-
Luftfahrzeug mit Auftriebsrotor Die Erfindung betrifft ein Luftfahrzeug
mit mindestens einem Auftriebsrotor, der durch mindestens ein Schaufelrad angetrieben
wird, welches von den heißen Gasen eines an Bord des Luftfahrzeuges befindlichen
Generators in Bewegung gesetzt wird. Der oder jeder Auftriebsrotor ist hierbei koaxial
in einer Auftriebsdüse angeordnet, welche eine Tragfläche des Luftfahrzeuges vollständig
durchdringt. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf solche Luftfahrzeuge dieser
Art, deren Auftriebsrotor oder -rotoren eine Gesamtauftriebskraft entwickeln kann
bzw. können; welche dem Luftfahrzeug einen senkrechten Start und eine senkrechte
Landung ermöglicht.
-
Durch die Erfindung wird bezweckt, derartige Luftfahrzeuge so auszubilden,
daß sie den Erfordernissen der Praxis besser als bisher entsprechen.
-
Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß das Luftfahrzeug
außer einem oder mehreren Auftriebsrotoren wenigstens eine nach hinten gerichtete
Vortriebsdüse und eine Einrichtung zur wahlweisen Verbindung des Generators mit
dem Schaufelrad des Auftriebsrotors bzw. mit der Vortriebsdüse sowie eine Einrichtung
zur Erzeugung eines zusätzlichen Auftriebes aufweist, welch letztere am hinteren
Teil des Tragflügels angeordnet ist Durch die Erfindung wird erreicht, daß die von
dem Generator kommenden Gase in die Vortriebsdüse eingelassen werden können, nachdem
das Luftfahrzeug einmal eine gewisse Geschwindigkeit erreicht hat. Diese Geschwindigkeitssteigerung
bzw. das »Auftourenkommen« des Luftfahrzeuges wird durch ein Neigen der Achse des
Auftriebsrotors nach vorn bewirkt. Durch ein solches Neigen der mit dem Tragflügel
verbundenen Achse des Auftriebsrotors könnte die Gefahr hervorgerufen werden, d'aß
der Auftrieb des Tragflügels Null wird oder sogar einen negativen Wert erreicht.
Aus diesem Grunde ist es wichtig, während der kritischen Übergangsphase des Fluges
die erfindungsgemäß vorgesehenen Mittel zur Erzeugung eines zusätzlichen Auftriebes
zur Verfügung zu haben. Diese Mittel gewährleisten dann einen ausreichenden Auftrieb
während der Phase, in der das Tragwerk nicht seine normale Rolle spielt und in der
der Auftriebsrotor nur von einem Teil der von dem Generator kommenden heißen Gase
gespeist , wird.
-
Dadurch, daß diese Mittel zur Erzeugung eines zusätzlichen Auftriebes
am hinteren Ende des Trab Hügels angeordnet sind, begünstigen sie den Vorgang des
Neigens des Luftfahrzeuges nach vorn, was dazu ; dient, während der Übergangsphase
die Achse des Auftriebsrotors nach vorn zu neigen. Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung
der Erfindung ist die untere Mündung der Auftriebsdüse mit Hilfe von Klappen verschließbar,
welche senkrecht zur Längsachse des Luftfahrzeuges liegen und unter der Wirkung
einer gemeinsamen Steuerung stehen, mittels der sie aus ihrer größten Öffnungsstellung
in ihre Schließstellung durch eine Verstellbewegung gebracht werden können, während
welcher sie dem den Auftriebsrotor durchströmenden Medium dauernd einen nach rückwärts
gerichteten Impuls erteilen.
-
In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht.
