two bladed rotors R is here via at least one gear G via an associated motor of the motor assembly E. driven, these driving motors of the motor assembly E. proportionally in the fuselage arrangement F. , but outside the pressurized cabin P. , are arranged. They are in an area of the aircraft outside the pressurized cabin P. , but arranged sunk at least in part within one of the space that is exposed to the outside to the fluid through the from the outer skin of the wing assembly W. and that of the outer skin of the fuselage assembly F. formed outer contour of the aircraft is delimited, and so arranged embedded in this space that a component that in the function of an engine mount structural forces of at least one engine of the engine assembly E. in the direction of the structure of the aircraft, is essentially not visible from the outside and that this component in its function of the engine mount outside of the by the outer skin of the wing assembly W. and from the skin of the fuselage assembly F. formed outer contour, essentially no separate, resistance-effective surface flushed by the fluid can be assigned. In this embodiment, the shaft power turbines in the vicinity of the wing / fuselage area, that is to say in the area of the belly fairing, are partially sunk in an unprinted area U arranged, which emerges here, for example, from an expansion of that unprinted space in which the landing gear shaft is also arranged. The air inlets are suitable far from the unprinted area U and the engine exhaust gases are also discharged from this space via guides. Thus, these motors cause the motor assembly E. , now mostly inside the aircraft, significantly less air resistance, which also reduces the aircraft's fuel consumption again. The shaft drives attached to drive the bladed rotors are thus part of the motor arrangement E. sunk and mounted very close to the center of gravity with regard to all coordinate axes. This in turn means for the aircraft, also with the rotors R, which are also attached here close to the center of gravity, that lower moments of inertia result for the aircraft. In addition, the tail unit arrangement is designed as a conventional cross tail unit. The external noise of the propeller turbine is greatly reduced by the recessed arrangement in the aircraft. According to one embodiment of the invention, the shaft power turbines that drive the bladed rotors generate additional thrust in the sense of a propulsive force for the aircraft. The exhaust gas jet (indicated here with a gray dashed arrow) can also be led out in this exemplary embodiment on the underside of the fuselage rear in such a way that it can energize the boundary layer in the area of the rear fuselage constriction so energetically that an aerodynamic separation is reduced, which is the Resistance of the trunk with could decrease. According to an inventive feature, both bladed rotors R are between a nose gear assembly ATM and a main landing gear assembly GAM in the direction of the longitudinal axis of the fuselage FA on the fuselage assembly F. arranged so that in each of the rotor planes RP considering each of these bladed rotors R, the largest outside diameter OD of the bladed rotor R is smaller than the one with the undercarriage arrangement GA specified, double the minimum distance of the axis of rotation RA this bladed rotor R from the ground plane BO . In this way, the bladed rotor R can safely rotate in all of the usual phases of operation flush with the ground, without being flush with the ground BO to get in touch. According to this embodiment, the largest outside diameter is OD of the bladed rotors selected so that the bladed rotor R also has a safety distance of around 60 cm from the ground level BO having.

2 Abbildung zeigt in stark vereinfachter Form eine beispielhafte Ausführung eines zukünftigen erfindungsgemäßen Verkehrsflugzeuges in der Frontansicht. Gemäß eines wichtigen Aspektes der Erfindung sind hier zwei beschaufelte Rotoren R so eine zumindest abschnittsweise bedruckbare Rumpf-anordnung F, diese ringförmig umgebend drehbar gelagert angeordnet, dass jeder Rotor R in einer seiner Rotorebenen RP, welche im Bereich seiner Längenerstreckung entlang seiner Rotorachse RA senkrecht zu dieser angeordnet sind, zumindest einen Teil einer Druckkabine P, der innerhalb der Rumpf-anordnung F liegt, umgibt. Dies hat erfindungsgemäß die Folge, dass sich im Falle eines Rotorbruchs im Betrieb Bruchstücke des Rotors R von der Rumpfanordnung F, aber insbesondere der Druckkabine P, durch die wirksamen Fliehkräfte entfernen. Erfindungsgemäß umgibt jeder Rotor R, in einer seiner Rotorebenen RP gesehen, hier denjenigen Querschnitt der Rumpfanordnung F, welcher in dieser Ebene zumindest abschnittsweise gemäß einer Druckkabine P bedruckbar ist. Die beschaufelten Rotoren R sind dabei drehbar zu der Rumpfanordnung F durch wenigstens eine Lageranordnung S (wie beispielhaft dargestellt in ) gelagert und ungefähr in Richtung der Rumpflängsachse FA durch wenigstens eine Lageranordnung S (wie beispielhaft dargestellt in ) fixiert angeordnet. In dieser beispielhaften Ausführung sind die Rotationsachsen RA, die bei diesen beiden Rotoren R hier zufällig zusammenfallen, im Sinne eines üblichen Antriebssturzes in einem kleinen Winkel in Bezug zur Rumpflängsachse FA geneigt, ausgeführt. Die beiden Rotoren R sind erfinderisch so entlang der Rumpflängsachse FA an der Rumpfanordnung F angeordnet, dass in allen der Rotorebenen RP eines jeden der beiden Rotoren, die senkrecht zur Rotationsachse RA des beschaufelten Rotors R und innerhalb seiner Längserstreckung angeordnet sind, keine weiteren für den unmittelbar sicheren Flug des Flugzeuges notwendigen wichtigen sicherheitskritischen Komponenten angeordnet sind. So können auch diese im Bruchfalle eines beschaufelten Rotors R nicht sicherheitskritisch beschädigt werden. Ebenfalls sind hier nach einem besonderen Kennzeichen der Erfindung beide beschaufelter Rotoren R so ausgeführt, dass sie ungemantelt frei im Fluid rotieren. Dadurch erreichen diese in der Vortriebswandlung einen sehr hohen Wirkungsgrad. Die zwei beschaufelten Rotoren R sind in diesem Anwendungsbeispiel vorteilhaft so installiert, dass sie mit einem zueinander gegensinnigen Drehsinn rotieren. Sie formen zusammen ein Rotorsystem. Auf diese Weise wird der Rotorwirkungsgrad des Rotorsystems verbessert. Die beschaufelten Rotoren R sind an der Rumpfanordnung F, diese nicht nur umgebend angeordnet, sondern in einer bestimmten Weise gegenüber einer 3-Punkt Fahrwerksanordnung GA, insgesamt mit mehreren drehbar gelagerten Rädern WE und mit einem Bugfahrwerk GAA, wobei GA mit zur statisch bestimmten Abstützung des Flugzuges gegenüber der Bodenebene BO im bodenbündigen Betrieb dient, so positioniert, dass beide beschaufelten Rotoren R an der Rumpfanordnung entlang der Rumpflängsachse FA zwischen einem an der Rumpfanordnung strukturell angebundenen Bugfahrwerk GAA und einer Hauptfahrwerksanordnung GAM positioniert sind, wobei Letztere an die Tragflügelanordnung W strukturell angebunden ist und zwei Hauptfahrwerksbeine beinhaltet. Da die Rotation beim Start sowie die Derotation bei der Landung im Wesentlichen mit ihrem Drehpunkt um die Räder der Hauptfahrwerksanordnung GAM stattfindet, besteht damit erfinderisch auch während dieser kritischen Phasen nicht die Gefahr, dass ein beschaufelter Rotor R auf der Bodenebene BO aufsetzt oder sich seine Bodenfreiheit während der Rotation oder Derotation des Flugzeuges unzulässig vermindert. Entsprechend dieser Ausführung ist die als Maß für die Vortriebserzeugung geltende von den Rotorschaufeln B eines beschaufelten Rotors R im Umlauf überstrichene geometrische Rotorfläche RAE gleich groß oder größer ausgeführt als die als Maß für den Rumpfwiderstand des Flugzuges geltende und vom beschaufelten Rotor R eingeschlossene Querschnittsfläche der Rumpfanordnung F, welche sich in einer der Rotorebenen RP dieses beschaufelten Rotors R senkrecht zur seiner geometrischen Rotationsachse RA ergibt. 2 The figure shows, in a greatly simplified form, an exemplary embodiment of a future commercial aircraft according to the invention in a front view. According to an important aspect of the invention, two bladed rotors R are a fuselage arrangement that can be printed at least in sections F. , this annularly surrounding rotatably arranged that each rotor R in one of its rotor planes RP , which in the area of its length along its rotor axis RA are arranged perpendicular to this, at least part of a pressure cabin P. that is inside the fuselage arrangement F. lies, surrounds. According to the invention, this has the consequence that in the event of a rotor breakage during operation, fragments of the rotor R move away from the fuselage arrangement F. , but especially the pressurized cabin P. , remove by the effective centrifugal forces. According to the invention, each rotor surrounds R 1 in one of its rotor planes RP seen, here that cross section of the fuselage assembly F. , which in this plane at least in sections according to a pressure cabin P. is printable. The bladed rotors R are rotatable in relation to the fuselage arrangement F. by at least one bearing arrangement S. (as shown in ) stored and approximately in the direction of the longitudinal axis of the fuselage FA by at least one bearing arrangement S. (as shown in ) fixed arranged. In this exemplary embodiment, the axes of rotation are RA , which coincidentally coincide here with these two rotors R, in the sense of a usual drive camber at a small angle in relation to the longitudinal axis of the fuselage FA inclined to run. The two rotors R are inventive along the longitudinal axis of the fuselage FA on the fuselage assembly F. arranged that in all of the rotor planes RP of each of the two rotors that are perpendicular to the axis of rotation RA of the bladed rotor R and are arranged within its longitudinal extent, no further important safety-critical components necessary for the immediately safe flight of the aircraft are arranged. Thus, in the event of a bladed rotor R breaking, these cannot be damaged in a safety-critical manner. Also here, according to a special characteristic of the invention, both bladed rotors R are designed in such a way that they rotate freely in the fluid without a jacket. As a result, they achieve a very high level of efficiency in the propulsion conversion. In this application example, the two bladed rotors R are advantageously installed in such a way that they rotate in opposite directions to one another. Together they form a rotor system. In this way the rotor efficiency of the rotor system is improved. The bladed rotors R are on the fuselage assembly F. , these not only arranged in a surrounding way, but in a certain way compared to a 3-point chassis arrangement GA , with a total of several rotatable wheels WE and with a nose landing gear ATM , in which GA with the statically determined support of the aircraft against the ground level BO serves in operation flush with the ground, positioned so that both bladed rotors R on the fuselage assembly along the longitudinal axis of the fuselage FA between a nose landing gear structurally attached to the fuselage assembly ATM and a main landing gear assembly GAM are positioned, the latter being attached to the wing assembly W. is structurally connected and includes two main landing gear legs. Since the rotation during take-off and the derotation during landing are essentially centered around the wheels of the main landing gear assembly GAM takes place, there is therefore no risk according to the invention during these critical phases that a bladed rotor R on the ground level BO touches down or its ground clearance is impermissibly reduced during the rotation or derotation of the aircraft. Corresponding to this design, the dimension for the generation of propulsion is that of the rotor blades B. of a bladed rotor R in rotation swept over the geometric rotor surface RAE designed to be the same size or larger than the cross-sectional area of the fuselage arrangement that is considered a measure of the fuselage resistance of the flight and is enclosed by the bladed rotor R. F. , which is in one of the rotor levels RP this bladed rotor R perpendicular to its geometric axis of rotation RA results.

