DE1456082C - Amphibienflugzeug - Google Patents

Description

Zweckmäßig werden die Stützschwimmer in an sich bekannter Weise stromlinienförmig ausgebildet.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Amphibienflugzeuges ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt F i g. 1 eine Draufsicht,

F i g. 2 eine Vorderansicht in der Schwimmruhelage,

F i g. 3 eine Seitenansicht in der Schwimmruhelage und ίο

F i g. 4 eine Seitenansicht in der Startlage unmittelbar vor dem Abwassern.

Wie die F i g. 1 bis 4 zeigen, sind die Seitenleitwerke 1 mittels der in die Leitwerksfunktion einbezogenen Stiele 8 mit den Tragflächen 3 verbunden. Der Abstand 2 der beiden Seitenleitwerke 1 entspricht etwa dem bei Landflugzeugen üblichen Fahrwerksabstand. Oben tragen die Seitenleitwerke 1 das Höhenleitwerk 4. Der untere Teil der Seitenleitwerke 1 ist abgedichtet und abgeschottet. Da sie bei Schwimmlage des Amphibienflugzeuges etwa bis zur Tiefe der Kiellinie des Schwimmrumpfes 9 in das Wasser eintauchen, wirkt der untere Teil la des Seitenleitwerkes 1 als Stützschwimmer.

Es ist ohne weiteres einzusehen, daß bei einem derartigen Seitenleitwerk, das gleichzeitig die Funktion des Stützschwimmers la ausübt, indem es je nach Beladung und Lage bzw. Geschwindigkeit des Amphibienflugzeuges beim An- und Abwassern mehr oder weniger tief in das Wasser eintaucht und dabei einen sich stetig mit der Eintauchtiefe ändernden hydrostatischen Auftrieb hat, ein Überspülen nicht auftreten kann.

Wegen des kleinen und sich mit der Eintauchtiefe nur unwesentlich und dazu noch stetig ändernden Querschnittes des unteren Teils des Seitenleitwerkes 1 kann sich der Wellengang praktisch nicht schädlich auswirken.

Aus dem gleichen Grunde genügen kleine Kräfte und entsprechend kleine Ruderausschläge, um das Amphibienflugzeug in die Anstellage zu bringen. Es kommt daher in seinen Eigenschaften beim Abwassern den Eigenschaften von Landflugzeugen nahe. Die Form des Seitenleitwerkes wirkt sich im gleichen Sinne aus und macht das Amphibienflugzeug darüber hinaus kentersicherer.

Hat das Seitenleitwerk einen kleinen Querschnitt oder soll aus anderen Gründen die erforderliche Eintauchtiefe vermindert werden, so kann das Seitenleitwerk an seiner Unterseite mit einem Schwimmkörper 5 abgeschlossen werden. Wird er als rotationssymmetrischer Stromlinienkörper ausgebildet, so bleiben die sich aus der Verwendung des Seitenleitwerkes als Stützschwimmer ergebenden Vorteile erhalten. In die aus den unteren Teilen la der Seitenleitwerke 1 mit den Schwimmkörpern 5 bestehenden Stützschwimmer la ist je ein Radfahrwerk 6 eingebaut.

Durch das Zusammenwirken des Schwimmrumpfes 9 mit dem als Stützschwimmer 1 α wirkenden Seitenleitwerk entsteht ein dreipunktförmiges Schwimmsystem mit genügend weit auseinanderliegenden abstützenden Schwimmflächen. Dadurch ist eine große Stabilität in der Schwimmruhelage sowie beim An- und Abwassern gegeben.

Der aus den statisch und dynamisch bedingten Auftriebskräften resultierende Auftriebsmittelpunkt des Schwimmrumpfes 9 liegt somit vor den aus den nur statisch bedingten Kräften resultierenden Auftriebsmittelpunkten der Seitenleitwerke 1.

Durch die Ausbildung und Zuordnung der Teile des gesamten Schwimmsystems entsteht die Möglichkeit, trotz großer Stabilität um die Längs- und Querachse das Flugzeug leicht start- und landegerecht zu steuern, weil der Anstellwinkel des Flügels bereits durch relativ geringe Höhenruderkräfte zu verändern ist.