-
Fig. 1 bis 3 zeigen in Seitenansicht bzw. im Grundriß unter Wegbrechung
von Teilen bzw. von hinten ein erfindungsgemäßes Luftfahrzeug für lotrechten Start
mit zwei in das Tragwerk eingebauten Auftriebsrotoren; Fig. 2 a und 2 b zeigen in
größerem Maßstab zwei Ausführungsabwandlungen einer in Fig. 2 dargestellten Umlenkvorrichtung;
Fig. 4 zeigt einen halben Grundriß einer Auftriebsdüse des Luftfahrzeugs; Fig. 5
ist ein Diametralschnitt längs der Linie V-V der Fig. 4;
Fig. 6
ist ebenfalls ein Diametralschnitt einer Auftriebdüse des Luftfahrzeugs, welche
mit einem Lufteintrittsgitter versehen ist, welches durch profilierte Elemente gebildet
wird, welche mit Einrichtungen zur Erhöhung der Tragkraft versehen sind, für welche
verschiedene Ausführungsfarmen in der Figur dargestellt sind; Fig. 7 zeigt schließlich
ebenfalls in einem Diametralschnitt eine Auftriebsdüse mit einem Eintrittsgitter
aus profilierten Elementen, bei welchen wenigstens gewisse Teile beweglich sind,
für welche verschiedene Ausführungsformen auf der Figur dargestellt sind.
-
Bei der dargestellten Ausführungsform weist das Luftfahrzeug ein Tragwerk
mit einem Rumpf 1 (zur Aufnahme insbesondere der beförderten Nutzlast und der Antriebsanlage)
sowie einen einflächigen Flügel 2 auf.
-
Ferner ist ein Strahltriebwerk vorgesehen, welches zweckmäßig durch
ein Turbostrahltriebwerk 3 gebildet wird und dem Apparat eine solche Fluggeschwindigkeit
geben kann, daß der Flügel 2 den Auftrieb des Apparates erzeugt und sein Manövrieren
ermögliche.
-
Schließlich sind wenigstens ein und vorzugsweise zwei mit Schraubenflügeln
4 versehene Rotoren oder mehr vorgesehen, welche in ebenso vielen Auftriebsdüsen
5 untergebracht sind, welche etwa waagerechte Achsen haben und in den Flügel 2 symmetrisch
beiderseits der Längsachse des Apparats eingebaut sind und den Flügel vollständig
durchdringen, wobei die Rotoren 4 allein in der Lage sind, den Auftrieb des Apparates
zu erzeugen, wenn sie mit einer geeigneten Drehzahl in Umdrehung versetzt werden,
z. B., wie nachstehend angenommen, durch die Einwirkung von in dem Treibstrahl des
Turbostrahltriebwerks 3 entnommenen heißen Druckgasen auf eine am Umfang eines jeden
Rotors 4 vorgesehene Gastu:rbinenbeschaufelung 6.
-
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis 3 sind nachstehend gewisse Kennzeichen
der Erfindung erläutert, welche die Ausbildung der verschiedenen obigen Bestandteile
betreffen.
-
Bei der Bestimmung der Form und der Abmessungen des Flügels 2 muß
die Notwendigkeit berücksichtigt werden, den Auftriebsdüsen 5 eine gewisse Höhe
zu geben (damit sie einen guten Wirkungsgrad haben) und ihrer oberen Mündung eine
das Eintreten der Luft begünstigende erweiterte Form zu geben, wobei diese letztere
Bedingung dazu führt, für den Flügel 2 eine solche Form zu wählen, daß in seinen
Grundriß in jede Flügelhälfte gleichachsig zu dem entsprechendem Rotor 4 ein Kreis
eingeschrieben werden kann, dessen Durchmesser um wenigstens 50'% größer als der
des Rotors ist.
-
Die Bedingung der Düsenhöhe zwingt dazu, für die Tiefe des Flügels
2, wenn dieser aerodynamische Eigenschaften behalten soll, einen solchen Wert zu
wählen, daß das Verhältnis zwischen der Dicke und der Tiefe des Flügels nicht einen
vorausbestimmten Wert übersteigt, welcher von der normalen Fluggeschwindigkeit des
Luftfahrzeugs abhängt und für eine Fluggeschwindigkeit von 700 km/h größenordnungsmäßig
1511/o beträgt.
-
Ferner wird aus aerodynamischen Gründen für den Flügel ein zwischen
2 und 5 liegendes Seitenverhältnis gewählt, wobei der günstigste Wert dieses Seitenverhältnisses
von dem Verhältnis zwischen dem Gesamtgewicht des Apparats und dem von dem Turbostrahltriebwerk
3 entwickelten Schub abhängt. Wenn z. B. dieses Verhältnis in der Größenordnung
von 3 liegt, ist der günstigste Wert des Seitenverhältnisses ebenfalls etwa gleich
3.
