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Linsen.fürmigßs Luftfahrmug Die Erfindung betrIfft rin 1.inseafbvmiges
Luftfahrzeug mit Lufteintritt an der Oberseite, -mit Einrichtungen zur Energieerhöhung
der eingetretenen Luft und mit seitlichen und unten angeordneten Austrittsöffnungen
für dir, Luft, Bei manchen dieser bekannten Luftfahrzeuge. handelt es sich um scheibenförmige
Hubschrauber, deren_ Horizontalstabilität durch Steuerung verschiedener Luftströme
erreicht wird, die um die Horizontalluftschraube kreisen.
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Auch ist ein Flugzeugrumpf mit einer glatten Oberfläche bekannt, der
von Kanälen für Luft durchzogen und mit einer oder mehreren mechanischen Antriebsgruppen
ausgestattet ist, sowie mit Stabilisatoren, Steuerrudern usw. Schraubenflügel. sind
vorgesehen, um große Luftmassen von der Oberfläche des Rumpfes anzusaugen und sie
nach unten auszustoßen, parallel zur Achse des durchgehenden Kanals, Es liegt also
eine symmetrische Vorrichtung vor, je-
doch nicht in Form einer kreisrunden
Scheibe, Zur Steuerung und Stabilißation des Fluges sind mechanische Einrichtungen
vorgesehen. Hierdurch wird, die Steuerung offensichtlich relativ teuer, Darüber
hinaus sind Ceanda-Düsen zum Einsatz bei einem Luftfahrzeug bekannt. Es wurden auch
schon die verschiedenen Phänomena des Coandaeffektes zur Schuberhöhung diskutiert.
DuTch die Erfindung soll nun ein Luftfahrzeug geschaflen werden, das sich senkrecht
und waagerecht fortbewegen und auf der Stelle schweben kann, ohne daß mechanische
Leitwerke zur Regelung der Flughöhe, oder Richtung vorhanden sind.
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Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß überraschend einfach dadurch
gelöst, daß bei einem finsenförnügen Luftfahrzeug mit Lufteintritt an der Oberseite
und mit Einrichtungen zur Energieerhöhung der eingetretenen Luft und mit seitlichen
und unten angeordneten Austrittsöffnungen für die Luft eine konzentrisch
In dem Luftfahrzeug angeordnete ringförrnige Sammelkammer vorhanden ist,
in die die mit Energie angereicherte Luft eintritt und von der aus sie den Luftaustrittsöffnungen
zugeleitet wird.
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Die erfindungsgemäße Maßnahme ist für die Flugstabilität des Luftfahrzeuges
von großer Bedeutung, weil in dieser Ringkammer ein Druckausgleich stattfindet,
so daß alle Blasdüsen. vollständig gleichmäßig versorgt werden können. Die Speisung
der Brennkammer kann von einem oder mehreren Druckerzeugern aus erfolgen, da die
Ringkammer für einen eiltsprechenden Ausgleich sorgt, wenn die Druckerzeuger ungleichmäßig
arbeiten. Es stellt sich also eine symmetrische Schubverteilung ein, die für die
vertikale Fortbewegung - wenn diese, crf019rC!r,11 5ein soll - notwendig
ist'.
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Durch die erfindungsgem43e Anordnung werdon allein auf statische Weise,
die E , hize isirhilb e, # g e - li Q f e rt, die notwendig sind,
um die Bewegungen nae vorne, nach hinten, nach oben und nach unten zu gewArleisten,
Durch die erfindungsgemäße Vorrightulg erhält man auf völlig unvorherschbare, Weise
eine von der Fachwelt unerwartete Steigerung der- Sgbubwerte, wie Versuche deutlich
gezeigt haben.
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Beispielsweise AusfiihrungsfQrmen der Erfi n dung -
werden im
folgenden an Hand der Zeichnungen bQ-schrieben, wobei die, Erfindung j(3doch nicht
auf diese Ausführungsformeu beschränkt ist, In den Zeichnungen stellt F i
g. 1 schematisch das Prinzip. des Auftriebs und der Stabilisierung dar; F
i g. 2 zeigt in einem Schma, das Prinzip der Seitenbewegung; F i g.