In der Ruhelage ist das Moment, das sich aus den Auftriebskräften des Schwimmrumpfes und dem Abstand des daraus resultierenden Auftriebsmittelpunktes von dem Flugzeugschwerpunkt ergibt, gleich dem Moment, das sich aus der Auftriebskraft des Seitenleitwerkes und dem Abstand des diesbezüglichen Auftriebsmittelpunktes von dem Schwerpunkt 5 ergibt. Bei Störungen der Gleichgewichtslage durch Wellen, Böen u. a. würden durch die Veränderung der Eintauchtiefe des Leitwerkes und Schwimmrumpfes bzw. durch den geänderten Eintauchwinkel der Flugzeuglängsachse rückführende Momente in die Normallage ausgelöst werden. Sobald das Amphibienflugzeug jedoch beim Start in Bewegung kommt, hebt sich der Bug des Schwimmerrumpfes bei zunehmender Geschwindigkeit unter dem Einfluß der dann zusätzlich zu den statischen Kräften an den Aufgleitflächen auftretenden hydrodynamischen Kräfte bei gleichbleibenden Auftriebsverhältnissen in dem Leitwerksbereich immer mehr und vergrößert damit gleichzeitig auch den Anstellwinkel des Flügels. Diese ohne Betätigung des Höhenruders schon kurz nach dem Startbeginn erfolgende startgerechte Anstellwinkeländerung beim Abwassern erfolgt bei dem Amphibienflugzeug also automatisch.

Durch die selbsttätige Anstellung des Flügels bereits zu Beginn des Startes wird ferner erreicht, daß auch die Luftkräfte schon bei verhältnismäßig kleiner Geschwindigkeit wirksam werden. In weiterem Verlaufe des Startes wandert der aus den statischen und dynamischen Kräften resultierende Auftriebsmittelpunkt des Schwimmrumpfes mit zunehmender Anstellung des Flügels in Richtung auf den Gesamtschwerpunkt S bzw. des Amphibienflugzeuges zu. Durch die dadurch auch kürzer werdende Entfernung des Auftriebsmittelpunktes vom Schwerpunkt wird auch das Moment aus dieser Entfernung und den resultierenden Kräften geringer. Das Leitwerksmoment überwiegt dann und erzeugt ein rückdrehendes Moment, das dem stärkeren Aufbäumen des Flugzeuges entgegenwirkt. Gleichzeitig wird durch das Wandern des Auftriebsmittelpunktes des Schwimmrumpfes zum Schwerpunkt hin und das Wachsen der aerodynamischen Auftriebskräfte des Flügels das Gesamtfluggewicht anteilig mehr und mehr von Rumpf und Flügel und immer weniger von den hydrostatisch bedingten Kräften des Seitenleitwerkes getragen. Dadurch taucht auch das Seitenleitwerk so weit auf, bis das neue Leitwerksmoment dann etwa dem neuen Rumpfflügelmoment entspricht. Somit entsteht schließlich, durch die Konstruktionsdaten (Gewicht und Abstand sowie Größe der Flugzeugteile) bedingt, etwa bei der erforderlichen Startgeschwindigkeit durch das Zusammenwirken der Rumpf- und Leitwerksmomente eine neue Gleichgewichtslage, bei der das Flugzeug in angehobener und angestellter Lage auf dem Wasser gleitet. Nunmehr kann der Flugzeugführer, falls das Flugzeug in

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sich (ohne weitere Veränderung der Anstellwinkel- Rumpfteile ist auch ohne breit ausladendes und stark lage) steigend nicht schnell genug abhebt, das Ab- gekieltes Rumpfboot eine genügende Längs-, Querheben durch Höhenruderbetätigung veranlassen. Da- und Richtungsstabilität gewährleistet. Das läßt bei wird durch die Abwärtskräfte des Höhenruders 4 Schwimmrumpfformen zu, die sich der Form von das Seitenleitwerk wieder etwas tiefer als in der in 5 Landflugzeugen nähern. Dazu kommt die leichte F i g. 4 gezeigten Lage in das Wasser eintauchen und Manövrierbarkeit um die Hochachse des Flugzeuges somit den Anstellwinkel des Flügels so weit ver- auch im Wasser durch die mit in das Wasser eingrößern, daß sich das Flugzeug zusätzlich auf seinem tauchenden Seitenruderteile, die bei entgegen-Schwimmrumpfende abstützen und abwassern kann. gesetztem Auschschlag auch als Bremsen dienen Die zur Veränderung der Eintauchtiefe des Seiten- io können.

leitwerkes erforderlichen Höhenruderkräfte brauchen Die oben bezüglich der Startvorgänge erläuterten nur relativ klein zu sein, da zur Veränderung der Wirkungszusammenhänge gelten sinngemäß in umEintauchtiefe nicht soviel Wasserverdrängungs- gekehrter Folge auch bei der Landung. Das Flugzeug änderungen erforderlich sind wie bei den bekannten taucht zuerst mit dem Stützschwimmer 1 α in das Schwimmeranordnungen. 15 Wasser ein, unterschneidet mit diesem die Wasser-