-
Zur Erfüllung der obigen Bedingungen hinsichtlich der Tiefe des Flügels
2 in den die Rotoren 4 aufnehmenden Zonen, seines Seitenverhältnisses und seiner
Fähigkeit, allein den Auftrieb zu erzeugen, muß für den Flügel 2 eine Nutzfläche
gewählt werden, welche etwa das Vierfache der Gesamtfläche der beiden Rotoren 4
beträgt.
-
Wenn schließlich der Apparat eine richtige Zentrierung haben soll,
ist es zweckmäßig, daß sein Schwerpunkt bei etwa 35% der Tiefe des Flügels 2 liegt,
was dazu führt, für den Flügel unter BerÜcksichtigung der obigen Dimensionierungsbedingungen
die Form eines nach hinten gerichteten Pfeils mit einem zwischen 30 und 45° liegenden
Pfeilwinkel zu wählen.
-
Das Turbostrahltriebwerk 3 wird vorzugsweise in dem Rumpf 1 auf der
Höhe des Flügels 2 vor den Auftriebsrotoren 4 angeordnet, was zunächst gestattet,
eine befriedigende Linienführung (d. h. mit einem genügend großen Krümmungshalbmesser)
für die Leitungen und Düsen 7 zum Anschluß des Auspuffs des Turbostrahltriebwerks
3 an die Antriebsschaufeln 6 der Rotoren 4 zu wählen und andererseits für die oben
erwähnte Zentrierungsbedingung günstig ist, da die Verlegung des Turbostrahltriebwerks
3 nach vorn den Gesamtschwerpunkt des Apparats nach vorwärts verschiebt.
-
Bei dieser vorgeschobenen Lage des Turbostrahltriebwerks 3 mündet
seine Düse 3 a aus dem Rumpf 1. ziemlich weit vor dem Hinterende des Rumpfes, weshalb
es zur Vermeidung einer schädlichen Wirkung des Treibstrahls auf den rückwärtigen
Teil des Rumpfes zweckmäßig ist, diesen rückwärtigen Teil anzuheben, wenn der Flügel
2 ein tiefliegender Flügel ist (während der hintere Teil des Rumpfes niedrig gelegt
werden muß, wenn der Flügel 2 ein hochliegender Flügel ist).
-
Die Einrichtungen, mittels welcher der Pilot nach Belieben die von
dem Turbostrahltriebwerk 3 erzeugten Gase entweder in die Treibdüse des Turbostrahltriebwerks
oder in die Düsen 7 zur Speisung der Antriebsschaufeln 6 der Auftriebsrotoren 4
schicken kann, können gemäß einem der nachstehend angeführten Beispiele ausgebildet
werden.
-
Gemäß einer ersten, in Fig. 2 dargestellten Aus-Führungsform werden
diese Einrichtungen durch einen Satz von Ventilen mit einander zugeordneten Betätigungen
gebildet, welche den Eingang der Düse 3 a und die Eingänge der Düsen 7 steuern,
wobei z. B. in der Düse 3 a ein Ventil 8 und in, den Düsen
7 Ventile 9 vorgesehen werden, deren Betätigungen einander so zugeordnet
sind, daß bei Öffnung des Ventils 8 (normaler Flug) die Ventile 9 geschlossen sind,
und daß bei Schließung des Ventils 8 (Start und Landung) die Ventile 9 offen sind.
-
Gemäß einer zweiten, in Fig. 2 a dargestellten Aus, führungsform sind
an der Stelle der Mündung einer jeden Speisedüse 7 in eine Zone der Treibdüse 3
a mit viereckigem Querschnitt zwei viereckige Ventilhälften 9 a vorgesehen, welche
je nach ihrer Stellung entweder für den waagerechten Flug diese beiden Mündungen
abdecken (vollausgezogene Stellung) oder mit ihren Vorderkanten miteinander in Berührang
kommen
(strichpunktierte Stellung), so daß sie die Treibdüse verschließen und einen richtigen
Anschlußkanal für die Speisedüsen 7 abgrenzen, wenn dis Auftriebsrotoren in Betrieb
genommen werden sollen.