Gemäß eines wichtigen Aspekts der Erfindung, sind hier beide Rotoren R, in Bezug zur Tragflächenanordnung W in Flugrichtung FR vor dieser positioniert. Damit kann die aerodynamische Anströmung des Rotors R nicht durch die Tragflächenanordnung W gestört werden. Somit treten im Gegensatz zum Stand der Technik keine Verwirbelungen der auftriebserzeugenden Tragfläche W in einen der beschaufelten Rotor R, welche erfahrungsgemäß den von den beschaufelten Rotoren R abgestrahlten Lärm stark erhöhen würden. Zudem erfahren die vor der Tragfläche angeordneten beschaufelten Rotoren R in ihrer Anströmung über ihre Rotorfläche eine weitgehend homogene Geschwindigkeitsverteilung. Durch die Anordnung der beschaufelten Rotoren R vor der Tragflächenanordnung W gelingt erfindungsgemäß ein weiterer lärmarmer Betrieb des Flugzeuges. Durch die Anordnung von zwei beschaufelten Rotoren R mit einem zueinander gegensinnigen Drehsinn vor der Tragflächenanordnung W gelingt die Anströmung der Tragflächenanordnung W im Gegensatz zum Stand der Technik hier zudem vorteilhaft weitestgehend drallfrei. Ein weiteres wichtiges Kennzeichen der Erfindung wird in dieser Ausführungsform ersichtlich, nämlich, dass die geometrische Rotationsachse RA mindestens eines beschaufelten Rotors R, in einer Ebene betrachtet, die unmittelbar stromaufwärts der Tragflächenanordnung W und senkrecht zur Rotationsachse RA dieses beschaufelten Rotors R liegt, und entlang der Richtung der Flugzeughochachse VA von der Bodenebene BO aus gesehen, oberhalb des sich in dieser Ebene ergebenden minimalen Vertikalniveaus der oberen Oberfläche der Tragflügelanordnung W, so angeordnet ist, dass in einer Rotorebene RP dieses einen beschaufelten Rotors R der überwiegende Flächenanteil, der im Umlauf von den Rotorschaufeln B des beschaufelten Rotors R überstrichenen geometrischen Rotorfläche RAE, von der Bodenebene BO aus betrachtet oberhalb der Tragflächenanordnung W zum Liegen kommt so, dass die, auf die in entgegengesetzter Flugrichtung RFD nachgeordnete Tragflächenanordnung W bewirkte Staudruckerhöhung des Propellerstrahls mindestens dieses beschaufelten Rotors R überwiegend oberhalb der Tragflächenanordnung W erfolgt.In accordance with an important aspect of the invention, here both rotors are R, with respect to the wing assembly W. in the direction of flight FR positioned in front of this. This means that the aerodynamic flow onto the rotor R cannot pass through the wing arrangement W. be disturbed. Thus, in contrast to the prior art, there is no turbulence in the lift-generating wing W. into one of the bladed rotors R, which experience has shown would greatly increase the noise emitted by the bladed rotors R. In addition, the bladed rotors R arranged in front of the airfoil experience a largely homogeneous speed distribution in their flow over their rotor surface. By arranging the bladed rotors R in front of the wing arrangement W. a further low-noise operation of the aircraft succeeds according to the invention. Due to the arrangement of two bladed rotors R with opposite directions of rotation in front of the wing arrangement W. the flow of air onto the wing arrangement succeeds W. In contrast to the state of the art, this is also advantageously largely free of twist. Another important characteristic of the invention can be seen in this embodiment, namely that the geometric axis of rotation RA at least one bladed rotor R, viewed in a plane immediately upstream of the airfoil assembly W. and perpendicular to the axis of rotation RA this bladed rotor R lies, and along the direction of the aircraft vertical axis VA from the ground level BO seen from above the resulting minimum vertical level in this plane of the upper surface of the wing assembly W. , is arranged so that in a rotor plane RP This one bladed rotor R is the predominant area that is in circulation from the rotor blades B. of the bladed rotor R swept geometric rotor surface RAE , from the ground level BO viewed from above the wing assembly W. comes to rest in such a way that those facing in the opposite direction of flight RFD downstream wing assembly W. caused ram pressure increase of the propeller jet at least this bladed rotor R predominantly above the wing arrangement W. he follows.

