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Rotor für Verwandlungsflugzeuge Die Erfindung betrifft einen Rotor
für Verwandlungsflugzeuge mit einem oder mehreren am Rotorkopf angeschlossenen,
während des Rotorumlaufes um ihre Achsen rotierenden Magnusrotoren zur Auftriebs-
bzw. Vortriebserzeugung.
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Soweit Rotoren der vorgenannten Art bekamit sind, besitzen diese gegenüber
Rotorblättern in der kritischen übergangsphase vom Senkrechtstart bzw. -landung
zum Vorwärtsflug, d. h. bis zum Erreichen höherer, für die Auftriebserzeugung
durch die Tragflügel ausreichenden Fluggeschwindigkeit ein günstigeres Flugverhalten.
Dieser Vorteil ergibt sich dadurch, daß an den jeweils zurücklaufenden Magnusrotoren
keine Abreißerscheinungen, wie bei zurücklaufenden Rotorblättern auftreten, wenn
nach Erreichen höherer Fluggeschwindigkeiten die Rotoren stillgesetzt werden und
keinen Auftrieb mehr erzeugen.
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Abgesehen von den mit der Stillsetzbarkeit verbundenen Vorzügen besitzen
die Magnusrotoren je-
doch den Nachteil, daß sie im stillgesetzten Zustand
infolge ihres hohen Luftwiderstandes den angestrebten Schnellflug in erheblichem
Maße beeinträchtigen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Rotor der eingangs genannten Art
so auszubilden, daß unter Beibehaltung der Vorteile der bekannten Magnusrotoren
deren Nachteile in technisch einfacher und aufwandsparender Weise vermieden sind,
so daß bei Verwandlungsflugzeugen höhere Fortschrittsgrade als bisher erzielbar
sind.
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Eine Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung dadurch, daß
die Magnusrotoren biegeschlaff ausgebildet sind.
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Ein in dieser Weise ausgebildeter Rotor besitzt den Vorzug, daß er
in technisch einfacher Weise und einem im Verhältnis zur Gesamtkonzeption des Verwandlungsflugzeuges
vertretbaren Aufwand an Bauteilen in den Rumpf des Flugzeuges einziehbar und aufwickelbar
ist, wodurch sich höhere Fluggeschwindigkeiten erreichen lassen als sie mit den
Hilfsrotoren der bekannten Verwandlungsflugzeuge erzielbar sind.
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In den Figuren. sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung gezeigt.
Hieran sind die vorgenannten und weitere, sich aus der Erfindung ergebende Vorteile
näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 in Seitenansicht einen Rotor für Verwandlungsflugzeuge
mit während seines Umlaufes um ihre Achsen rotierenden, gemäß der Erfindung biegeschlaff
ausgebildeten Magnusrotoren zur Auftriebs-bzw. Vortriebserzeugung, F i
g. 2 ein Ausführungsbeispiel eines biegeschlaffen Magnusrotors gemäß F i
g. 1,
F i g. 3 eine Teilansicht eines verbesserten Magnusrotors gemäß
F i g. 2 mit einem im. Schnitt gezeigten elastischen überzug, F i
g. 4 im größeren Maßstab als F i g. 3 einen Querschnitt durch einen
gemäß der Erfindung ausgebildeten Magnusrotor, F i g. 5 -hr,e#bwr ähnlichen
Darstellung wie F i g. 4 einen Querschnitt durch einen Magnusrotor mit Kreisringquerschnitt.
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Alle nicht unmittelbar zum Erfindungsgegenstand gehörenden Teile eines
Rotors für Verwandlungsflugzeuge sind in den vorgenannten Figuren aus Gründen einer
besseren übersichtlichkeit nicht näher gezeigt.
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In F i g. 1 ist ein Rotor für ein Verwandlungsflugzeug gezeigt,
bei welchem statt der bisher üblichen Rotorblätter mit 1 bezeichnete Magnusrotoren
verwendet werden, die gemäß der Erfindung aus einem biegeschlaffen Werkstoff bestehen
und über Kegelräder 11, die bei, 3 a gelagert sind, angetrieben werden.
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Der in der Figur gezeigte Rotorkopf besitzt einen flugzeugfesten Teil
2 und einen an diesem gelagerten, konzentrisch zur Rotorachse umlaufenden Teil
3, an welchem die Magnusrotoren 1 angeordnet sind. Der Antrieb des
umlaufenden Teils 3 erfolgt über ein nicht näher gezeigtes Getriebe, welches
seinerseits von der Hauptantriebsvorrichtung des Verwandlungsflugzeuges angetrieben
wird.
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Nachdem der Rotorkopf in Drehung versetzt ist, werden die Magnusrotoren
1, die infolge ihrer biegeschlaffen Ausbildung bei Stillstand des Rotors
auf Rollen 40 aufgewickelt oder in das Innere des Rotorkopfes eingezogen sind, durch
die auf die Rotoren einwirkende Zentrifugalkraft ausgefahren und in Rotation um
ihre Achse versetzt. Bei einer Drehung des Rotorkopfes und gleichzeitiger Rotation
der Magnusrotoren 1 entsteht in bekannter Weise durch den
Magnuseffekt
ein dem Hubschrauberrotor mit Rotorblättern üblicher Bauart entsprechender Schub.
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In F i g. 2 ist ein einzelner Magnusrotor 1 gezeigt,
der gemäß der Erfindung aus einer Anzahl von miteinander auf Drehmitnahme verbundenen
Gliedern 1 a
mit gleichem zylindrischen Voll- oder Kreisringquerschnitt
besteht.