-
Es ist zu bemerken, daß die Ventile 9 a wenigstens teilweise ausgewuchtet
werden können, indem sie z. B. hinter ihrer Schwenkachse durch eine Klappe 9 b verlängert
werden, welche für das Ventil 9 a in dem oberen Teil der Fig. 2 a dargestellt ist.
-
Gemäß einer dritten, in Fig. 2b dargestellten Ausführungsform erfolgt
die Umlenkung des Gasstroms durch pneumatische Ablenkeinrichtungen, wofür zweckmäßig
etwas vor der Zone, in welcher die Speisedüsen 7 und die Treibdüse 3 a zusammentreffen,
einerseits wenigstens zwei Blasdüsen bi vorgesehen werden, welche beiderseits dieser
Zone angeordnet und auf die Achse der Strömung gerichtet sind, wobei diese Düsen
bei ihrer Inbetriebnahme (wie für die untere Düse bi dargestellt) den Gasstrom zwingen,
in die Düse 3 a zu strömen, sowie andererseits wenigstens zwei Blasdüsen b., welche
in einem Profilkörper untergebracht sind, dessen Längsebene in der Symmetrieebene
der obigen Vereinigungszone liegt, wobei diese Düsen nach außen gerichtet sind und
bei ihrer Inbetriebnahme (wie für die obere Düse b., dargestellt) den Gasstrom zwingen,
in die entsprechende Speisedüse 7 einzutreten.
-
Es genügt dann, zur Speisung der Auftriebsrotoren die Düsen bz .und
zur Inbetriebnahme der Treibdüse 3 a die Düsen bi in Betrieb zu setzen.
-
Die Speisung der Blasdüsen bi und bz erfolgt zweckmäßig mit an dem
Verdichter des Turbostrahltriebwerks 3 entnommener Druckluft.
-
Es ist zu bemerken, daß die Blasdüsen mit der Richtung des Hauptstroms
einen zwischen 90 und 135° liegenden (nach strömungsaufwärts zu geneigten) Winkel
bilden können.
-
Nachstehend sind gewisse Kennzeichen der Erfindung erläutert, welche
sich im besonderen auf die Ausbildung der Auftriebsdüsen 5 beziehen und zur Verbesserung
des Wirkungsgrads derselben bestimmt sind.
-
Hierfür ist, wie in Fig. 5, 6 und 7 dargestellt, der mit Schraubenflügeln
versehene Rotor 4 in der Nähe des Bodens der entsprechenden Auftriebsdüse 5 angeordnet,
in welcher über dem Rotor in der Nähe ihrer oberen Mündung ein Eingangsgitter vorgesehen
ist, welches durch eine gewisse Zahl von Elementen 10 gebildet wird, welche sich
senkrecht zu der Längsachse des Luftfahrzeugs erstrecken und Querschnitte in Form
von Flügelprofilen haben, deren Sehnen vorzugsweise bei den einzelnen Elementen
verschiedene Stellungen einnehmen, aber in der Nähe der Lotrechten liegen, wobei
diese Elemente 10 so ausgebildet sind, daß sie den Eintritt der Luft in die Düse
5 und ihre Weiterleitung zu dem Rotor 4 begünstigen.
-
Die Profile der Elemente 10 werden vorzugsweise so gewählt, daß diese
ohne gefährliche Ablösungserscheinungen mit Luftstromfäden beaufschlagt werden
können, welche dis Profile unter einem Winkel beaufschlagen, welcher zwischen zwei
möglichst weit voneinander entfernten Grenzwerten liegt.
-
Hierfür werden zweckmäßig für die Elemente 10
möglichst dicke
Profile gewählt, deren Dicke größenordnungsmäßig 20 oder sogar 25"/o ihrer Sehne
beträgt.