Ein weiter ganz wesentlicher erfindungsgemäßer Vorteil ergibt sich darüber hinaus, wie hier gezeigt, dadurch, dass die Rotoren R in Flugrichtung FR der Tragflächenanordnung W vorgeschaltet sind und gleichfalls die Leitwerksanordnung LW der Tragflächenanordnung W in Strömungsrichtung nachgeordnet ist. Damit kann der Rotor R, begünstigt durch das einziehbare Fahrwerk der Fahrwerksanordnung GA, beispielweise zur Wartung, Instandsetzung oder zum Austausch nach vorne, auch in einem Stück, über den Rumpf abgezogen werden. Er muss dafür nicht mehr zerlegt werden. Entsprechend dieser Ausführungsform verfügt das Flugzeug über eine Leitwerksanordnung, diese bestehend aus einer Höhenleitwerksanordnung und einer Seitenleitwerksanordnung. Diese Leitwerksanordnung ist in Richtung der Rumpflängsachse FA, in Flugrichtung FR gesehen, vor und in Strömungsrichtung hinter der Tragflächenanordnung W so erfindungsgemäß installiert, dass sowohl die Höhenleitwerksanordnung als auch die Seitenleitwerksanordnung, zumindest abschnittsweise, im direkten Nachlauf des von mindestens einem beschaufelten Rotor R erzeugten Propellerstrahls angeordnet sind. Die Leitwerke werden dabei, zumindest anteilig im Propellerstrahl eines Rotors liegend, mit einem erhöhten Staudruck beaufschlagt und fallen somit wirkungsvoller aus. In dieser gezeigten exemplarischen Ausführungsform besteht die Motoreneinrichtung E aus zwei Motoren, wobei jedem beschaufelten Rotor R zur Leistungsversorgung mindestens einer dieser zwei bestimmten Motoren der Motoreneinrichtung E zugeordnet ist. Genauer treibt hier ein Motor der Motorenanordnung E über eine Fernwelle T und über Getriebe G einen ersten beschaufelten Rotor R an. Ein zweiter Motor der Motorenanordnung E treibt ebenfalls über eine zugeordnete Fernwelle T und über Getriebe den zweiten beschaufelten Rotor R an. Die Fernwellen T sind an gegenüberliegenden Seiten der Rumpfanordnung F, zum Teil an dieser gelagert, angeordnet. Ein besonderes Kennzeichen dieser Ausführungsform ist es, dass das Getriebe G zum Teil am umlaufenden Rotorring integriert ist. Dieser Rotorring des beschaufelten Rotors weist hier eine Innenverzahnung auf, indem ein weiteres Zahnrad eingreift, welches in kinematischer Wirkverbindung mit der Fernwelle T steht, die von einem Motor der Motorenanordnung E angetrieben wird. Die kinematische Wirkverbindung kann dabei direkt, beispielsweise über eine Welle-Nabe Verbindung oder generell auch über weitere Zahnräder des Getriebes G, erfolgen. Der Rotorring bildet somit gleichzeitig das größere Zahnrad eines Untersetzungsgetriebes zwischen beschaufeltem Rotor R und Motoranordnung E. Die beiden Motoren der Motoranordnung E sind in einer der Rotorebene RP senkrecht zu seiner Rotationsachse RA eines beschaufelten Rotors R betrachtet, so angeordnet, dass mindestens ein Motor in einem Bereich zwischen dem Bugfahrwerksbein GAA und dem rechten Hauptfahrwerksbein der Hauptfahrwerksanordnung GAM und mindestens ein zweiter Motor in einem Bereich zwischen dem Bugfahrwerksbein GAA und dem linken der Hauptfahrwerksbeine der Hauptfahrwerksanordnung GAM angeordnet ist. Auf diese Weise können die Motoren der Motoranordnung E auch, in Spannweitenrichtung der Tragflächenanordung W gesehen, vorteilhaft schwerpunktsnah installiert werden. Zugleich sind die beiden Motoren der Motorenanordnung E in dieser Ausführungsform, in entgegengesetzter Flugrichtung RFD, also in etwa in Strömungsrichtung gesehen, entlang der Rumpflängsachse FA hinter wenigstens aus einem beschaufelten Rotor R gebildeten Rotorsystem angeordnet. Auf diese Weise können die Motoren der Motoranordnung E in Richtung der Rumpflängsachse FA vorteilhaft schwerpunktsnah installiert werden. Darüber hinaus sind die Motoren der Motoreneinrichtung E entlang der Hochachse VA des Flugzeuges, in vertikaler Richtung von der Bodenebene BO aus gesehen, unterhalb der Tragflächenanordnung W angeordnet. Auch auf diese Weise können die Motoren der Motoranordnung E in Richtung der Hochachse VA des Flugzeuges vorteilhaft schwerpunktsnah installiert werden. Die beiden Motoren der Motoreneinrichtung E sind in diesem Beispiel als eine primär Wellenleistung abgebende Gasturbine ausgeführt. Jeder der beiden beschaufelten Rotoren R wird hier über mindestens ein Getriebe G über einen zugeordneten Motor der Motorenanordnung E angetrieben, wobei diese antreibenden Motoren der Motorenanordnung E anteilig in der Rumpfanordnung F, aber außerhalb der Druckkabine P, angeordnet sind. Dabei sind sie so in einem Bereich des Flugzeuges außerhalb der Druckkabine P, aber zumindest zum Teil innerhalb eines desjenigen Raums versenkt angeordnet, der nach außen zum Fluid durch die von der Außenhaut der Tragflächenanordnung W und die von der Außenhaut der Rumpfanordnung F gebildeten Außenkontur des Flugzeuges abgegrenzt wird und so in diesem Raum eingebettet angeordnet, das ein Bauteil, dass in der Funktion einer Motorenhalterung strukturelle Kräfte von mindestens einem Motor der Motorenanordnung E in Richtung der Struktur des Flugzeuges abführt, im Wesentlichen nicht von außen ersichtlich ist und, dass diesem Bauteil in seiner Funktion der Motorenhalterung außerhalb der, durch die von der Außenhaut der Tragflächenanordnung W und von der Außenhaut der Rumpfanordnung F gebildeten Außenkontur im Wesentlichen keine eigene vom Fluid bespülte, widerstandswirksame Oberfläche zuordbar ist. In dieser Ausführungsform sind die Wellenleistungsturbinen in der Nähe des Flügel-Rumpf Bereiches, also im Bereich der Belly-Fairing, zum Teil versenkt in einem unbedruckten Bereich U angeordnet, der hier beispielsweise aus einer Erweiterung desjenigen unbedruckten Raumes hervorgeht, in dem auch der Fahrwerksschacht angeordnet ist. Die Lufteinlässe sind geeignet weit aus dem unbedruckten Bereich U herausgeführt und gleichfalls werden die Triebwerksabgase aus diesem Raum heraus über Führungen abgeführt. Damit verursachen diese Motoren der Motorenanordnung E, jetzt zum großen Teil im Flugzeug innenliegend, deutlich weniger Luftwiderstand, was gleichfalls den Treibstoffverbrauch des Flugzeuges erneut senkt. Damit sind die zum Antrieb der beschaufelten Rotoren angebrachten Wellentriebwerke der Motorenanordnung E, versenkt und bezüglich aller Koordinatenachsen sehr nahe am Schwerpunkt angebracht. Das bedeutet wiederum für das Flugzeug, auch mit den Rotoren R, die hier ebenfalls nah am Schwerpunkt angebracht sind, dass sich geringere Trägheitsmomente für das Flugzeug ergeben. Darüber hinaus ist die Leitwerksanordnung als konventionelles Kreuzleitwerk ausgeführt. Der Außenlärm der Propellerturbine wird durch die versenkte Anordnung im Flugzeug stark gesenkt. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung erzeugen hier die Wellenleistungsturbinen, die die beschaufelten Rotoren antreiben, zusätzlichen Schub im Sinne einer Vortriebskraft für das Flugzeug. Der Abgasstrahl (hier mit einem grauen gestrichelten Pfeil angedeutet) kann darüber hinaus in dieser exemplarischen Ausführungsform an der Unterseite des Rumpfhecks so herausgeführt werden, dass er im Bereich der hinteren Rumpfeinschnürung die Grenzschicht so energetisch beleben kann, dass eine aerodynamische Ablösung vermindert wird, was den Widerstand des Rumpfes mit herabsetzen könnte. Gemäß eines erfinderischen Merkmals sind beide beschaufelten Rotoren R zwischen einer Bugfahrwerksanordnung GAA und einer Hauptfahrwerksanordnung GAM in Richtung der Rumpflängsachse FA an der Rumpfanordnung F so angeordnet ist, dass in einer jeden der Rotorebenen RP, jedes dieser beschaufelten Rotoren R betrachtet, der größte Außendurchmesser OD des beschaufelten Rotors R kleiner ist als der, mit durch die Fahrwerksanordnung GA vorgegebene, doppelte minimale Abstand der Rotationsachse RA dieses beschaufelten Rotors R von der Bodenebene BO. Auf diese Weise kann der beschaufelte Rotor R bei sämtlichen üblichen Phasen des bodenbündigen Betriebs sicher rotieren, ohne mit der Bodenebene BO in Kontakt zu kommen. Entsprechend dieser Ausführungsform ist der größte Außendurchmesser OD der beschaufelten Rotoren so gewählt, dass der beschaufelte Rotor R zusätzlich einen Sicherheitsabstand um die 60 cm zur Bodenebene BO aufweist.Another very important advantage according to the invention results, as shown here, from the fact that the rotors R in the direction of flight FR the wing assembly W. are connected upstream and likewise the tail assembly LW of the wing assembly W. is downstream in the direction of flow. This allows the rotor R, aided by the retractable landing gear of the landing gear arrangement GA , for example, for maintenance, repair or replacement, can be pulled forward over the fuselage, even in one piece. It no longer has to be dismantled for this. According to this embodiment, the aircraft has a tail unit arrangement, this consisting of a horizontal tail unit arrangement and a vertical tail unit arrangement. This tail arrangement is in the direction of the longitudinal axis of the fuselage FA , in the direction of flight FR seen, in front of and in the direction of flow behind the wing assembly W. so installed according to the invention that both the horizontal