Die geringeren erforderlichen Höhenruderkräfte linie und berührt erst dann mit den Rumpfteilen die

sind aber auch mit kleineren Höhenrudern etwa wie Wasserfläche. Beim Ausgleiten senkt sich der Bug

bei Landflugzeugen und somit auch mit geringerem des Schwimmerrumpfes 9 allmählich zur stabilen

schädlichem Widerstand zu erreichen. Schwimmlage ab. Bei dem gesamten Landevorgang

Die sowohl durch das funktioneile Zusammen- 20 wirken die Seitenruderteile als gute Führung zur

wirken von statischen und dynamischen Rumpf- und Verhinderung eines Ausbrechens des Flugzeuges.

Leitwerkskräften selbsttätig und startgerecht er- Für den Start- und Landevorgang auf Landflächen

folgende Veränderung des Anstellwinkels als auch wird nur ein schwenkbares, einfahrbares Bugrad be-

die leichte Veränderung des Anstellwinkels durch nötigt. In F i g. 4 ist das schwenkbare Fahrwerk 7

Steuerungsimpulse zu Abhebezwecken in Verbindung 25 gestrichelt angedeutet.

mit der Ausbildung des Schwimmbereiches des Die in dem Seitenleitwerk untergebrachten Rad-Seitenleitwerkes lassen auch widerstandsgünstigere werke 6 brauchen keinerlei besondere Verkleidung. Formen und Querschnitte des Rumpfes und völligen Außerdem erübrigen sich gesonderte Kraft auf- oder teilweisen Fortfall der Schwimmrumpfstufe zu. nehmende und weiterleitende Befestigungselemente Infolge der breit und nach hinten gestaffelten ab- 30 für die start- und landegerechte Placierung der stützenden Schwimmerflächen der Leitwerk- und Landeräder.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

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Schließlich ist es durch die britische Patentschrift

Patentansprüche: 535 129 bekannt, innerhalb des Schwimmrumpfes

und der Stützschwimmer Fahrwerke mit heraus- : 1. Amphibienflugzeug mit Schwimmrumpf und klappbaren Rädern unterzubringen.

je einem auf jeder Seite hinter dem Schwimm- 5 Ein Nachteil der bekannten Amphibienflugzeuge rumpf angeordneten Stützschwimmer, die bis besteht darin, daß Form und Anordnung der Stützetwa zur Tiefe der Kiellinie des Schwimmrumpfes schwimmer weniger günstige Eigenschaften insbein das Wasser eintauchen und die als nicht sondere beim An- und Abwassern ergeben, sie erdynamischen Auftrieb erzeugende Schwimm- fordern deshalb fliegerische Geschicklichkeit, um den körper ausgeführt sind, dadurch gekenn- io Gefahren des Kenterns beim An- und Abwassern zu zeichnet, daß jeder Stützschwimmer (la) als begegnen. Diese Gefahr entsteht bei den bekannten, Teil einer sich von oben und unten durchgehend nach Art von Überwasserschiiien gebauten Stützerstreckenden Flosse eines Seitenleitwerkes (1) schwimmern durch Überspülung eines der beiden ausgebildet ist, welche Flossen über je einen Schwimmer, womit bei Wellengang stets gerechnet Stiel (8) mit der Tragfläche (3) "verbunden sind. 15 werden muß. Wird nämlich einer der beiden

2. Amphibienflugzeug nach Anspruch 1, da- Schwimmer überspült, so sind vergrößerte Kräfte durch gekennzeichnet, daß die Stützschwimmer bzw. längere Zeiten für das Anheben des Stütz- (Ia) in ihrem unteren Teil in an sich bekannter Schwimmers nötig. Dadurch gelangt das Flugzeug in Weise stromlinienförmig ausgeführt sind. eine Schräglage, der eine Stützschwimmer bleibt des-

3. Amphibienflugzeug nach Anspruch 1 und 2, 20 halb überspült, während der andere abhebt. Dieses dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Überspülen eines der beiden Stützschwimmer führt Weise in jeden Stützschwimmer (1 a) ein Rad- leicht zu einer Katastrophe, indem ein nicht mehr fahrwerk (6) eingebaut ist. beherrschbares Hängen und Drehen des Flugzeuges,

4. Amphibienflugzeug nach Anspruch 1 bis 3, . unter Umständen sogar ein Unterschneider der dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter 25 Wasseroberfläche durch den Rumpfbug eintritt. Um Weise die Seitenleitwerksflossen als Träger des das gefährliche Überspülen zu verhindern, ist man Höhenleitwerkes (4) dienen. dazu übergegangen, die Stützschwimmer derart zu

überdimensionieren, daß ein Überspülen zumindest

bis zu einem Wellengang bestimmter Höhe nicht ein-

30 treten kann.