-
Die individuelle Einstellung eines jeden Elements 10 (wobei die allgemeine
Lage der Sehnen der Elemente 10 in der Nähe der Lotrechten liegt, aber, wie bereits
erwähnt, vorzugsweise bei den einzelnen Elementen verschieden ist) wird zweckmäßig
so bestimmt, daß, wenn die waagerechte Geschwindigkeit des Luftfahrzeugs Null ist,
das betreffende Element 10 auf seiner Saugseite mit dem größten negativen Anstellwinkel
beaufschlagt wird, welcher keine Ablösung an der Druckseite des Elements erzeugt.
-
Hierdurch wird der Anstellwinkel der Elemente (positive Anstellung),
welcher erreicht wird, wenn die waagerechte Geschwindigkeit des Luftfahrzeugs am
größten ist, soweit wie möglich verringert, wodurch für diese Höchstgeschwindigkeit
die Gefahr einer Ablösung der Luftstromfäd'en auf der Saugseite der Elemente 10
verringert werden kann.
-
Es ist zu bemerken, daß, wenn die Ablösungsgefahr nicht besteht, für
jedes Element 1.0 eine derartige Anfangslage gewählt werden kann, daß der einer
waagerechten Geschwindigkeit Null des Luftfahrzeugs entsprechende negative Anstellwinkel
der Luftstromfäden kleiner ist als der Grenzanstellwinkel, von welchem an eine Ablösegefahr
an der Druckseite des betreffenden Elements 10 auftritt, was dann die Verringerung
des Eigenluftwiderstands der Elemente 10 in dem in die Auftriebsdüse eintretenden
Luftstrom gestattet.
-
Die obigen Betrachtungen hinsichtlich der Einzeleinstellung der Elemente
10 führen jedenfalls dazu, für die Elemente eine von dem Hinterende nach dem Vorderende
zunehmende, nach vorn gerichtete Schräglage zu wählen.
-
Ferner können zur Vermeidung der Ablösung der Luftstromfäden auf der
Saugseite der Elemente 10 zweckmäßig diese Elemente (oder wenigstens diejemgen,
bei welchen eine Ablösegefahr besteht) mit Einrichtungen versehen werden, wie sie
bei den Luftfahrzeugflügeln benutzt werden, um das Auftreten der Ablöseerscheinungen
zu verzögern.
-
Hierfür kann man z. B., wie in Fig. 6 für das erste Element 10 von
links dargestellt, vor der Vorderkante des betreffenden Elements 10 einen
Ansatz 11 vorsehen, welcher zusammen mit der Vorderkante einen Spalt 12 abgrenzt,
welcher den ohne Ablösung zulässigen größten positiven Anstellwinkel beträchtlich
vergrößert.
-
Es kann auch, wie bei dem zweiten Element 10 dargestellt, Luft (welche
zweckmäßig an dem Verdichter des Turbostrahltriebwerks 3 entnommen wird) durch einen
Spalt 13 geblasen werden, welcher hierfür in der Hinterkante des betreffenden Elements
vorgesehen ist, wobei das Element außerdem mit einem vorderen Ansatz 11 versehen
werden kann, wie dies bei dem dritten Element 10 dargestellt ist.
-
Wenn das Element 10 einen derartigen Ansatz 11 aufweist, kann auch
Luft durch einen in der Hinterkante dieses Ansatzes vorgesehenen Spalt 14 geblasen
werden (wie dies bei dem vierten Element 10 dargestellt ist), wobei diese Maßnahme
mit einer Blasung durch die Hinterkants des Elements 10 kombiniert werden kann,
wie dies bei dem fünften Element 10 dargestellt ist.
-
Die Elemente 10 können auch an Stelle mit Blasvorrichtungen mit Vorrichtungen
zum Ansaugen der Grenzschicht versehen werden, welche das Auftreten der Ablöseerscheinungen
verzögern, wenn der positive Anstellwinkel der Elemente zunimmt.
Bisher
war angenommen, daß die Anfangseinstellung der Elemente 10 des Lufteintrittsgitters
endgültig ist, es können jedoch auch, wie in Fig. 7 dargestellt, Elemente 10 mit
regelbarer Einstellung vorgesehen werden, wobei z. B. jedes dieser Elemente um eine
Achse 15 schwenkbar ist, welche vorzugsweise in gleicher Entfernung von der Vorderkante
und der Hinterkante des betreffenden Elements liegt, wobei eine gemeinsame Steuerung
der Elemente 10 vorgesehen wird, derart, daß die Stellungsregelung auch an dem vorderen
Ansatz 11 oder auch nur an diesem vorgenommen werden kann, wenn die Elemente
10 mit einem derartigen Ansatz versehen sind.