stabilizer arrangement and the vertical stabilizer arrangement are arranged, at least in sections, in the direct wake of the propeller jet generated by at least one bladed rotor R. The tail units, at least partially located in the propeller jet of a rotor, are subjected to an increased dynamic pressure and are therefore more effective. In this exemplary embodiment shown, there is the motor device E. of two motors, each bladed rotor R for supplying power to at least one of these two specific motors of the motor device E. assigned. More precisely, a motor drives the motor assembly here E. over a long distance wave T and about gears G a first bladed rotor R on. A second motor of the motor assembly E. also drives via an assigned long-distance shaft T and the second bladed rotor R via gear. The distant waves T are on opposite sides of the fuselage assembly F. , partly stored on this, arranged. A special feature of this embodiment is that the transmission G is partly integrated on the rotating rotor ring. This rotor ring of the bladed rotor here has an internal toothing in that a further gear wheel engages, which is in kinematic operative connection with the remote shaft T stands by a motor of the motor assembly E. is driven. The active kinematic connection can be done directly, for example via a shaft-hub connection or generally also via further gears of the transmission G , respectively. The rotor ring thus simultaneously forms the larger gear wheel of a reduction gear between the bladed rotor R and the motor arrangement E. . The two motors of the motor assembly E. are in one of the rotor plane RP perpendicular to its axis of rotation RA a bladed rotor R considered, arranged so that at least one motor in an area between the nose landing gear leg ATM and the right main landing gear leg of the main landing gear assembly GAM and at least one second motor in an area between the nose gear leg ATM and the left one of the main landing gear legs of the main landing gear assembly GAM is arranged. In this way, the motors of the motor assembly E. also, in the spanwise direction of the wing arrangement W. seen, be advantageously installed close to the center of gravity. At the same time, the two motors are the motor arrangement E. in this embodiment, in the opposite direction of flight RFD , thus seen approximately in the direction of flow, along the longitudinal axis of the fuselage FA arranged behind at least one bladed rotor R formed rotor system. In this way, the motors of the motor assembly E. in the direction of the longitudinal axis of the fuselage FA advantageously be installed close to the center of gravity. In addition, the motors are the motor device E. along the vertical axis VA of the aircraft, in the vertical direction from the ground plane BO seen from below the wing assembly W. arranged. In this way, too, the motors of the motor assembly E. in the direction of the vertical axis VA of the aircraft are advantageously installed close to the center of gravity. The two motors of the motor device E. are designed in this example as a gas turbine that primarily emits shaft power. Each of the two bladed rotors R is here via at least one gear G via an associated motor of the motor assembly E. driven, these driving motors of the motor assembly E. proportionally in the fuselage arrangement F. , but outside the pressurized cabin P. , are arranged. They are in an area of the aircraft outside the pressurized cabin P. , but at least partially sunk within one of the space that leads to the outside to the fluid through the from the outer skin of the wing assembly W. and that of the outer skin of the fuselage assembly F. formed outer contour of the aircraft is delimited and so arranged embedded in this space that a component that in the function of an engine mount structural forces of at least one engine of the engine assembly E. in the direction of the structure of the aircraft, is essentially not visible from the outside and that this component in its function of the engine mount outside the, through the from the outer skin of the wing assembly W. and from the skin of the fuselage assembly F. formed outer contour essentially no separate, resistance-effective surface flushed by the fluid can be assigned. In this embodiment, the shaft power turbines in the vicinity of the wing / fuselage area, that is to say in the area of the belly fairing, are partially sunk in an unprinted area U arranged, which emerges here, for example, from an extension of the unprinted space in which the landing gear shaft is also arranged. The air inlets are suitable far from the unprinted area U and the engine exhaust gases are also discharged from this space via guides. Thus, these motors cause the motor assembly E. , now mostly inside the aircraft, significantly less air resistance, which also reduces the aircraft's fuel consumption again. The shaft drives attached to drive the bladed rotors are thus part of the motor arrangement E. , sunk and mounted very close to the center of gravity with regard to all coordinate axes. This in turn means for the aircraft, also with the rotors R, which are also attached here close to the center of gravity, that lower moments of inertia result for the aircraft. In addition, the tail unit arrangement is designed as a conventional cross tail unit. The external noise of the propeller turbine is greatly reduced by the recessed arrangement in the aircraft. According to one embodiment of the invention, the shaft power turbines that drive the bladed rotors generate additional thrust in the sense of a propulsive force for the aircraft. The exhaust gas jet (indicated here with a gray dashed arrow) can also be led out in this exemplary embodiment on the underside of the fuselage tail in such a way that it can energetically revive the boundary layer in the area of the rear fuselage constriction so that aerodynamic detachment is reduced, which is the Resistance of the trunk with could decrease. According to an inventive feature, both bladed rotors R are between a nose gear assembly ATM and a main landing gear assembly GAM in the direction of the longitudinal axis of the fuselage FA on the fuselage assembly F. is arranged so that in each of the rotor planes RP , considering each of these bladed rotors R, the largest outside diameter OD of the bladed rotor R is smaller than the one with the undercarriage arrangement GA specified, double the minimum distance of the axis of rotation RA this bladed rotor R from the ground plane BO . In this way, the bladed rotor R can safely rotate in all of the usual phases of operation flush with the ground, without being flush with the ground BO to get in touch. According to this embodiment, the largest outside diameter is OD of the bladed rotors selected so that the bladed rotor R also has a safety distance of around 60 cm from the ground level BO having.

3 eine Übersicht bisher üblicher bedruckter Bereiche P und unbedruckter Bereiche U innerhalb der Rumpfanordnung F eines Transportflugzeuges; wobei die in der Rumpfanordnung F liegenden Anteile, die weiß dargestellt sind, als Druckkabine P bedruckt werden können, wobei gemäß der Erfindung auch weitere unbedruckte Bereiche geschaffen oder bereits existierende vergrößert werden können. 3 an overview of the previously common printed areas P. and unprinted areas U within the fuselage assembly F. a transport aircraft; being those in the fuselage assembly F. lying parts, which are shown in white, as a pressure cabin P. can be printed, whereby, according to the invention, further unprinted areas can be created or existing ones can be enlarged.

4 wie in der Kurzbeschreibung oben 4th as in the brief description above

5 eine stark vereinfachte, beispielhafte drehbare Anordnung eines erfindungsgemäßen Rotors R mit einer Lageranordnung S, den Profilschnitt der Rumpfanordnung F ringförmig umgebend, wobei innerhalb des Querschnittes der Rumpfanordnung F ein gemäß einer Druckkabine P bedruckbarer Abschnitt vorgesehen ist, der von seiner vertikalen Bauhöhe V so hoch ausgeführt ist, dass ein durchschnittlicher Fluggast in ihr aufrecht stehen kann; wobei nur der obere Teil des Rumpfquerschnittes hier entsprechend einer Druckkabine bedruckt ist, während der untere vom oberen Teil durch eine Art Fussbodenanordnung abgegrenzt ist. Der beschaufelte Rotor weist einen kleinsten Innendurchmesser ID und einen größten Außendurchmesser OD auf. 5 a greatly simplified, exemplary rotatable arrangement of a rotor R according to the invention with a bearing arrangement S. , the profile section of the fuselage arrangement F. surrounding ring-shaped, being within the cross-section of the fuselage assembly F. one according to a pressurized cabin P. printable section is provided which depends on its vertical height V is designed so high that an average passenger can stand upright in it; whereby only the upper part of the fuselage cross-section is printed here according to a pressure cabin, while the lower part is separated from the upper part by a kind of floor arrangement. The bladed rotor has a smallest inner diameter ID and a largest outside diameter OD on.

