DE1132001B - Airplane with jet engines to generate lift and propulsion - Google Patents
Airplane with jet engines to generate lift and propulsionInfo
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Description
Flugzeug mit Strahltriebwerken zur Hub- und Vortriebserzeugung Die Erfindung betrifft Flugzeuge mit Strahltriebwerken, die senkrecht starten und landen können. Die Flugzeuge stützen sich dabei auf die nach unten ge-C richteten Luft- oder Gasstrahlen der Strahltriebwerke ab. Zur Erzeugung des erforderlichen Hubes sind daher die Austrittsdüsen der Strahltriebwerke nach unten gerichtet. Hierfür sind verschiedene Anordnungen bekannt.Airplane with jet engines to generate lift and propulsion The invention relates to aircraft with jet engines that take off and land vertically can. The planes rely on the downward-facing aerial or gas jets from the jet engines. To generate the required stroke the jet engine outlet nozzles are therefore directed downwards. Therefor various arrangements are known.
Bei der einen Art ist eine Anzahl von besonderen Strahltriebwerken nur für die Huberzeugung vorgesehen. Diese Strahltriebwerke werden also nur für den strahlgestützten Flugzustand, d. h. im wesentlichen für Start und Landung, benötigL Sie sind so eingebaut, daß die Strahlrichtung stets nach unten zeigt. Bei dieser Ausbildungsform ist die Verwendung verschiedener Bauarten von Strahltriebwerken oder Gebläsen möglich. Meist sind die Triebwerke seitlich vom Rumpf oder am bzw. im Tragflügel angeordnet. Gegebenenfalls ist die Schubrichtung in geringen Grenzen noch verstellbar. Eine andere Ausbildungsform verwendet dieselben Strahltriebwerke sowohl zur Auftriebs- als auch zur Vortriebserzeugung. Die Triebwerke sind zu diesem Zweck so angeordnet, daß entweder das gesamte Triebwerk in seiner Lage zur Flugzeuglängsachse verschwenkt wird oder daß die Austrittsdüsen der Triebwerke verschwenkt werden können. Diese Triebwerksanordnung gestattet es also, den austretenden Strahl entweder nach unten zur direkten Auftriebserzeugung oder nach hinten zur Vortriebserzeugung zu verwenden. Die zur direkten Antriebserzeugung herangezogenen Triebwerke sind üblicherweise bezüglich der Rumpflängsachse in symmetrischer Verteilung angeordnet. Dabei kann es sich um zwei oder mehr Triebwerke handeln.In one type, a number of special jet engines are only intended for lift generation. These jet engines are only used for the jet-assisted flight condition, i.e. H. essentially required for take-off and landing. They are installed in such a way that the direction of the jet always points downwards. With this form of training, the use of different types of jet engines or fans is possible. Usually the engines are arranged to the side of the fuselage or on or in the wing. If necessary, the direction of thrust can still be adjusted within small limits. Another embodiment uses the same jet engines to generate both lift and propulsion. For this purpose, the engines are arranged in such a way that either the entire engine is pivoted in its position relative to the longitudinal axis of the aircraft or that the outlet nozzles of the engines can be pivoted. This engine arrangement thus makes it possible to use the exiting jet either downwards to generate lift directly or to the rear to generate propulsion. The engines used for direct drive generation are usually arranged symmetrically with respect to the longitudinal axis of the fuselage. This can be two or more engines.