3 und 4 stellen schematisch eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
LuftfahrzQugs dar; F i g. 5 und 6 zeigen schematisch eine Variante
der Erfindung.
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In F i g. 1 ist schematisch ein Flugzeug 1 dargestellt,
an dessen Unterseite zwei Rohre 2 und Za angeordnet sind, aus denen ein Gas
austritt, das aus dem Inneren des Flugzeugs! jngeliefert wird. Die Richtungen
3 und 3 a der Reaktionskräfte der aus 2 und 2 a austretenden,
Gase treffem sich in dem Punkt M, der das Metazentrum der Reaktionskräfte darstellt
und der oberhalb des Schwerpunktes S liegt.
Wenn die Summe der Vertikalkomponenten
dieser Reaktionskräfte größer ist als das Gewicht des Flugzeugs,
dann
steigt das Flugzeug. Da jede Drehbewegung des Flugzeugs als Funktion seines Trägheits-Ellipsoids
auftritt, dessen drei Achsen durch den Schwerpunkt gehen und da das Flugzeug symmetrisch
gebaut ist, so verschiebt sich die Lage des Metazentrums. Wenn infolgedessen aus
irgendeinem Grund die Reaktionskraft z. B. von 2 a größer wird als die von 2, dann
verschiebt sich das Metazentrum nach 2 (das Flugzeug dreht sich um den Schwerpunkt),
und es entsteht ein Moment zwischen dem neuen Metazentrum und dem Schwerpunkt, durch
das die stabile Lage des Flugzeugs wieder hergestellt wird.
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In F i g. 2 sind die Rohre 2 und 2 a willkürlich gerichtet,
z. B. so, daß sich die Achsen der Reaktionskräfte 3 und 3
a in einem Punkt 8 schneiden. Wenn die Resultante durch den Schwerpunkt
geht, dann bewegt sich das Flugzeug in der Richtung der Resultante. Wenn die Kraft
Pt durch das Gewicht aufgehoben ist, dann verbleibt ein Moment um den Schwerpunkt
(Moment 7). Die Komponente Tr (Zug) ergibt eine Horizontalbewegung und bildet
mit dem Widerstand W, der durch den Schwerpunkt oder durch seine nähere Umgebung
geht, ein Drehmoment 6,
das entgegengesetzt zu dem Moment 7 gerichtet
ist, wobei diese beiden Momente im Gleichgewicht sein müssen. Die Bewegungen der
Rohre 2 und 2a müssen verhältnismäßig klein sein, und um den seitlichen Schub zu
vergrößern, verwendet man das Rohr 5, das derart angeordnet ist, daß kein
Drehmoment im Flugzeug entsteht.
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Für Seitenbewegungen geringer Geschwindigkeit kann man sich daher
gegebenenfalls der Auftriebs-und Stabilisierungsrohre 2 und 2 a bedienen, für Bewegungen
mit hoher Geschwindigkeit muß man jedoch Rohre 5 verwenden.
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Die Stabilität des Flugzeugs wird jedoch auf keinen Fall geändert.
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Die F i g. 3 Ünd 4 stellen in einem Vertikalschnitt und in
einem Grundriß schematisch eine Ausführungsform eines scheibenförmigen Flugzeugs
36 dar. Der Betrieb erfolgt folgendermaßen: Ein Thennogenerator
37 mit einem Röhrenkessel verwandelt eine Flüssigkeit in ein Druckgas. Dieses
Druckgas versorgt über Leitungen 38 eine Reihe von Gebläsen 39, die
so arbeiten, wie es bei F i g. 3 beschrieben ist. Diese Gebläse
39 sind in vertikaler und radialer Richtung angeordnet, und sie geben die
mitgezogene Luft 40 an Schneckengehäuse 41 ab, von denen aus diese Luft über 42
an einen Sammelraum 43 weitergegeben wird, der die Luft über 44 in einen unterteilten
Raum 45 einströmen läßt. Dieser Sammel aum 45 versorgt seinerseits die Auftriebsrohre
46 und erforderlichenfalls die Antriebsrohre 47.