6 Profilschnitt einer beispielhaften und stark vereinfachten Ausführung einer Lager- und Führungseinheit mit einer Lageranordnung S zur rotatorischen Lagerung des Antriebsrotors R bei gleichzeitiger antriebswirksamer Abführung der Axialkräfte und kinematischer Ankuppelung des beschaufelten Rotors R über Getriebe an eine Fernwelle T, wobei die Wellenleistung über die Fernwelle T über Kegelzahnräder in einen innenverzahnten Ring gemäß eines Getriebes G eingreift, wobei der innenverzahnte Ring Teil des die Rumpfanordnung F umlaufenden beschaufelten Rotors R ist; 6th Profile section of an exemplary and greatly simplified embodiment of a bearing and guide unit with a bearing arrangement S. for the rotary mounting of the drive rotor R with simultaneous drive-effective dissipation of the axial forces and kinematic coupling of the bladed rotor R via a gearbox to a remote shaft T , with the wave power over the long-distance wave T Via bevel gears in an internally toothed ring according to a gear G engages with the internally toothed ring being part of the fuselage assembly F. orbiting bladed rotor R is;

7 eine stark vereinfachte beispielhafte kinematische Ankoppelung eines erfindungsgemäßen beschaufelten Rotors R über Getriebe an mehrere Motoren der Motorenanordnung E, wobei der beschaufeite Rotor R eine Innverzahnung aufweist, auf die ein weiteres Zahnrad, das mit einem Motor der Motorenanordnung E verbunden ist, kinematisch einwirkt, hier beispielhaft als hybrid-elektrische Ausführungsform des Antriebssystems, wobei ein Motor der Motorenanordnung E über eine Kupplung ein- und auskuppelbar ausgeführt ist; wobei ein Motor als Gasturbine und der weitere Motor als Elektromotor ausgeführt ist, wobei stellvertretend vereinfacht nur einige aller Rotorschaufeln B am Rotor dargestellt sind; 7th a greatly simplified exemplary kinematic coupling of a bladed rotor R according to the invention via gears to several motors of the motor arrangement E. , wherein the shoved rotor R has an internal toothing on which a further gear, which is connected to a motor of the motor arrangement E. is connected, acts kinematically, here by way of example as a hybrid-electric embodiment of the drive system, with a motor of the motor arrangement E. is designed to be engaged and disengaged via a clutch; one motor being designed as a gas turbine and the further motor being designed as an electric motor, with only a few of all rotor blades in a simplified representation B. are shown on the rotor;

8 zeigt eine stark vereinfachte beispielhaft skizzierte Darstellung der möglichen Anordnung eines beschaufelten Rotors, gezeigt in einer Ebene an einer Rumpflängenposition in Höhe der Tragflächenanordnung W stromabwärts der Hauptfahrwerksanordnung GAM senkrecht zur Rotationsachse eines beschaufelten Rotors, hier in Richtung der Flugrichtung FR gesehen, wobei der größte Außendurchmesser OD wenigstens eines beschaufelten Rotors gleich oder kleiner ausgeführt ist als die doppelte maximale Längserstreckung LGAM eines Fahrwerksbeines mitsamt Rädern WE der Hauptfahrwerksanordnung GAM. Dadurch ist eine Anordnung des Hauptfahrwerkes GAM derart möglich, dass die beiden an den Flügeln angebrachten Fahrwerksbeine weder die Anströmung noch die Abströmung eines Rotors R stören. Gleichfalls kann das Fahrwerk, wie hier angedeutet, nach innen geschwenkt und eingefahren werden. Der verfügbare Platz reicht dann durch diese geometrische Anordnung gleichfalls von der Länge für das Einfahren beider Fahrwerksbeine aus. Zugleich kann der Rotor geometrisch die Bodenebene nicht berühren. In dieser Abbildung ist auch stellvertretend in dieser Ebene beispielhaft übertragbar dargestellt, dass in dieser Ebene die Rotationsachse RA eines Rotors entlang der Flugzeughochachse VA, von der Bodenebene BO gesehen, oberhalb eines vertikalen Minimums MV der oberen Seite der Tragflächenanordnung W zum Liegen kommt, so, dass der überwiegende Teil (hier gestrichelt angedeutet) der hier ebenfalls gezeigten von den Rotorschaufeln B im gesamten Umlauf überstrichene Fläche RAE oberhalb der Tragflächenanordnung W zum Liegen kommt. Der Abstand der Fahrwerksbeine kann natürlich auch größer als hier gezeigt ausgeführt sein, sollte zugleich aber auch größer sein als der größte Außendurchmesser des beschaufelten Rotors R. 8th shows a greatly simplified exemplary sketched representation of the possible arrangement of a bladed rotor, shown in a plane at a fuselage length position at the level of the wing arrangement W. downstream of the main landing gear assembly GAM perpendicular to the axis of rotation of a bladed rotor, here in the direction of flight FR seen, the largest outside diameter OD at least one bladed rotor is designed to be equal to or smaller than twice the maximum longitudinal extension LGAM a landing gear leg with wheels WE the main landing gear arrangement GAM . This is an arrangement of the main landing gear GAM possible in such a way that the two landing gear legs attached to the wings neither interfere with the inflow nor the outflow of a rotor R. Likewise, as indicated here, the landing gear can be pivoted inward and retracted. Due to this geometric arrangement, the available space is also sufficient in length for the retraction of both landing gear legs. At the same time, the rotor cannot geometrically touch the ground plane. In this figure, it is also shown in this plane as an example that the axis of rotation is in this plane RA of a rotor along the aircraft vertical axis VA , from the ground level BO seen above a vertical minimum MV the top of the wing assembly W. comes to rest so that the predominant part (indicated here by dashed lines) of the rotor blades also shown here B. area swept over the entire circumference RAE above the wing assembly W. comes to rest. The distance between the landing gear legs can of course also be made larger than shown here, but should at the same time also be larger than the largest outer diameter of the bladed rotor R.

9 zeigt eine stark vereinfachte beispielhaft skizzierte Darstellung eines mit Rotorblättern B beschaufelten Rotors R, links in der Seitenansicht und rechts in der Vorderansicht und verdeutlicht die Definition von Rotorebenen RP im Bereich der Längserstreckung des beschaufelten Rotors R entlang seiner Rotationsachse RA, wobei diese Rotorebenen RP immer zu der Rotationsachse RA normal stehen. Wie in der Darstellung links gezeigt, kann eine erste Rotorebene RP normal zur Rotationsachse RA des beschaufelten Rotors R in Front definiert werden, die sich, in Flugrichtung FR gesehen, dabei gerade an vorderster Spitze eines vordersten Rotorblatts des Rotors R berührend anfügt, eine letzte Rotorebene RP hinsichtlich der Längserstreckung des Rotors R entlang seiner Rotationsache RA berührt, gerade noch in Strömungsrichtung gesehen, ein Ende einer möglichst weit nach hinten in Strömungsrichtung stehenden Rotorschaufel B und diese Ebene steht natürlich auch senkrecht zur Rotationsachse RA des beschaufelten Rotors R. Zwischen diesen beiden Ebenen, Front-und Heckebene, können beliebig viele Ebenen innerhalb der Längserstreckung des Rotors entlang seiner Rotationsachse RA gebildet werden (der entsprechende Bereich, in dem Rotationsebenen RP überhaupt vorkommen können, ist durch Pfeile zwischen den beiden Ebenen bezeichnet). Jede dieser Ebenen steht normal auf der Rotationsachse RA und erreicht eine Ausdehnung in der Fläche, die die räumliche Ausdehnung des Flugzeuges übersteigt. Die Rotationsebenen RP dienen als geometrische Hilfsebenen, um den möglichen Auswirkungsbereich eines beschaufelten Rotors R auf das Flugzeug zu erfassen. 9 shows a greatly simplified exemplary sketched representation of a with rotor blades B. bladed rotor R, on the left in the side view and on the right in the front view and illustrates the definition of rotor planes RP in the area of the longitudinal extent of the bladed rotor R along its axis of rotation RA , these rotor planes RP always to the axis of rotation RA stand normally. As shown in the illustration on the left, a first rotor plane RP normal to the axis of rotation RA of the bladed rotor R can be defined in front, which is in the direction of flight FR seen, while just touching the foremost tip of a foremost rotor blade of the rotor R, a last rotor plane RP with regard to the longitudinal extension of the rotor R along its axis of rotation RA touches, just seen in the direction of flow, one end of a rotor blade that is positioned as far back as possible in the direction of flow B. and this plane is of course also perpendicular to the axis of rotation RA of the bladed rotor R. Between these two planes, front and rear planes, any number of planes can be created within the longitudinal extent of the rotor along its axis of rotation RA are formed (the corresponding area in which planes of rotation RP can occur at all is indicated by arrows between the two levels). Each of these planes is normal to the axis of rotation RA and reaches an extent in the area which exceeds the spatial extent of the aircraft. The planes of rotation RP serve as geometric auxiliary planes to determine the possible area of impact of a bladed rotor R on the aircraft.