Wichtig ist in allen Fällen, daß die Strahltriebwerke für die Huberzeugung zusammen eine solche Leistung besitzen, daß sie im strahlgestützten Flugzustand, also z. B. bei Senkrechtstart, das gesamte Flugzeuggewicht heben können. Da für den Normalflug meistens eine geringere Leistung notwendig ist, werden die Hubtriebwerke dann nicht benötigt und praktisch als tote Last mitgeführt. Da sie außerdem nur kurzzeitig für Start und Landung benötigt werden, kann man sie verhältnismäßig leicht ausbilden. Man ist aber bestrebt, sie trotzdem auf die unbedingt notwendige Anzahl zu beschränken. Ein weiteres wichtiges Problem im strahlgestützten Flugzustand sind die durch Triebwerksstörungen oder Triebwerksausfall auftretenden Gefahren. Zum ersten tritt durch einen Triebwerksausfall ein Schubverhist ein und zum zweiten ist die Schubverteilung unsymmetrisch, so daß gefährliche RoRmomente auftreten. Um wieder Schubsymmetrie zu erreichen, wird manchmal zu dem gestörten bzw. ausgefallenen Triebwerk das symmetrisch dazu liegende Triebwerk auf der anderen Flugzeugseite abgeschaltet. Diese Maßnahme hat jedoch einen erhöhten Schubverlust zur Folge. Man hat daher schon ein Aushilfsverhältnis zwischen einander entsprechenden Hubtriebwerken vorgesehen, wonach dem gestörten Triebwerk ein Teil der vom symmetrisch dazu liegenden Triebwerk erzeugten Gasmengen zugeführt wird. Auf diese Weise kann die Schubsymmetrie im wesentlichen aufrechterhalten werden.It is important in all cases that the jet engines for the lift generation together have such a performance that in the jet-assisted flight condition, so z. B. with vertical take-off, can lift the entire weight of the aircraft. Therefore The normal flight usually requires a lower power, the lift engines then not needed and practically carried as a dead load. Since they also only are needed briefly for take-off and landing, they can be accessed relatively easily form. But one strives to keep them to the absolutely necessary number to restrict. Another important problem in the jet-assisted flight condition are the dangers arising from engine malfunctions or engine failure. To the The first is a thrust condition due to an engine failure and the second If the thrust distribution is asymmetrical, dangerous RoR moments occur. In order to regain thrust symmetry, sometimes it becomes the disturbed or failed Engine the symmetrically positioned engine on the other side of the aircraft switched off. However, this measure results in an increased loss of thrust. Man therefore already has a temporary relationship between corresponding lifting engines provided, according to which the malfunctioning engine is a part of the symmetrical to it Engine generated gas quantities is supplied. In this way the thrust symmetry can are essentially maintained.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Störung oder Ausfall eines Hubtriebwerks ohne wesentliche Schubverhiste einen Ausgleich zu schaffen und völlige Schubsymmetrie zu gewährleisten, so daß die gefährlichen Rollmomente verhindert sind. Die Erfindung geht dabei von Flugzeugen aus, die neben den zur Huberzeugung benötigten und symmetrisch seitlich vom Rumpf angeordneten Strahltriebwerken noch weitere Strahltriebwerke im Rumpf oder in unmittelbarer Nähe des Rumpfes besitzen, die im wesentlichen der VorWebserzeugung dienen. Das Ziel wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß im strahlgestätzten Flugzustand ein Teil der Treibgase des oder der im Rumpf angeordneten, dem Vortrieb dienenden Triebwerke über einen Verbindungskanal zu seitlich des Rumpfes liegenden, z. B. auf der Tragflächenunterseite befindlichen. Austrittsöffnungen geleitet und im Fall einer Störung bei den Hubtriebwerken zur Aufrechterhaltung des Momentengleichgewichtes um die Rumpflängsachse unsymmetrisch auf die Austrittsöffnungen auf beiden Flugzeugseiten aufgeteilt werden kann.The invention is based on the object of compensating for a malfunction or failure of a lifting mechanism without significant thrust problems and ensuring complete thrust symmetry so that dangerous rolling moments are prevented. The invention is based on aircraft which, in addition to the jet engines required for lift generation and arranged symmetrically to the side of the fuselage, also have further jet engines in the fuselage or in the immediate vicinity of the fuselage, which essentially serve to generate fore web. The aim is achieved according to the invention in that, in the jet-etched flight condition, part of the propellant gases of the propellant or propulsion units arranged in the fuselage are via a connecting channel to the side of the fuselage, e.g. B. located on the underside of the wing. Outlets passed and, in the event of a malfunction in the lifting engines, can be distributed asymmetrically to the outlet openings on both sides of the aircraft to maintain the moment equilibrium around the longitudinal axis of the fuselage.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung sei nachstehend an Hand der Zeichnung erläutert.An embodiment of the invention is given below with reference to the Drawing explained.