-
So hat z. B. in Fig. 7 das erste Element 10 von links eine
unveränderliche Stellung, ist aber mit einem Ansatz 11 mit veränderlichem Anstellwinkel
versehen.
-
Das zweite Element 10 hat einen regelbaren Anstellwinkel, besitzt
aber keinen vorderen Ansatz.
-
Das dritte Element 10 ist mit einem Ansatz 11 versehen, wobei der
Anstellwinkel der durch dieses Element und den Ansatz gebildeten Anordnung regelbar
ist.
-
Schließlich hat das vierte Element 10 einen regelbaren Anstellwinkel
und ist mit einem Ansatz 11 versehen, dessen Eigenanstellwinkel gegenüber dem des
Elements geregelt werden kann.
-
In jedem Fall muß, wenn der Ansttellwinkel der Elemente oder der mit
ihnen kombinierten Ansätze 11 regelbar ist, eine gemeinsame Steuerung vorgesehen
werden, welche die gleichzeitige Regelung aller Elemente des Gitters gestattet.
-
Zur Vervollständigung der Auftriebsdüsen 5 muß jede von ihnen mit
zwei Sätzen von Verschlußeinrichtungen versehen werden, welche die Kontinuität der
Oberseite bzw. der Unterseite des Flügels 2 herstellen, wenn die Düse außer Betrieb
gesetzt wird: Für die Verschlußeinrichtungen für die Oberseite des Flügels 2 kann
eine der beiden nachstehend beispielshalber angegebenen Ausführungsformen benutzt
werden.
-
Bei der ersten derselben, welche insbesondere dann zweckmäßig ist,
wenn das durch die Elemente 10 gebildete Gitter selbst ausreicht, um eine richtige
Strömung der Luft zu gewährleisten und sie senkrecht zu der Ebene des Rotors zu
führen, werden die Verschlußeinrichtungen durch um zu der Geschwindigkeit des Luftfahrzeugs
parallele Achsen schwenkbare Klappen gebildet, wobei dann die obere Mündung einer
jeden Düse durch zwei (halbkreisförmige) Klappen oder durch vier je einen Sektor
von 90 bildende Klappen verschlossen werden kann, welche (mit Feststellung in einer
beliebigen Zwischenstellung) stetig regelbar oder nur in der Stellung der vollständigen
Schließung oder der vollständigen Öffnung stabilisierbar sein können.
-
Die zweite, in Fig. 4 und 5 dargestellte Ausführungsform gestattet
eine weitere Verbesserung der Bedingungen für das Auffangen und die Führung der
Luftstromfäden am Eingang der Auftriebsdüse und ist insbesondere dann zweckmäßig"
wenn der Aasstellwinkel der Elemente 10 des Innengitters nicht regelbar ist. Bei
dieser Ausführungsform werden die Verschlußeinrichtungen der Flügeloberseite durch
eine gewisse Zahl von Klappen 16 gebildet, welche sich senkrecht zu der Achse des
Luftfahrzeugs erstrecken und um Achsen 17 schwenkbar sind, welche vorzugsweise in
der Nähe ihrer Hinterkante liegen. Wenn. die Elemente 10 des Innengitters feststehen,
wird die Ausbildung zweckmäßig so getroffen, daß jede Klappe 16 des Gitters der
Flügeloberseite bei allen ihren Winkelstellungen mit dem auf ihrer Höhe liegenden
Element 10 einen Spalt 18 bestimmt, welcher durch die Hinterkante
der Klappe 16 und durch die Vorderkante des entsprechenden Elements 10 begrenzt
wird. Ein derartiger Spalt ist für eine gute Strömung der Luft günstig und verhindert
die Ablöseerscheinungen. Man richtet es dann zweckmäßig so ein, daß die Klappen
16 in der Öffnungsstellung verschiedene Winkelstellung einnehmen und dann eine Art
sich nach oben erweiternden Fächer bilden.