Claims (21)

Flugzeug mit: - einer zumindest abschnittsweisen zylindrisch gestreckten Rumpfanordnung (F) mit einer räumlichen Haupterstreckung in Richtung einer Rumpflängsachse (FA), diese Rumpfanordnung (F) zur bedarfsweisen Unterbringung von Nutzlast, wobei die Rumpfanordnung (F) zumindest abschnittsweise in der Funktion einer Druckkabine (P) mit einem Innendruck bedruckbar ist, - einer fest an die Rumpfanordnung (F) des Flugzeugs angebundenen Tragflächenanordnung (W), zur Generierung eines das Flugzeug tragenden Auftriebs, wobei die im Horizontalflug erzeugte Kraftkomponente des Auftriebs senkrecht zur Rumpflängsachse (FA) gegenüber der Komponente längs zur Rumpflängsachse (FA) deutlich überwiegt, - mit einer bedarfsweise einziehbaren und wieder ausfahrbaren Dreipunktfahrwerksanordnung (GA) mit mehreren drehbar gelagerten Rädern (WE) zur statisch bestimmten Abstützung des Flugzeuges entgegen der Bodenebene (BO) im bodenbündigen Betrieb, bestehend aus zwei strukturell an die Tragflächenanordnung (W) angebundenen Hauptfahrwerksbeinen (GAM) und einem an der Rumpfanordnung (F) strukturell angebunden Bugfahrwerksbein (GAA), wobei das Bugfahrwerksbein (GAA) entlang der Rumpflängsachse (FA) in Flugrichtung (FR) vor den Hauptfahrwerksbeinen (GAM) angeordnet ist, - einer Motorenanordnung (E), bestehend aus wenigstens einem Motor, zur Generierung einer dem Flugzeug zur Verfügung stehenden Antriebsleistung, - wenigstens einem mit mehreren Rotorschaufeln (B) beschaufelten Rotor (R) zur zumindest teilweisen Umwandlung von Antriebsleistung der Motorenanordnung (E) in eine das Flugzeug treibende Vortriebsleistung durch Rotation des beschaufelten Rotors (R) um eine geometrische Rotationsachse (RA), wobei sich bei Rotation der Rotorschaufeln (B) des beschaufelten Rotors (R) im Umlauf geometrisch eine von den Rotorschaufeln (B) überstrichene geometrische Rotorfläche (RAE) ergibt, dieser beschaufelte Rotor (R) in seiner radialen räumlichen Erstreckung einen kleinsten Innendurchmesser (ID) und einen größten Außendurchmesser (OD) aufweisend, wobei dieser beschaufelte Rotor (R) mit im Einstellwinkel verstellbar ausgeführten Schaufeln (B) ausgerüstet ist, dieser beschaufelte Rotor (R) ebenfalls eine räumliche Längserstreckung entlang seiner geometrischen Rotationsachse (RA) aufweisend, wobei innerhalb dieses Bereiches seiner Längserstreckung Rotorebenen (RP) senkrecht zu seiner geometrischen Rotationsachse (RA) als geometrisches Hilfsmittel kennzeichenbar sind, um einen möglichen Auswirkungsbereich dieses Rotors (R) zu erfassen, - wenigstens einem Getriebe (G) zur Übertragung der Antriebsleistung wenigstens eines Motors der Motorenanordnung (E) auf wenigstens einen beschaufelten Rotor (R), - wenigstens einer Lagerandordnung (S), dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein beschaufelter Rotor (R) mit mindestens einer Lageranordnung (S), drehbar die Rumpfanordnung (F) umgebend gelagert ist sowie, dass mindestens dieser eine beschaufelte Rotor (R) ungefähr in Richtung der Rumpflängsachse (FA) durch wenigstens eine Lageranordnung (S) zur Rumpfanordnung (F) axial fixiert ist, und dass mindestens dieser eine beschaufelte Rotor (R) zugleich in radialer Richtung außen dabei denjenigen Abschnitt einer zumindest abschnittsweisen zylindrisch gestreckten Rumpfanordnung (F) eines Flugzeuges ringförmig umgibt, welcher, in einer der Rotorebenen (RP) dieses Rotors (R) betrachtet, zumindest anteilig in der Funktion einer Druckkabine (P) bedruckbar ist und, dass zumindest in einer der Rotorebenen (RP) des beschaufelten Rotors (R) keine weiteren für den unmittelbar sicheren Betrieb des Flugzeuges wesentlichen Komponenten des Flugzeuges angeordnet sind, und dass mindestens dieser eine beschaufelte Rotor (R) entlang der Rumpflängsachse (FA), in Flugrichtung (FR) gesehen, vor der Tragflügelanordnung (W) angeordnet ist und zugleich die geometrische Rotationsachse (RA) mindestens eines beschaufelten Rotors (R), entlang einer Richtung der Flugzeughochachse (VA), ausgehend von der Bodenebene (BO) aus gesehen, in einer Ebene betrachtet, die unmittelbar stromaufwärts der Tragflächenanordnung (W) und senkrecht zur Rotationsachse (RA) dieses beschaufelten Rotors (R) liegt, so angeordnet ist, dass sie sich oberhalb des sich in dieser Ebene ergebenden minimalen Vertikalniveaus (MV) der oberen Oberfläche der Tragflügelanordnung (W), befindet so, dass in einer Rotorebene (RP) dieses einen beschaufelten Rotors (R) der überwiegende Flächenanteil, der im Umlauf von den Rotorschaufeln (B) des beschaufelten Rotors (R) überstrichenen geometrischen Rotorfläche (RAE), von der Bodenebene (BO) aus betrachtet, oberhalb der Tragflächenanordnung (W) zum Liegen kommt so, dass die auf die, entgegen der Flugrichtung (FR) nachgeordnete Tragflächenanordnung (W) bewirkte Staudruckerhöhung des Propellerstrahls mindestens dieses einen beschaufelten Rotors (R) überwiegend oberhalb der Tragflächenanordnung (W) erfolgt und, dass mindestens dieser eine Rotor (R) in Richtung der Rumpflängsachse (FA) an der Rumpfanordnung (F) zwischen dem Bugfahrwerksbein (GAA) und den Hauptfahrwerksbeinen der Hauptfahrwerksanordnung (GAM) so angeordnet ist, dass, in jeder der Rotorebenen (RP) dieses einen beschaufelten Rotors (R) betrachtet, der größte Außendurchmesser (OD) dieses einen Rotors (R) kleiner ist als der, mit durch die Fahrwerksanordnung (GA) vorgegebene, doppelte minimale Abstand der Rotationsachse (RA) dieses beschaufelten Rotors (R) von der Bodenebene (BO), und, dass mindestens ein Motor der Motoreneinrichtung (E) in einem Bereich des Flugzeuges außerhalb der Druckkabine (P), aber zumindest zum Teil innerhalb eines Raums versenkt angeordnet ist, der nach außen zum Fluid durch die von der Außenhaut der Tragflächenanordnung (W) und die von der Außenhaut der Rumpanordnung (F) gebildeten Außenkontur des Flugzeuges abgegrenzt wird, und so in diesem Raum eingebettet angeordnet ist, dass ein Bauteil, das in der Funktion einer Motorenhalterung strukturelle Kräfte von mindestens einem Motor der Motorenanordnung (E) in Richtung der Struktur des Flugzeug abführt, im Wesentlichen nicht von Außen ersichtlich ist und, dass diesem Bauteil in seiner Funktion der Motorenhalterung außerhalb der durch die von der Außenhaut der Tragflächenanordnung (W) und von der Außenhaut der Rumpfanordnung (F) gebildeten Außenkontur im Wesentlichen keine eigene vom Fluid bespülte, widerstandswirksame Oberfläche zuordbar ist, und, dass mindestens dieser eine beschaufelte Rotor (R) mit wenigstens einem Motor der Motorenanordnung (E), der außerhalb der Druckkabine (P) angeordnet ist, über Getriebe (F), kinematisch gekoppelt ist, und durch diesen in Rotation versetzt werden kann, um eine, das Flugzeug treibende Vortriebskraft zu erzeugen, dessen Kraftkomponente in Richtung der Rumpflängsachse (FA) gegenüber der Kraftkomponente senkrecht zur Rumpflängsachse (FA) deutlich überwiegt.Aircraft with: - an at least partially cylindrically elongated fuselage arrangement (F) with a spatial main extent in the direction of a longitudinal fuselage axis (FA), this fuselage arrangement (F) for accommodating payload as required, the fuselage arrangement (F) at least in sections functioning as a pressurized cabin ( P) can be imprinted with an internal pressure, - a wing assembly (W) firmly attached to the fuselage assembly (F) of the aircraft, for generating lift supporting the aircraft, the force component of the lift generated in horizontal flight perpendicular to the longitudinal axis of the fuselage (FA) opposite the component along the longitudinal axis of the fuselage (FA) clearly predominates, - with a three-point landing gear arrangement (GA) that can be retracted and extended again if necessary, with several rotatably mounted wheels (WE) for statically determined support of the aircraft against the ground level (BO) in floor-level operation, consisting of two structurally the wing assembly (W) connected main landing gear legs (GAM) and a nose landing gear leg (GAA) structurally connected to the fuselage arrangement (F), the nose landing gear leg (GAA) being arranged along the longitudinal axis (FA) in flight direction (FR) in front of the main landing gear legs (GAM), a motor arrangement (E), consisting of at least one motor, for generating a drive power available to the aircraft, - at least one rotor (R) bladed with several rotor blades (B) for at least partial conversion of drive power of the motor arrangement (E) into a Propulsion power of the aircraft through rotation of the bladed rotor (R) around a geometric axis of rotation (RA), with a geometric rotor surface (RAE) swept over by the rotor blades (B) when the rotor blades (B) of the bladed rotor (R) rotate. results, this bladed rotor (R) in its radial spatial extension a smallest inner diameter (ID) and e having the largest outer diameter (OD), this bladed rotor (R) being equipped with blades (B) which are adjustable in the setting angle, this bladed rotor (R) also having a spatial longitudinal extension