Fig. 1 zeigt schematisch einen Grundriß für die Triebwerksanordnung und das Aushilfskanalsystem, während Fig. 2 eine - entsprechende Anordnung in der Vorderansicht darstellt.Fig. 1 shows schematically a plan view of the engine assembly and the backup channel system, while Figure 2 is a -. Represents a corresponding arrangement in the front view.
In der Fig. 1 ist grob gestrichelt ein Flugzeugrumpf R mit den Tragflächen F angedeutet, so daß die Lage der Triebwerke etwa ersichtlich ist. Für die direkte Auftriebserzeugung sind unter den Tragflächen F die beiden Strahltriebwerke T, und T, vorgesehen. Es ist angenommen, daß diese beiden Triebwerke seitlich angeordnete Düsen 1 und 2 bzw. 4 und 5 aufweisen, die nach unten gerichtet sind. Gegebenenfalls können diese Düsen auch noch nach hinten verschwenkbar sein, so daß ihr Schub für die Vortriebserzeugung mitverwendet werden kann. An sich ist die Art der Triebwerke für die Huberzeugung und ihre Anordnung im oder am Tragflügel beliebig. Sie ist daher nicht näher ausgeführt. Beispielsweise können im Flügel auch flach liegende Gebläse oder auch stehend angeordnete kurze Strahltriebwerke vorgesehen sein. Für das Ausführungsbeispiel ist angenommen, daß die Düsen feststehen und zur Huberzeugung nach unten gerichtet sind.In Fig. 1 , an aircraft fuselage R with the wings F is roughly indicated by dashed lines, so that the position of the engines can be seen approximately. The two jet engines T and T are provided under the wings F for the direct generation of lift. It is assumed that these two engines have laterally arranged nozzles 1 and 2 or 4 and 5 , which are directed downwards. If necessary, these nozzles can also be pivoted backwards so that their thrust can also be used to generate propulsion. In principle, the type of engines for the lift generation and their arrangement in or on the wing is arbitrary. It is therefore not detailed. For example, blowers lying flat or short jet engines arranged upright can also be provided in the wing. For the exemplary embodiment it is assumed that the nozzles are stationary and are directed downwards to generate the stroke.
Für die Erzeugung des Vortriebs sind im Rumpf die beiden Strahltriebwerke T, und T4 vorgesehen. Sie sind im Ausführungsbeispiel in unmittelbarer Nähe des Rumpfhecks angeordnet, können jedoch auch eine andere Lage im Rumpf einnehmen. Die Anordnung oder Anzahl dieser Triebwerke ist genauso wie bei den Triebwerken für die Auftriebserzeugung für das Wesen der Erfindung von untergeordneter Bedeutung. The two jet engines T and T4 are provided in the fuselage to generate propulsion. In the exemplary embodiment, they are arranged in the immediate vicinity of the rear of the fuselage, but can also assume a different position in the fuselage. The arrangement or number of these engines, just as with the engines for generating lift, is of subordinate importance for the essence of the invention.
Die Anordnung ist so getroffen, daß die beiden Hecktriebwerke T, und T4 im Normalflug ihre gesamte Gasmenge nach hinten zur Vortriebserzeugung austreten lassen. Für den strahlgestützten Flugzustand ist bei 7 und 8 eine Abzapfung an den Triebwerken vorgesehen, durch die wenigstens ein Teil der von diesen Triebwerken gelieferten Treibgase abgezogen und über einen Verbindungskanal 10 bzw. 13 zu den Austrittsöffnungen 11 und 12 geleitet werden kann, aus denen der Strahlanteil der Hecktriebwerke nach unten austreten kann. Bei geeeigneter Lage der Austrittsöffnungen 11 und 12 kann dabei ein positiver Bodeneffekt erreicht werden.The arrangement is such that the two tail engines T 1 and T 4 let their entire gas flow to the rear to generate propulsion during normal flight. For the jet-assisted flight condition, a tap is provided on the engines at 7 and 8 , through which at least some of the propellant gases supplied by these engines can be drawn off and passed through a connecting duct 10 or 13 to the outlet openings 11 and 12, from which the jet portion the stern engines can escape downwards. With a suitable position of the outlet openings 11 and 12, a positive bottom effect can be achieved.
