DE1262127B

DE1262127B - Vertical take off and landing propeller aircraft with a wing propeller unit or a propeller that can be pivoted from the hover position to the horizontal flight position

Info

Publication number: DE1262127B
Application number: DEH53320A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Robert Huber
Original assignee: Vereinigte Flugtechnische Werke Fokker GmbH
Current assignee: Vereinigte Flugtechnische Werke Fokker GmbH
Priority date: 1964-07-21
Filing date: 1964-07-21
Publication date: 1968-02-29

Description

Senkrecht startendes und landendes Luftschraubenflugzeug mit einer Tragflügel-Luftschraubeneinheit oder einer Luftschraube, die von der Schwebeflugendlage in die Horizontalflugendlage schwenkbar ist Die Erfindung betrifft ein senkrecht startendes und landendes Luftschraubenfiugzeug mit einer Tragflügel-Luftschrauben-Einheit oder zumindest einer Luftschraube, die von der Endlage für den Schwebeflug in die Endlage für den Horizontalflug um eine Drehachse schwenkbar ist.Vertical take off and landing propeller plane with a Hydrofoil propeller unit or a propeller that is hovering can be pivoted into the horizontal flight position. The invention relates to a vertical take-off and landing propeller aircraft with a wing-propeller unit or at least one propeller that moves from the hover position to the End position for horizontal flight is pivotable about an axis of rotation.

Es ist bereits eine Anordnung schwenkbarer Triebwerke vorgeschlagen worden, durch die Kippmomente infolge Triebwerksverschwenkung vermieden und Kippmomente infolge Schwerpunktswanderung ausgeglichen werden können. Dies wird dort dadurch erreicht, daß an im Flugzeug drehbar gelagerten Schwingen, die nach Lage und Anzahl symmetrisch zur Flugzeuglängsachse angeordnet und um Drehachsen, die zur Flugzeugquerachse im wesentlichen parallel sind, schwenkbar sind, je Schwinge mindestens zwei Triebwerke individuell schwenkbar angeordnet sind, wobei je Triebwerk ein Verstellorgan vorgesehen ist, das einerseits an der Schwinge und andererseits arn betreffenden Triebwerk angelenkt ist.An arrangement of pivoting engines has already been proposed been avoided by the overturning moments due to engine pivoting and overturning moments can be compensated for as a result of the migration of the main focus. This is there because of this achieved that in the aircraft rotatably mounted wings, the position and number Arranged symmetrically to the longitudinal axis of the aircraft and around axes of rotation that correspond to the transverse axis of the aircraft are essentially parallel, are pivotable, at least two engines per rocker arm are arranged individually pivotable, an adjusting member being provided for each engine is, on the one hand on the rocker arm and on the other hand at the engine concerned is hinged.

Eine solche Ausführungsform stellt einen großen Aufwand dar und ist für Luftschraubentriebwerke nicht verwendbar, da kein Platz für zwei Luftschrauben vorhanden ist.Such an embodiment represents and is a great effort Cannot be used for propeller engines as there is no space for two propellers is available.

Bei zum Stand der Technik gehörenden Ausführungen von Flugzeugen mit schwenkbaren Luftschrauben oder schwenkbarer Tragflügel-Luftschrauben-Einheit wird die Luftschraube oder die Tragflügel-Luftschrauben-Einheit um eine rumpffeste Achse geschwenkt. Während des Übergangs vom luftschraubengetragenen Schwebeflug zum flügelgetragenen Flug, d. h., während des Schwenkens der Luftschrauben bei gleichzeitig zunehmender Horizontalgeschwindigkeit (Schräganblasung), entsteht neben der axialen Schubkraft der Luftschraube noch eine Luftschraubennormalkraft, die senkrecht zur Luftschraubenachse angreift, und eine Luftkraft am Flügel, die aus dessen Auftrieb und Widerstand resultiert. Die Resultierende aus diesen Kräften wandert während des Übergangsfluges so, daß ein Kippmoment entsteht. Die Wirkungslinie der Resultierenden aus allen Luftschraubenkräften und aus allen Luftkräften am Flügel erfährt eine Verschwenkung und Verschiebung, so daß es nicht möglich ist, einen flugzeugfesten Punkt zu finden, um den die Resultierende eine reine Verschwenkung erfährt. Es ist also ausgeschlossen, das Kippmoment des Flugzeuges während des 1;Jbergangsfluges durch reine Verschwenkung auszuschalten.In the case of aircraft designs belonging to the state of the art pivoting propellers or pivoting wing-propeller unit the propeller or the wing-propeller unit around an axis fixed to the fuselage panned. During the transition from the propeller-borne hover to the wing-borne one Flight, d. i.e., while turning the propellers while increasing Horizontal speed (oblique blowing), arises in addition to the axial thrust the propeller still has a propeller normal force that is perpendicular to the propeller axis attacks, and an air force on the wing resulting from its lift and drag. The resultant of these forces migrates during the transition flight so that a tilting moment arises. The line of action of the resultant from all propeller forces and from all air forces on the wing experiences a pivoting and shifting, so that it is not possible to find an aircraft-fixed point around which the resultant experiences a pure pivoting. It is therefore impossible to reduce the overturning moment of the Switch off the aircraft during the first transition flight by simply pivoting.