along its geometric axis of rotation (RA), within this range its longitudinal extension Rotor planes (RP) perpendicular to its geometric axis of rotation (RA) can be identified as a geometric aid to detect a possible area of impact of this rotor (R), - at least one gear (G) for transmitting the drive power of at least one motor of the motor arrangement (E) At least one bladed rotor (R), - at least one bearing arrangement (S), characterized in that at least one bladed rotor (R) with at least one bearing arrangement (S) is rotatably mounted surrounding the fuselage arrangement (F) and that at least this one Bladed rotor (R) is axially fixed approximately in the direction of the fuselage longitudinal axis (FA) by at least one bearing arrangement (S) to the fuselage arrangement (F), and that at least this one bladed rotor (R) at the same time in the radial direction outside that section of one at least partially Cylindrical elongated fuselage arrangement (F) of an aircraft surrounds ring-shaped, which, in one of the red or planes (RP) of this rotor (R) considered, can be printed at least partially in the function of a pressure cabin (P) and that at least in one of the rotor planes (RP) of the bladed rotor (R) no other essentials for the immediately safe operation of the aircraft Components of the aircraft are arranged, and that at least this one bladed rotor (R) along the fuselage longitudinal axis (FA), seen in the direction of flight (FR), is arranged in front of the wing arrangement (W) and at the same time the geometric axis of rotation (RA) of at least one bladed rotor (R), viewed along a direction of the aircraft vertical axis (VA), starting from the ground plane (BO), viewed in a plane that is immediately upstream of the wing arrangement (W) and perpendicular to the axis of rotation (RA) of this bladed rotor (R) , is arranged so that it is above the minimum vertical level (MV) of the upper surface of the wing assembly (W) resulting in this plane, b e finds that in a rotor plane (RP) of this one bladed rotor (R), the predominant area portion of the geometric rotor area (RAE) swept over by the rotor blades (B) of the bladed rotor (R), from the bottom level (BO) considered, above the wing arrangement (W) comes to rest in such a way that the ram pressure increase of the propeller jet caused on the wing arrangement (W) arranged downstream against the direction of flight (FR) at least this one bladed rotor (R) occurs predominantly above the wing arrangement (W) and that at least this one rotor (R) in the direction of the fuselage longitudinal axis (FA) on the fuselage arrangement (F) between the nose landing gear leg (GAA) and the main landing gear legs of the main landing gear assembly (GAM) is arranged in such a way that this is in each of the rotor levels (RP) Considering a bladed rotor (R), the largest outside diameter (OD) of this one rotor (R) is smaller than that with the undercarriage arrangement (GA) vo The given, double the minimum distance of the axis of rotation (RA) of this bladed rotor (R) from the ground plane (BO), and that at least one motor of the motor device (E) is in an area of the aircraft outside the pressure cabin (P), but at least partially is arranged sunk within a space which is delimited to the outside from the fluid by the outer contour of the aircraft formed by the outer skin of the wing assembly (W) and the outer contour of the aircraft formed by the outer skin of the fuselage assembly (F), and is arranged so embedded in this space that a Component which, in the function of an engine bracket, dissipates structural forces from at least one engine of the engine assembly (E) in the direction of the structure of the aircraft, is essentially not visible from the outside and that this component in its function of the engine bracket outside of the by the Outer skin of the wing arrangement (W) and the outer contour formed by the outer skin of the fuselage arrangement (F) essentially no e Its own, resistive surface flushed by the fluid can be assigned, and that at least this one bladed rotor (R) is kinematically coupled to at least one motor of the motor arrangement (E), which is arranged outside the pressure cabin (P), via a gear (F) , and can be set in rotation by this in order to generate a propulsive force that drives the aircraft, the force component of which in the direction of the longitudinal axis of the fuselage (FA) clearly outweighs the force component perpendicular to the longitudinal axis of the fuselage (FA). Flugzeug nach Anspruch 1 mit einer in Richtung der Rumpflängsachse (FA) von der Tragflächenanordnung (W) beabstandeten und in entgegengesetzter Flugrichtung (FR) hinter der Tragflächenanordnung (W) liegenden Leitwerksanordnung (LW), bestehend aus einer Höhenleitwerksanordnung und einer Seitenleitwerksanordnung, wobei sowohl die Höhenleitwerksanordnung als auch die Seitenleitwerksanordnung zumindest abschnittsweise im direkten Nachlauf des von mindestens einem beschaufelten Rotor (R) erzeugten Propellerstrahls angeordnet sind.Plane to Claim 1 with a tail assembly (LW), which is spaced in the direction of the longitudinal axis of the fuselage (FA) from the wing assembly (W) and is in the opposite flight direction (FR) behind the wing assembly (W), consisting of a horizontal stabilizer assembly and a vertical stabilizer assembly, whereby both the horizontal stabilizer assembly and the Vertical tail arrangement are arranged at least in sections in the direct wake of the propeller jet generated by at least one bladed rotor (R). Flugzeug nach wenigstens einem der Ansprüche 1-2, wobei die vertikale Bauhöhe (V) der Druckkabine (P) innerhalb der Rumpfanordnung (F) konstruktiv so ausgeführt ist, dass dort zumindest abschnittsweise für den Durchschnittspassagier ein aufrechter Gang möglich ist und, wobei der kleinste Innendurchmesser (ID) wenigstens eines beschaufelten Rotors (R) von den Abmessungen mindestens größer ist als eben diese vertikale Bauhöhe (V) der Druckkabine (P).Plane to at least one of the Claims 1 - 2 , whereby the vertical height (V) of the pressure cabin (P) within the fuselage arrangement (F) is designed in such a way that an upright gait is possible there for the average passenger, at least in sections, and the smallest inner diameter (ID) of at least one bladed rotor ( R) is at least larger in terms of its dimensions than this vertical construction height (V) of the pressure cabin (P). Flugzeug nach wenigstens einem der Ansprüche 1-3, wobei mindestens eine Kupplung im kinematischen Antriebsstrang zwischen wenigstens einem beschaufelten Rotor (R) und wenigstens einem Motor der Motoranordnung (E) vorgesehen ist, die eine bedarfsweise Entkopplung des beschaufelten Rotors (R) von wenigstens einem Motor der Motoreneinrichtung (E) ermöglicht.Plane to at least one of the Claims 1 - 3 , at least one coupling in the kinematic drive train between at least one bladed rotor (R) and at least one motor of the motor arrangement (E), which enables the bladed rotor (R) to be decoupled from at least one motor of the motor device (E) if necessary. Flugzeug nach wenigstens einem der Ansprüche 1-4, wobei die Motoreneinrichtung (E) aus mehreren Motoren besteht, wobei jedem beschaufelten Rotor (R) zur Leistungsversorgung mindestens ein bestimmter Motor der Motoreneinrichtung (E) zugeordnet ist.Plane to at least one of the Claims 1 - 4th wherein the motor device (E) consists of a plurality of motors, each bladed rotor (R) being assigned at least one specific motor of the motor device (E) for supplying power. Flugzeug nach wenigstens einem der Ansprüche 1-5, wobei wenigstens ein Motor der Motorenanordnung (E), in entgegengesetzter Flugrichtung (RFD) gesehen, entlang der Rumpflängsachse hinter wenigstens aus einem beschaufelten Rotor (R) gebildeten Rotorsystem angeordnet ist.Plane to at least one of the Claims 1 - 5 wherein at least one motor of the motor arrangement (E), seen in the opposite direction of flight (RFD), is arranged along the longitudinal axis of the fuselage behind a rotor system formed from at least one bladed rotor (R). Flugzeug nach wenigstens einem der Ansprüche 1-6, wobei wenigstens ein Motor der Motoreneinrichtung (E) entlang der Hochachse (VA) des Flugzeuges, in vertikaler Richtung von der Bodenebene (BO) aus gesehen, unterhalb der Tragflächenanordnung (W) angeordnet ist.Plane to at least one of the Claims 1 - 6th wherein at least one motor of the motor device (E) is arranged below the wing arrangement (W) along the vertical axis (VA) of the aircraft, viewed in the vertical direction from the ground plane (BO). Flugzeug nach wenigstens einem der Ansprüche 1-7, wobei mindestens ein Motor der Motoreneinrichtung (E) als eine primär Wellenleistung abgebende Gasturbine ausgeführt ist.Plane to at least one of the Claims 1 - 7th , wherein at least one motor of the motor device (E) is designed as a gas turbine that delivers primarily shaft power. Flugzeug nach wenigstens einem der Ansprüche 1-8, wobei mindestens ein