Ein Nachteil der bekannten, nach Art von Über-

Die Erfindung betrifft ein Amphibienflugzeug mit wasserschiffen gebauten Stützschwimmer liegt darin, Schwimmrumpf und je einem auf jeder Seite hinter daß ihrer Form entsprechende große Kräfte notdem Schwimmrumpf angeordneten Stützschwimmer, wendig sind, um das Amphibienflugzeug beim Abdie bis etwa.zur Tiefe der Kiellinie des Schwimm- 35 wassern in die Anstellage zu bringen. Die Kräfte rumpfes in das Wasser eintauchen und die als nicht können aber nur mit großen Ruderausschlägen und dynamischen Auftrieb erzeugende Schwimmkörper verhältnismäßig hohen Geschwindigkeiten beim Abausgeführt sind. wassern erreicht werden. Auch hierin liegt ein Grund

Amphibienflugzeuge stellen Flugzeuge dar, die so- für die Schwierigkeiten beim Fliegen der bekannten wohl auf dem Lande starten und landen können als 40 Amphibienflugzeuge.

auch auf dem Wasser an- und abzuwassern ver- Neben diesen Nachteilen der bekannten Stützmögen. In der Schwimmlage wird ihr Gewicht im schwimmer treten insbesondere bei den überwesentlichen durch den Auftrieb des Schwimm- dimensionierten, aber auch schon bei kleineren Stützrumpfes getragen. Die zu beiden Seiten des Schwimm- schwimmern selbst bei schwachem Wellengang errumpfes angebrachten Stützschwimmer dienen als 45 hebliche Stöße auf das Schwimmerwerk auf, die eine Abstützpunkte und sind zur Erzielung der not- entsprechend schwere und voluminöse Konstruktion wendigen Stabilitäts- und Gleichgewichtsverhältnisse der Befestigungselemente bedingen, in der Schwimmlage und beim An- und Abwassern Ferner weisen die bekannten Schwimmer schäd-

erforderlich. Sie erfüllen ihren Zweck jedoch nur Hche hydrodynamische und aerodynamische Widerdann, wenn ihr gegenseitiger Abstand und ihr Auf- 50 stände sowohl der Schwimmkörper als auch ihrer trieb ausreichend groß sind. zum Teil im freien Luftstrom liegenden Befestigungs-

Es ist bekannt, die Stützschwimmer unterhalb der elemente auf.

Tragflächen anzuordnen und sie entweder an den Zu den genannten Nachteilen, die auch den be-

Tragflächen oder auch am Schwimmrumpf anzu- kannten Wasserflugzeugen anhaften, kommt bei bringen. Durch die französische Patentschrift 450 486 55 Amphibienflugzeugen noch die Belastung durch den ist es bekannt, bei Wasserflugzeugen mit den ein- Bauaufwand und das Gewicht der Fahrwerkteile gangs genannten Merkmalen drei Schwimmer in hinzu.

Dreiecksanordnung vorzusehen, wobei die beiden Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die

seitlichen, als Stützschwimmer dienenden hinter dem aerodynamischen sowie die hydrodynamischen und vorderen Schwimmer liegen. 60 hydrostatischen Eigenschaften zu verbessern. Er-

Durch die ein Wasserflugzeug in Doppeldecker-' findungsgemäß werden die Nachteile der bekannten form betrelfende USA.-Patentschrift 1 246 010 ist es Amphibienflugzeuge mit Schwimmrumpf und je bekannt, die Stützschwimmer unterhalb der zwischen einem auf jeder Seite hinter dem Schwimmrumpf anden übereinanderliegenden Enden der Tragflächen geordneten Stützschwimmer dadurch vermieden, daß angebrachten Seitenleitwerke anzuordnen. Anderer- 65 jeder Stützschwimmer als Teil einer sich von oben seits ist es durch die USA.-Patentschrift 2 316 885 und unten durchgehend erstreckenden Flosse eines bekannt, bei einem schwanzlosen . Landflugzeug Seitenleitwerkes ausgebildet ist; welche Flossen über Seitenleitwerke /u Fahrgestellzwecken zu benutzen. je einen Stiel mit der Tragfläche verbunden sind.