Tritt nun bei den Triebwerken für die Huberzeugang eine Störung ein und fällt beispielsweise das Triebwerk T, aus, so kann manuell oder automatisch eine Umschaltung der Art erfolgen, daß der Strahlantell der Hecktriebwerke T, und T4 in dem Aushilfskanalsystem 10 bzw. 13 aufgeteilt wird und zur Aufrechterhaltung der Schubsymmetrie ganz oder wenigstens überwiegend der Austrittsöffnung 11 zugeführt wird. Auf diese Weise wird der Schubverlust durch den Ausfall des Triebwerks Ti im wesentlichen ausgeglichen. Durch differenzierte Aufteilung des Strahlanteils kann völlige Schubsymmetrie wiederhergestellt worden. Zu diesem Zweck können mehrere Strahlaustrittsöffnungen, z. B. 11' oder 12', vorgesehen sein, denen wahlweise in Abhängigkeit von den durch den Ausfall des Triebwerks Ti auftretenden Momentenbedingungen die von den Hecktriebwerken gelieferten Strahlanteile zugeführt werden. Eine Unsymmetrie wird also hier durch unterschiedliche örtliche Lage der Strahlaustrittsöffnungen ausgeglichen. Es ist aber auch möglich, etwa auftretende Unsymmetrien dadurch auszugleichen, daß an den beiden Austrittsöffnungen 11 und 12 auf beiden Flugzeugseiten eine unterschiedliche Intensität für die austretenden Strahlen eingeregelt wird.If a malfunction occurs in the engines for the lift and, for example, the engine T, fails, a manual or automatic switchover can be made so that the jet of the rear engines T, and T4 is divided in the auxiliary duct system 10 and 13, respectively is fed wholly or at least predominantly to the outlet opening 11 in order to maintain the thrust symmetry. In this way, the loss of thrust due to the failure of the engine Ti is essentially compensated for. Complete shear symmetry can be restored through differentiated distribution of the beam portion. For this purpose, several jet outlets, z. B. 11 ' or 12' may be provided, to which the jet components supplied by the tail engines are optionally fed depending on the torque conditions occurring due to the failure of the engine Ti. An asymmetry is thus compensated for here by different local positions of the jet outlet openings. However, it is also possible to compensate for any asymmetries that may occur by regulating a different intensity for the exiting rays at the two exit openings 11 and 12 on both sides of the aircraft.
Vorstehend war der Fall angenommen, daß die beiden Triebwerke Ti und T, für die Huberzeugung völig unabhängig voneinande7r arbeiten und daß ein Hubverlust bzw. eine Unsymmetrie lediglich durch Aufteilung des Strahlanteils der Hecktriebwerke T, bzw. T4 ausgeglichen wird. Die Erfindung ist aber auch dann brauchbar, wenn die Hubtriebwerke bereits in an sich bekannter Weise über Verbindungskanäle in einem gegenseitigen Aushilfsverhältnis stehen. Dabei können die Hubtriebswerke eigene Aushilfskanalsysteme haben. Es ist aber auch möglich, beide Systeme zu vereinen, wie in der Fig. 1 durch die gestrichelt eingezeichneten Verbindungskanäle 14 und 15 zwischen den Hubtriebwerken und dem Ausbilfskanal 13 dargestellt ist.In the foregoing, the case was assumed that the two engines Ti and T, for the lift generation, work completely independently of one another and that a loss of lift or an asymmetry is compensated for only by splitting the jet portion of the tail engines T or T4. However, the invention can also be used when the lifting mechanisms are already in a mutual auxiliary relationship in a manner known per se via connecting channels. The lift drive units can have their own auxiliary duct systems. However, it is also possible to combine both systems, as shown in FIG. 1 by the dashed lines connecting channels 14 and 15 between the Hubtriebwerken and the Ausbilfskanal. 13