Zum Ausgleich des während des Übergangsfluges veränderlichen Kippmomentes müssen besondere Einrichtungen vorgesehen werden, wie z. B. horizontal liegende Heckschrauben. Solche Zusatzeinrichtungen kosten Gewicht und arbeiten infolge sehr unterschiedlicher Belastung unwirtschaftlich.To compensate for the tilting moment that changes during the transition flight special facilities must be provided, such as B. lying horizontally Stern thrusters. Such attachments cost weight and are very workable as a result different loads uneconomical.

Aufgabe der Erfindung ist es, den Luftschraubenschwenkvorgang so auszuführen, daß keine oder nur geringe Kippmomente auftreten.The object of the invention is to carry out the propeller pivoting process in such a way that that no or only slight tilting moments occur.

Erfindungsgemäß wird dies bei einem Flugzeug der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß die Drehachse verschiebbar ist.According to the invention, this is the one mentioned at the beginning in an aircraft Kind achieved in that the axis of rotation is displaceable.

Diese Verschiebung erfolgt dann in dem Sinne, daß ein Momentengleichgewicht um den Flugzeugschwerpunkt ohne oder nur mit geringen Trimmkräften hergestellt werden kann.This shift then takes place in the sense that a moment equilibrium around the aircraft's center of gravity with little or no trim forces can.

Vorzugsweise sind eine rumpffeste Kulisse, die als Führung für die Drehachse dient, und ein an einem Flugzeugfestpunkt angreifendes Gestänge vorgesehen, das die Drehachse z. B. auf hydraulischem Wege verschiebt.Preferably, a fixed frame that acts as a guide for the The axis of rotation is used, and a linkage acting on an aircraft fixed point is provided, that the axis of rotation z. B. moves hydraulically.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist an Hand der Zeichnung nachstehend beschrieben. Es zeigt F i g. 1 ein Flugzeug mit einer um eine feste Drehachse am Flugzeugrumpf schwenkbaren Tragflügel-Luftschrauben-Kombination (Stand der Technik), F i g. 2 ein Flugzeug, bei dem erfindungsgemäß die Drehachse verschoben werden kann, F i g. 3 eine Ausführungsform zur Verschiebung der Drehachse in Seitenansicht unter Andeutung der Lage für den Schwebeflug durch Strichpunktierung.An embodiment of the invention is shown below with reference to the drawing described. It shows F i g. 1 an aircraft with a fixed axis of rotation on Aircraft fuselage swiveling wing-propeller combination (state of the art), F i g. 2 an aircraft in which the axis of rotation can be shifted according to the invention, F i g. 3 shows an embodiment for shifting the axis of rotation in a side view Indication of the position for the hover by dash-dotted lines.

Bei der bekannten Ausführungsform nach F i g. 1 ist am Flugzeugrumpf 1 ein Tragflügel 2 vorgesehen, an dem an jeder Seite ein Luftschraubengehäuse 4, das einen Antrieb für eine Luftschraube5 umschließt, befestigt ist. Diese Tragflügel-Luftschrauben-Einheit 2, 4, 5 ist um eine am Rumpf 1 festliegende Drehachse 3 schwenkbar. Die Drehachse ist so angeordnet, daß während des Schwebefluges (strichpunktierte Lage) eine nach oben-gerichtete Schubkraft' S durch den Schwerpunkt C des Flugzeuges geht. Beim Horizontalflug, bei dem sich die Einheit 2, 4, 5 in der ausgezogenen dargestellten Lage befindet, verläuft eine aus der Luftschraubenkraft L und einer Luftkraft B (bestehend aus Auftrieb und Widerstand des Flugzeuges) zusammengesetzte Resultierende R im Abstand d vom Schwerpunkt C. Hierdurch entsteht ein Moment um den Schwerpunkt des Flugzeuges, das durch bekannte .Mittel, z. B. durch Verstellung des Höhenruders, ausgeglichen werden muß. Diese Austrimmung bringt jedoch einen Energieverlust mit sich.In the known embodiment according to FIG. 1, a wing 2 is provided on the aircraft fuselage 1, to which a propeller housing 4, which encloses a drive for a propeller 5, is fastened on each side. This wing / propeller unit 2, 4, 5 can be pivoted about an axis of rotation 3 fixed on the fuselage 1. The axis of rotation is arranged so that during the hover (dash-dotted position) an upward thrust 'S passes through the center of gravity C of the aircraft. During level flight, in which the unit 2, 4, 5 is in the extended position shown, a resultant R composed of the propeller force L and an air force B (consisting of lift and drag of the aircraft) runs at a distance d from the center of gravity C. As a result creates a moment around the center of gravity of the aircraft, which by known .Mittel, z. B. by adjusting the elevator, must be compensated. However, this trimming entails a loss of energy.