-
Es wird dann ein Steuersystem vorgesehen, mit welchem die Klappen
16 gleichzeitig so betätigt werden können, daß sie aus ihrer Öffnungsstellung in
ihre Schließungsstellung gebracht werden können, wobei dieses Steuersystem so ausgebildet
werden muß, daß es unter Berücksichtigung der obigen fächerförmigen Anordnung einer
jeden Klappe eine um so größere Verdrehung erteilt, je weiter die betreffende Klappe
hinten liegt.
-
Schließlich ist dieses Steuersystem vorzugsweise selbstsperrend.
-
Hierfür kann z. B., wie in Fig. 4 und 5 dargestellt, jede Klappe 16
mit drei Zahnsektoren 19 (einem mittleren Sektor und zwei Außensektoren) versehen
werden, mit Ausnahme der vordersten Klappe 16a, welche nur mit einem mittleren Sektor
versehen ist.
-
Jeder Sektor 19 wirkt mit einer Schnecke 20 zusammen, welche an einem
Ende einer senkrecht zu dein Flügel 2 liegenden Achse 21 befestigt ist, deren anderes
Ende ein Zahnrad 22 trägt.
-
Die Zahnräder 22 der mittleren Sektoren werden durch eine endlose
Kette 23 angetrieben, während die Außensektoren von einer anderen endlosen Kette
24 angetrieben werden, welche zweckmäßig von dem gleichen (hydraulischem oder elektrischen)
Motor 25 wie die endlose Kette 23 angetrieben wird.
-
Bei zweckmäßiger Wahl des Untersetzungsverhältnisses des kinematischen
Systems (Zahnrad 22, Schnecke 20 und Zahnsektor 19) einer jeden Klappe können dann
an den verschiedenen Klappen 16 bei gleichem Hub der endlosen Ketten 23 und 24 verschiedene
Winkelausschläge erhalten werden.
-
Die Verschlußeinrichtungen zur Wiederherstellung der Kontinuität der
Unterseite des Flügels, 2 können, wie in Fig. 5 dargestellt, durch eine gewisse
Zahl von Klappen 26 gebildet werden, welche parallel zu den Klappen 16 liegen und
vorzugsweise um in der Nähe ihrer Vorderkante liegende Achsen 27 schwenkbar sind.
Diese Klappen stehen unter der Einwirkung einer Steuerung, welche gestattet, sie
gleichzeitig so zu betätigen, daß sie beim Übergang aus ihrer größten Öffnungsstellung
(einer waagerechten Fluggeschwindigkeit Null entsprechende lotrechte Lage) in ihre
Schließungsstellung beim Übergang des Luftfahrzeugs zu waagerechtem Flug in jedem
Augenblick eine Stellung einnehmen, in welcher sie dem den Rotor durchströmenden
Strömungsmittel einen nach hinten gerichteten Impuls erteilen, welcher vorzugsweise
größer als die Bewegungsgröße ist, welche das Strömungsmittel vor seiner Ansaugung
durch den Auftriebsrotor besaß, oder wenigstens gleich dieser.
-
Ferner wird zweckmäßig der rückwärtige Teil des Flügels 2 mit einer
Vorrichtung zur Erzeugung eines zusätzlichen aerodynamischen Auftriebs versehen,
z. B. einer Klappe 28, welche eine Krümmungsklappe
oder eine Flügelunterseitenklappe
oder auch eine Klappe mit einfachem Spalt oder mehreren Spalten oder eine »Fowler-Klappe«
usw. sein kann.
-
Die an dem Hinterende des Flügels 2 vorgesehene Vorrichtung zur Erzeugung
eines zusätzlichen Auftriebs hat die Wirkung, daß sie, wenn sie eingeschlagen ist,
bei gleichem Auftriebsbeiwert den Anstellwinkel, welcher dem Flügel 2 zur Erzielung
dieses Auftriebs gegeben werden muß, beträchtlich verringert.