Der letzte Fall ist der Fig. 2 zugrunde gelegt. Sie zeigt die Hubtriebwerke T, und T" mit ihren Strahlaustrittsdüsen 1 und 2 bzw. 4 und #. An den Düsen 2 bzw. 5 sind Absperr- und Umlenkorgane 3 bzw. 6 vorgesehen, die im Störungsfall das Aushilfsverhältnis der beiden Triebwerke herstellen. In der eingezeichneten Stellung ist angenommen, daß wieder das Triebwerk Ti ausgefallen ist, während das andere Triebwerk T2 in der üblichen Weise unabhängig weiter arbeitet. Durch den Aushilfskanal 10 und 13 der Hecktriebwerke wird dem gestörten Triebwerk T, ein Gasstrom zugeführt, der aus der Düse 2 austritt. Ein Gasverlust durch das gestörte Triebwerk Ti hindurch ist durch die Stellung des Absperrorgans 3 verhindert. Gleichzeitig ist im Beispiel angenommen, daß die Regelorgane der beiden Austrittsöffnungen 11 und 12 auf beiden Flugzeugseiten so eingestellt sind, daß das Momentengleichgewicht wiederhergestellt ist. Durch die gestrichelt eingezeichneten Austrittsöffnungen 11' und 12' ist noch angedeutet, daß die Symmetrie statt durch differenzierte Regelung der Austrittsöffnung 11 und 12 auch durch Veränderung der örtlichen Lage dieser Austrittsdüsen, also Veränderung des Hebelarmes zur Rumpfachse bewirkt werden kann. Es werden hierbei die für den erforderlichen Zweck passenden Austrittsöffnungen freigegeben und die übrigen gesperrt. Selbstverständlich ist es auch möglich, das in Ordnung befindliche Hubtriebwerk T, in an sich bekannter Weise in das Aushilfsverhältnis mit einzubeziehen. Es können dabei die verschiedensten Kombinationen und Varianten gebildet werden.The last case is based on FIG. 2. It shows the lift engines T 1 and T ″ with their jet outlet nozzles 1 and 2 or 4 and #. Shut-off and deflection elements 3 and 6 are provided on the nozzles 2 and 5 , which establish the auxiliary ratio of the two engines in the event of a fault of the indicated position is assumed that again the engine Ti is down, while the other engine T2 independently continues to operate in the usual manner. the backup channel 10 and 13 of the tail engines the failed thruster T, a gas stream is fed, which consists of the nozzle 2 A loss of gas through the malfunctioning engine Ti is prevented by the position of the shut-off element 3. At the same time, it is assumed in the example that the control elements of the two outlet openings 11 and 12 on both sides of the aircraft are set in such a way that the torque equilibrium is restored The outlet openings 11 ' and 12' shown in the drawing indicate that the symmetry is differentiated instead of through e regulation of the outlet opening 11 and 12 can also be effected by changing the local position of these outlet nozzles, that is to say changing the lever arm relative to the fuselage axis. The outlet openings suitable for the required purpose are released and the others are blocked. Of course, it is also possible to include the lift engine T, which is in order, in the auxiliary relationship in a manner known per se. A wide variety of combinations and variants can be created.
Wie bereits erwähnt, wird ein Teil der Strahlimpulses der Hecktriebwerke zur Unterstützung der Hubtriebwerke herangezogen. Diese Anordnung ist besonders bei Triebwerken der Mehrkreiserbauart vorteilhaft, da auf verhältnismäßig einfache Weise der Strahlimpuls eines Kreises, z. B. der Kaltstrahl, durch eine Umschalteeinrichtung wahlweise entweder der Vortriebserzeugung zur Verfügung gestellt oder dem Aushilfskanalsystem 10 bzw. 13 zugeleitet werden kann. Diese Umschalteeinrichtung ist in Fig. 1 bei 9 angedeutet und so ausgebildet, daß sie außer einem völligen Abtrennen oder Durchschalten des Triebwerkskreises auch noch eine stetige Regelung des abgenommenen Strahlanteils ermöglicht. Ferner können die Ilecktriebwerke in an sich bekannter und bei 16 angedeuteter Weise im strahlgestützten Flugzustand zur Steuerung um die Querachse und die Hochachse herangezogen werden. Für den Fall, daß nur ein einzelnes Triebwerk im Rumpf, z. B. ein Hecktriebwerk, für die Vortriebserzeugung zur Verfügung steht, ist _gemäß weiterer Ausbildung der Erfindung die Anordnung so getroffen, daß die Urnschalteeinrichtung 9 bei Störung des Hecktriebwerks die Verbindung zwischen dem gemeinsamen Aushilfskanalsystern 10 und 13 und den Strahlaustrittsdüsen für das Hecktriebwerk sperrt, jedoch eine Versorgung der Einrichtung 16 für die Strahlsteuerung zuläßt. Es wird also das Aushilfskanalsystern auch dazu verwendet, um bei Ausfall des Hecktriebwerks im strahlgestützten Flugzustand die Hubtriebwerke für die Strahlsteuerung aushäfsweise heranzuziehen. Die Art und Weise, wie die Strahlsteuerung erfolgt, beispielsweise mittels Strahlruder oder Spoiler, ist hier