Gegenüber der bekannten Anordnung ist bei der erfindungsgemäßen nach F i g. 2 die Drehachse 3 verschiebbar. In, Horizontalflugstellung (ausgezogene Lage) ist sie gegenüber der Schwebeflugstellung (strichpunktierte Lage) um einen Betrag e nach hinten verschoben. Die Verschiebung erfolgt während des Schwenkvorganges.Compared to the known arrangement is in the according to the invention F i g. 2, the axis of rotation 3 is displaceable. In, level flight position (extended position) it is compared to the hover position (dash-dotted position) by an amount e moved backwards. The shift takes place during the pivoting process.

Zur Verschiebung dient ein in F i g. 3 dargestelltes Gestänge. Eine im Punkt 8 flugzeugfest gelagerte Stange 6 greift' an einer tragflügelfesten Lasche 7 im Punkt 14 gelenkig an. Die Stange 6 weist einen abgewinkelten Arm 9. auf, an dem ein hydraulischer Zylinder 10 gelenkig gelagert ist. Die Kolbenstange 11 des hydraulischen Zylinders 10 greift an der Lasche 7 gelenkig an; ihre Wirkungslinie verläuft mit einem Abstand zu dem Gelenkpunkt 14 und der Drehachse 3. In waagerechter Stellung der Einheit 2, 4, 5 befindet sich die KoIbenstange 11 in ausgefahrenem Zustand, während sie bei deren senkrechter Stellung eingefahren ist. Während des Verschwenkens von der waagerechten in die senkrechte Stellung, und umgekehrt, werden, Momente um den Punkt 14 und die Drehachse 3 erzeugt. Hierdurch wird einerseits die Drehachse 3, die in einer rumpffest angeordneten Kulisse 12 gleiten kann, verschoben und andererseits die Einheit 2, 4, 5 verschwenkt.A in FIG. 3 linkage shown. A rod 6, which is fixedly mounted to the aircraft at point 8, engages in an articulated manner on a bracket 7 fixed to the wing at point 14. The rod 6 has an angled arm 9, on which a hydraulic cylinder 10 is articulated. The piston rod 11 of the hydraulic cylinder 10 is articulated on the bracket 7; its line of action runs at a distance from the hinge point 14 and the axis of rotation 3. In the horizontal position of the unit 2, 4, 5, the piston rod 11 is in the extended state, while it is retracted in its vertical position. During the pivoting from the horizontal to the vertical position and vice versa, moments about the point 14 and the axis of rotation 3 are generated. As a result, on the one hand the axis of rotation 3, which can slide in a link 12 fixed to the fuselage, is displaced and, on the other hand, the unit 2, 4, 5 is pivoted.

An Stelle der oben erläuterten Zusammenfassung des Schwenkens der Einheit 2; 4, 5 und des Verschiebens ihrer Drehachse 3 in der Kulisse 12 können für beide Vorgänge auch getrennte Vorrichtungen vorgesehen sein. Zum Beispiel könnte bei der Verschwenkung die Verschiebung der Drehachse3 in der Kulisse 12 abhängig gemacht werden von einem Gerät, das die auftretenden Momente auswertet und die Verschiebung zur Erzielung der jeweils günstigen Stellung vornimmt.Instead of the above-mentioned summary of the pivoting of the Unit 2; 4, 5 and the displacement of their axis of rotation 3 in the link 12 can separate devices can also be provided for both processes. For example could the displacement of the axis of rotation 3 in the gate 12 depends on the pivoting are made by a device that evaluates the occurring moments and the displacement to achieve the most favorable position.

Es muß auch bei der Zusammenfassung des Schwenkens der Einheit 2, 4, 5 und des Verschiebens ihrer Drehachse 3 angestrebt werden, daß nicht nur in den Endlagen (Schwebeflug bzw. Horizontalflug), sondern auch in den Zwischenlagen (Transition) die Verhältnisse in bezug auf die Lage der Resultierenden aus den Luftkräften zum Schwerpunkt C günstig liegen. Dies kann z. B. durch Gestaltung der Kulisse 12 in einer errechneten Kurve oder durch Änderung der Aus- bzw. Einfahrgeschwindigkeit der Kolbenstange 11 erreicht werden.When combining the pivoting of the unit 2, 4, 5 and the shifting of its axis of rotation 3, the aim must be that not only in the end positions (hover flight or level flight) but also in the intermediate positions (transition) the conditions with respect to the position of the resultant from the air forces to the center of gravity C are favorable. This can e.g. B. can be achieved by designing the link 12 in a calculated curve or by changing the extension or retraction speed of the piston rod 11.

Claims

Claims: 1. Vertical take off and landing helicopter with a wing-propeller unit or at least one propeller that from the end position for hovering to the end position for level flight by one The axis of rotation is pivotable, d a d u r c h g e - indicates that the axis of rotation (3) is movable.

2. Aircraft according to claim 1, characterized by a fuselage-fixed Link (12), which serves as a guide for the axis of rotation (3), and one at an aircraft fixed point (8) attacking linkage (6) that z. B. moves hydraulically. Older patents considered: German Patent No. 1175 555.