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Die Richtungen 48 der Reaktionskräfte der Auftriebsrohre 46 treffen
sich in einem Punkt 49, der das Metazentrum des Auftriebs darstellt. Durch die bei
50 angesaugte Luft wird die obere Fläche 51
unter Unterdruck gehalten.
Nachdem die Luft etwas beschleunigt wurde, tritt sie an der Unterseite 46 aus, um
dort Überdruck zu erzeugen.
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Um zu vermeiden, daß sich die Gebläsezentralen 39 gegenseitig
stören, sind sie durch vertikale Trennwände 52 voneinander abgetrennt.
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Der Thermogenerator wird aus dem Vorratsbehälter 53 versorgt,
und die unter Druck stehende zu verdampfende Flüssigkeit befindet sich in dem Behälter
54. In diesem Fall könnte die unter Druck stehende Flüssigkeit, die in ein Druckgas
verwandelt werden soll, selbst ein Brennstoff sein, der dann nach seiner Vergasung
in einem primären Strömungskreis die Gebläse 39 versorgen und seine Verbrennungsluft
aus dem gebildeten sekundären Strömungskreis ansaugen würde, so daß die Mischung
sich entzünden könnte, sobald ihre Geschwindigkeit im Hohlraum 43 vermindert wäre.
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Die F i g. 5 und 6 stellen schematisch eine andere Ausführungsform
des Flugzeugs dar, das sich von der eben beschriebenen Ausführungsform dadurch unterscheidet,
daß man zur Erzielung des Auftriebes Rohre verwendet, die auf der Ausnutzung des
Coanda-Effektes beruhen, damit noch die Masse der nach unten geschleuderten Luft
vergrößert wird.
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Die gemäß der F i g. 4 bei 43 gesammelte Luft wird hier bei
55 gesammelt. Außer den üblichen Auftriebsrohren 56 versorgt der Sammelraum
55 eine Reihe von Rohren 57, die. nach Art der »Coanda«-Rohre ausgebildet
sind. Durch einen Kanal 58 gelangt eine unter einem Relativdruck stehende
Luft zu den Spalten 59, aus denen sie austritt und sich längs der Fläche
60 des Rohres hält, die eine Verlängerung einer der Lippen des Spaltes
59 darstellt. Durch die physikalische Wirkung des ' sogenannten Coanda-Effektes
zieht dieses Rohr 57 zu seinem Austritt, der etwa nach unten gerichtet ist,
eine große Masse 61
neuer Luft mit sich. Da die Lagerung gelenkig ist, können
Membranen 62 und 63 eingebaut werden, um den oberen Teil vom unteren
Teil zu trennen, jedoch ist dies nicht absolut unerläßlich, da die Trenneinrichtungen
64 ausreichen können.
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Im übrigen ist die Wirkungsweise, sowohl bezüglich der Auftriebsrohre
als auch. bezüglich der Antriebsrohre, die gleiche wie bei* den in F i
g. 3 und 5
beschriebenen Ausführungsformen.
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Die Gebläsezentralen können als Stufengebläse ausgebildet sein, sie
können horizontal angeordnet sein, sie können aus irgendeiner Quelle, die Druckgas
liefert, versorgt werden, z. B. von Kompressoren mit freiem Kolben oder anderen
Mitteln, die Gas unter ruck liefern können, damit der Primärkreis aufgebaut werden
kann, durch den die ganze Anordnung in Betrieb gesetzt wird.
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Die Gebläse können auch so ausgebildet sein, daß sie Luft für die
Versorgung der einfachen Auftriebs-und Antriebsrohre liefern.