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Diese Ausführung besitzt im Gegensatz zu einteiligen Rotoren gemäß
F i g. 1 den Vorteil, daß die einzelnen Glieder des Magnusrotors aus einem
biegesteifen Werkstoff hergestellt sein können, ohne daß dadurch die biegeschlaffe
Charakteristik des ganzen Magnusrotors beeinträchtigt wird. Dieser Vorteil wird
durch eine gelenkige Verbindung der einzelnen Glieder mittels entsprechender Kupplungsstücke
1 b
sichergestellt. Die Befestigung der Glieder la untereinander ist
so vorgenommen, daß die einzelnen Glieder bei einer Rotation der Magnusrotoren keine
Relativdrehung zueinander ausführen, und daß die einzelnen Rotoren in Richtung ihrer
Drehachse längsstabil bleiben bzw. nur in geringem Maße elastisch sind. Da die die
Glieder la untereinander verbindenden Kupplungsstücke 1 b von an sich bekannter
Art sein können und nicht Gegenstand der Erfindung sind, ist auf eine nähere Darstellung
derselben und ihrer möglichen Befestigungsweise an den Gliedern verzichtet worden.
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Um unter Beibehaltung der vorgenannten Vorteile bei einem gemäß der
F i g. 2 ausgebildeten Magnusrotor trotz der Abstände zwischen den einzelnen
Gliedern la eine größere Rotationsfläche zu erhalten und eventuelle Spaltverluste
zwischen den Gliedern zu vermeiden, wird gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung
vorgeschlagen, die einzelnen Glieder la mit einem sich über die ganze Länge des
Magnusrotors erstreckenden schlauchförmigen, elastischen überzug 4 zu versehen.
Ein Teilstück eines in dieser Weise ausgebildeten Magnusrotors ist in F i
g. 3 gezeigt.
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Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel können die Magnusrotoren gemäß
der Erfindung statt gliederförmig aus einem biegeschlaffen Werkstoff hergestellt
und einteilig ausgebildet sein sowie Voll- oder Kreisringquerschnitt besitzen. Solcher
Art ausgebildete, bereits in F i g. 1 gezeigte Magnusrotoren lassen sich
im Gegensatz zu Rotoren, die aus einer Anzahl von Gliedern zusammengesetzt sind
und deren Verwendung in einigen bestimmten Anwendungsfällen von Vorteil sein kann,
besonders einfach, billig und ohne großen Aufwand herstellen.
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Um die Mäntel der Magnusrotoren gemäß F i g. 1
bzw. deren Glieder
gemäß F i g. 2 gegen Witterungseinflüsse oder durch Fremdkörper verunreinigte
Luft besonders widerstandsfähig zu machen, können gemäß der Erfindung die Mäntel
der Magnusrotoren 1
bzw. deren Glieder la mit schützenden Gewebeverstärkungen
5 versehen sein. Diese Gewebeverstärkungen und der bereits erwähnte überzug
4 können bei entsprechender Elastizität und Luftundurchlässigkeit in weiterer Ausgestaltung
der Erfindung auch an ein nicht näher gezeigtes Gebläse oder an einen kurze Luftstöße
erzeugenden Kompressor angeschlossen sein. Damit läßt sich zusätzlich in einfacher
Weise eine Eisbildung an den Magnusrotoren vermeiden.
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In den F i g. 4 und 5 sind solche Gewebeverstärkungen
an Hand von Querschnittsdarstellungen von einteiligen oder gliederförinigen Rotoren
mit Voll-oder Kreisringquerschnitt näher gezeigt. Bei entsprechender Festigkeit
der Gewebeverstärkungen 5
kann gegebenenfalls bei einem Magnusrotor mit Kreisringquerschnitt
gemäß F i g. 5 auch vermieden werden, daß sich der Rotorquerschnitt
bei extrem hoher Rotationsgeschwindigkeit des Magnusrotors aufweitet.
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Unabhängig davon, welchem Verwendungszweck die Gewebeverstärkungen
dienen, sind jedoch stets nur solche Gewebe vorgesehen, die außer einer hohen Beanspruchbarkeit
gegen Belastungen aller Art eine genügend große Elastizität besitzen und einem Aufwickeln
oder Einziehen der Magnusrotoren keinen großen Widerstand entgegensetzen.
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Wie die F i g. 4 weiterhin zeigt, können bei einem Magnusrotor
mit Vollquerschnitt außer den bereits genannten Gewebeverstärkungen 5 gemäß
der Erfindung zusätzlich auch in den biegeschlaffen Werkstoff eingebettete, die
Rotationskräfte aufnehmende, sich in radialer und in Umfangsrichtung erstreckende
schlingenförmige Zugorgane 6 angeordnet sein, deren Enden an einem konzentrisch
zur Rotorachse bzw. zur Achse der Glieder la eingebetteten, die Längskräfte des
Magnusrotors aufnehmenden Zugorgan 7,
z. B. an einem Drahtseil, befestigt
sind.
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. In dieser Weise ausgebildete Rotoren können sowohl einer
besonders hohen Rotationsgeschwindigkeit der Magnusrotoren als auch des Rotorkopfes
ausgesetzt werden, ohne daß eine Deformation des Rotorquerschnittes oder eine unerwünschte
Längung der einzelnen Magnusrotoren eintritt. Zugorgane der vorgenannten Art lassen
sich sowohl bei einteiligen Rotoren (F i g. 1) als auch bei aus einer Anzahl
von Gliedern gebildeten Rotoren (F i g. 2) vorsehen.