Motor der Motorenanordnung (E) als eine Gasturbine ausgeführt ist, deren thermischer Wirkungsgrad im Sinne von unkonventionellen Maßnahmen durch rekuperative Einrichtungen zur Verdichterzwischenkühlung, Brennstoffmassenvorwärmung oder Abgaswärmetauschung zusätzlich weiter gesteigert ist.Plane to at least one of the Claims 1 - 8th At least one motor of the motor arrangement (E) is designed as a gas turbine, the thermal efficiency of which is further increased in the sense of unconventional measures by recuperative devices for intermediate compressor cooling, fuel mass preheating or exhaust gas heat exchange. Flugzeug nach wenigstens einem der Ansprüche 1-9, wobei die Motorenanordnung (E) aus mehreren Motoren besteht, wobei aus einer Rotorebene (RP) senkrecht zu seiner Rotationsachse (RA) eines beschaufelten Rotors (R) betrachtet, diese Motoren so angeordnet sind, dass mindestens ein Motor in einem Bereich zwischen dem Bugfahrwerksbein (GAA) und dem rechten der Hauptfahrwerksbeine (GAM) und mindestens ein zweiter Motor in einem Bereich zwischen dem Bugfahrwerksbein (GAA) und dem linken der Hauptfahrwerksbeine (GAM) angeordnet ist.Plane to at least one of the Claims 1 - 9 , wherein the motor arrangement (E) consists of several motors, with a rotor plane (RP) perpendicular to its axis of rotation (RA) of a bladed rotor (R) viewed, these motors are arranged so that at least one motor in an area between the nose landing gear leg (GAA) and the right of the main landing gear (GAM) and at least one second motor is arranged in an area between the nose landing gear (GAA) and the left of the main landing gear (GAM). Flugzeug nach wenigstens einem der Ansprüche 1-10, wobei wenigstens ein beschaufelter Rotor (R) ungemantelt frei im Fluid rotiert.Plane to at least one of the Claims 1 - 10 , wherein at least one bladed rotor (R) rotates freely in the fluid without a jacket. Flugzeug nach wenigstens einem der Ansprüche 1-11, wobei eine gerade Anzahl mehrerer beschaufelter Rotoren an der Rumpfanordnung (F) angeordnet sind, wobei jeweils zwei von diesen beschaufelten Rotoren (R) im Betrieb einen zueinander gegensinnigen Drehsinn aufweisen.Plane to at least one of the Claims 1 - 11 , an even number of several bladed rotors being arranged on the fuselage arrangement (F), two of these bladed rotors (R) each having opposite directions of rotation during operation. Flugzeug nach wenigstens einem der Ansprüche 1-12, wobei die mit als Maß für die Vortriebserzeugung geltende von den Rotorschaufeln (B) eines beschaufelten Rotors (R) im Umlauf überstrichene geometrische Rotorfläche (RAE) gleich groß oder größer ausgeführt ist, als die als Maß für den Rumpfwiderstand des Flugzuges geltende und vom beschaufelten Rotor (R) umschlossene Querschnittsfläche der Rumpfanordnung (F), welche sich in einer der Rotorebenen (RP) dieses beschaufelten Rotors (R) senkrecht zur seiner geometrischen Rotationsachse (RA) ergibt.Plane to at least one of the Claims 1 - 12th , whereby the geometric rotor area (RAE) covered in circulation by the rotor blades (B) of a bladed rotor (R), which is the measure for the generation of propulsion, is the same size or larger than that which is used as the measure for the fuselage resistance of the flight and the bladed Rotor (R) enclosed cross-sectional area of the fuselage arrangement (F), which results in one of the rotor planes (RP) of this bladed rotor (R) perpendicular to its geometric axis of rotation (RA). Flugzeug nach wenigstens einem der Ansprüche 1-13, wobei wenigstens eine als Maß für die Vortriebserzeugung geltende, von den Rotorschaufeln (B) eines beschaufelten Rotors (R) im Umlauf überstrichene geometrische Rotorfläche (RAE), gleich groß oder größer ausgeführt ist, als fünzehnmal die Summe aus den Lufteintrittsquerschnittsflächen aller luftfatmenden Motoren der Motoranordnung (E), die diesen beschaufelten Rotor (R) antreiben und, dass die Rotorblätter (B) dieses beschaufelten Rotors (R) so aerodynamisch ausgeführt sind, dass vom Flugzeug Fluggeschwindigkeiten von mindestens Ma 0.78 in Flughöhen größer 10000 m erreicht werden können.Plane to at least one of the Claims 1 - 13th , whereby at least one geometric rotor area (RAE), which is valid as a measure for the generation of propulsion and which is swept over by the rotor blades (B) of a bladed rotor (R) in circulation, is designed to be the same size or larger than fifteen times the sum of the air inlet cross-sectional areas of all air-breathing engines of the Motor arrangement (E) that drive this bladed rotor (R) and that the rotor blades (B) of this bladed rotor (R) are designed aerodynamically so that the aircraft can reach flight speeds of at least Ma 0.78 at altitudes greater than 10,000 m. Flugzeug nach wenigstens einem der Ansprüche 1-14, wobei wenigstens ein beschaufelter Stator einem beschaufelten Rotor (R), ungefähr in Richtung der Flugzeuglängsachse (FA), vor- oder nachgeschaltet ist und dazu beschaffen ist, Drallenergie der Luftströmung zumindest zum Teil in Vortrieb für das Flugzeug umzuwandeln.Plane to at least one of the Claims 1 - 14th At least one bladed stator is connected upstream or downstream of a bladed rotor (R), approximately in the direction of the aircraft longitudinal axis (FA) and is designed to convert the swirl energy of the air flow at least partially into propulsion for the aircraft. Flugzeug nach wenigstens einem der Ansprüche 1-15, wobei die einzelnen Rotorblätter (B) wenigstens eines beschaufelten Rotors (R) in ihrem Einstellwinkel zur Luftanströmung unabhängig voneinander verstellt werden können, und dieser zudem über die Kreisumfangsposition des Rotors variieren kann so, dass sich eine Vektorisierung des Schubes ergibt, die mit zur Steuerung, zur Trimmung, zur Widerstandsersparnis und zur Lärmminderung des Flugzeuges eingesetzt werden kann.Plane to at least one of the Claims 1 - 15th , whereby the individual rotor blades (B) of at least one bladed rotor (R) can be adjusted independently of one another in their setting angle to the air flow, and this can also vary over the circumferential position of the rotor so that a vectorization of the thrust results, which is also used for the control , for trimming, to save drag and to reduce the noise of the aircraft. Flugzeug nach wenigstens einem der Ansprüche 1-16, wobei wenigstens ein beschaufelter Rotor (R) von mindestens einem ringförmigen Elektromotor angetrieben wird, der annähernd konzentrisch zum beschaufelten Rotor (R), ebenfalls die Rumpfanordnung (F) ringförmig umgebend, angeordnet ist.Plane to at least one of the Claims 1 - 16 , wherein at least one bladed rotor (R) is driven by at least one ring-shaped electric motor, which is arranged approximately concentrically to the bladed rotor (R), also ring-shaped surrounding the fuselage arrangement (F). Flugzeug nach wenigstens einem der Ansprüche 1-17, wobei die Bugfahrwerksanordnung (GAA) unabhängig von der Hauptfahrwerksanordnung (GAM) ein- und wieder ausgefahren werden kann.Plane to at least one of the Claims 1 - 17th , whereby the nose landing gear assembly (GAA) can be retracted and extended independently of the main landing gear assembly (GAM). Flugzeug nach wenigstens einem der Ansprüche 1-18, wobei der größte Außendurchmesser (OD) wenigstens eines beschaufelten Rotors (R) gleich groß oder kleiner ausgeführt ist als die doppelte maximale Längserstreckung eines Fahrwerksbeines mitsamt Rädern (WE) der Hauptfahrwerksanordnung (GAM).Plane to at least one of the Claims 1 - 18th , the largest outer diameter (OD) of at least one bladed rotor (R) being the same size or smaller than twice the maximum longitudinal extension of a landing gear leg including the wheels (WE) of the main landing gear assembly (GAM). Flugzeug nach wenigstens einem der Ansprüche 1-19, wobei wenigstens ein Motor der Motorenanordnung (E), der wenigstens einen beschaufelten Rotor (R) antreibt, als luftatmender Motor ausgeführt ist und wenigstens dieser zusätzlich zur Vortriebskraft wenigstens eines Rotors (R) weitere Vortriebskraft in Form von Schub durch den Ausstoß von Abgasen erzeugt, wobei auch bei dieser Vortriebskraft die Kraftkomponente in Längsrichtung der Rotationsachse (RA) gegenüber der Kraftkomponente senkrecht zur Rotationsachse (RA) deutlich überwiegt.Plane to at least one of the Claims 1 - 19th , wherein at least one motor of the motor arrangement (E), which drives at least one bladed rotor (R), is designed as an air-breathing motor and at least this generates further propulsive force in the form of thrust through the ejection of exhaust gases in addition to the propulsive force of at least one rotor (R) With this propulsion force, too, the force component in the longitudinal direction of the axis of rotation (RA) clearly outweighs the force component perpendicular to the axis of rotation (RA). Verwendung eines Flugzeuges nach wenigstens einem der Ansprüche 1-20.Use of an aircraft according to at least one of the Claims 1 - 20th .
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