-
So wird z. B. bei einem Ausschlag einer Spaltklappe von 65° der zur
Erzielung eines gegebenen Auftriebs erforderliche Anstellwinkel um etwa 25° verringert,
und zwar für einen beliebigen Wert dieses Auftriebs.
-
Ferner kann die Herstellung der waagerechten Ge, schwindigkeit des
Luftfahrzeugs dadurch begünstigt werden, daß die Achse der Auftriebsrotoren etwas
nach vorn geneigt wird.
-
Schließlich ist noch zu bemerken, daß bei einem derartigen Luftfahrzeug
für lotrechten Start beim normalen Flug die Steuerung des Apparats mit Hilfe der
üblichen Ruder (Querruder 29 und Seitensteuer 30, welche vorzugsweise statisch und
aerodynamisch ausgewuchtet sind) erfolgt und daß beim stationären Flug und bei den
Übergangszuständen die Höhensteuerung und die Seitensteuerung mittels eines hierfür
in der Treibdüse 3 a des Turbostrahltriebwerks 3 vorgesehenen Strahlablenkers vorgenommen
werden, während die seitliche Lage während des stationären Fluges und der übergangszustännde
dadurch eingestellt wird, daß die die beiden Auftriebsrotoren antreibenden Beschaufelungen
7 in verschiedener Weise gespeist werden, wobei der stärker gespeiste Rotor ein
Anheben der entsprechenden Flügelhälfte bewirkt.
-
Ein derartiges Luftfahrzeug wird folgendermaßen gesteuert: Beim Abflug
wird die gesamte Leistung des Strahltriebwerks dem Auftriebsrotor zugeführt, und
das Luftfahrzeug beginnt lotrecht aufzusteigen.
-
Zur Herstellung der waagerechten Geschwindigkeit des Luftfahrzeugs
schlägt der Pilot die Krümmungsklappen so stark wie möglich ein, stellt den Apparat
nach vorn um etwa 25° schräg und schlägt hierauf allmählich die Klappen der Flügelunterseite
nach rückwärts ein. Die durch die Klappen der unteren Verschlußgitter abgelenkte
waagerechte Komponente des Auftriebs ergibt eine genügende Beschleunigung, um schnell
eine waagerechte Geschwindigkeit des Apparats herzustellen. Der Pilot kann dann
den Apparat überziehen, die Verschlußeinrichtungen der Auftriebsdüsen schließen,
die Leistung des Strahltriebwerks in die Treibdüse desselben leiten und die Krümmungsklappen
anheben.
-
Wenn schließlich der Apparat aus schnellem waagerechtem Flug landen
will, stellt der Pilot die Speisung der Treibdüse ab, überzieht den Apparat allmählich
und schlägt anschließend die Krümmungsklappen ein, bis die waagerechte Fluggeschwindigkeit
genügend verringert ist. Er speist dann die Antriebsbeschaufelungen der Auftriebsrotoren,
legt die öffnungen der Auftriebsdüsen frei, verringert die Leistung der Auftriebsmotoren,
wenn die waagerechte Geschwindigkeit des Apparats zu Null geworden ist, und stellt
die Leistung der Auftriebsrotoren in der Nähe des Bodens wieder auf einen höheren
Wert ein, so daß er mit einer möglichst kleinen Geschwindigkeit landet.
-
Nachstehend sind beispielshalber einige Kenngrößen eines auf Grund
der obigen Ausführungen entworfenen Verbindungsflugzeugs mit zwei Rotoren angegeben.
| Oberfläche .................... 21M2 |
| Spannweite ................... 8,80 m |
| Seitenverhältnis ............... 2,8 |
| Gesamtlänge .................. 10,50m |
| Durchmesser des Rumpfes ...... 1,80m |
| Gesamtgewicht ................ 3700 kg |
| Schubkraft des Strahltriebwerks. . 1350 kg |
Mit diesem Flugzeug können folgende Leistungen erreicht werden:
| Reisegeschwindigkeit |
| in 9000 m ............. 700 km/h |
| Aktionsradius ............ 800 km |
| Herstellung der waagerech- |
| ten Geschwindigkeit .... 50 m/s |
| in 30 Sekunden |
| Steiggeschwindigkeit ...... 8 m/s |