nicht näher erläutert, da sie an sich bekannt und für die Erfindung nicht von Bedeutung ist.As already mentioned, part of the jet impulses from the tail engines is used to support the lift engines. This arrangement is particularly advantageous for engines of the multi-circuit design, since the jet pulse of a circle, e.g. B. the cold jet, either made available by a switching device for the generation of propulsion or can be fed to the auxiliary duct system 10 or 13. This switching device is indicated at 9 in FIG. 1 and is designed in such a way that, in addition to a complete disconnection or switching through of the engine circuit, it also enables continuous regulation of the removed jet portion. Furthermore, the corner engines can be used in a manner known per se and indicated at 16 in the jet-supported flight state for control about the transverse axis and the vertical axis. In the event that only a single engine in the fuselage, e.g. B. a tail engine, for the generation of propulsion is available, _ according to a further embodiment of the invention, the arrangement is made so that the urn switching device 9 blocks the connection between the common auxiliary duct system 10 and 13 and the jet outlet nozzles for the tail engine in the event of a fault in the rear engine, but one Permits supply of the device 16 for the beam control. The auxiliary channel system is also used to use the lift engines for the jet control in the event of a failure of the tail engine in the jet-assisted flight state. The way in which the jet control takes place, for example by means of a thruster or spoiler, is not explained in more detail here, since it is known per se and is of no importance for the invention.
Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß durch die im Rumpf angeordneten Strahltriebwerke bei Störung in den Hubtriebwerken völlige Schubsymmetrie erreicht wird. Wie erwähnt, ist die Ausbildung und Anordnung der einzelnen Triebwerke für die Erfindung nicht von Bedeutung. Es ist beispielsweise die Erfindung auch anwendbar, wenn die Triebwerke im Rumpf an sich nur zusätzlich für kurze Zeit, z. B. für hohe Beschleunigung, vorgesehen sind.The advantages of the invention are that the jet engines arranged in the fuselage achieve complete thrust symmetry in the event of a malfunction in the lifting engines. As mentioned, the design and arrangement of the individual engines is not important for the invention. For example, the invention can also be used when the engines in the fuselage are only used for a short time, e.g. B. for high acceleration are provided.
Claims (2)
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DED35446A DE1132001B (en) | 1961-02-21 | 1961-02-21 | Airplane with jet engines to generate lift and propulsion |
FR67007344A FR1315487A (en) | 1961-02-21 | 1962-02-20 | Airplane equipped with jet engines arranged symmetrically on either side of the fuselage and used for lift |
GB645862A GB955364A (en) | 1961-02-21 | 1962-02-20 | Aircraft with jet engines arranged symmetrically for producing lift |
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DED35446A DE1132001B (en) | 1961-02-21 | 1961-02-21 | Airplane with jet engines to generate lift and propulsion |
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FR (1) | FR1315487A (en) |
GB (1) | GB955364A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1232477B (en) * | 1963-01-02 | 1967-01-12 | Bristol Siddeley Engines Ltd | Drive unit, especially for an aircraft, with two dual-circuit turbo-jet engines |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE1085767B (en) * | 1958-12-15 | 1960-07-21 | Bmw Triebwerkbau Ges M B H | Aircraft with jet engine and afterburning chamber |
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1961
- 1961-02-21 DE DED35446A patent/DE1132001B/en active Pending
-
1962
- 1962-02-20 GB GB645862A patent/GB955364A/en not_active Expired
- 1962-02-20 FR FR67007344A patent/FR1315487A/en not_active Expired
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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GB955364A (en) | 1964-04-15 |
FR1315487A (en) | 1963-01-18 |
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