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Flugzeug
Die Erfindung betrifft ein Flugzeug mit mindestens
einem um eine im wesentlichen waagerechte Achse drehbaren Rotor, der an radialen
Annen Auftriebsprofile trägt, deren Anstellung relativ zu den Tangentialebenen der
kreisförmigen Bewegungsbahn so veränderlich ist, daß3 mindestens auf dem größten
Teil der Bewegungsbahn eine das Flugzeug anhebende Auftriebskraft entsteht.
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Ein solches Flugzeug ist in jüngerer Zeit bekannt geworden, z.B. durch
die Wochenzeitschrift 'Der Spiegel' , Ausgabe vom 24.1.1966 (Nr. 5, 20. Jahrgang),
Seiten 90 ff. Solche Flugzeuge können senkrecht starten und landen. Bei diesen rein
vertikalen Bewegungen wird der Auftrieb ausschließ3lich durch die Rotoren erzeugt,
deren Auftriebsprofile ähnlich wie bei einen Voith-Schneider-Propeller verdreht
werden. Bei dem bekannten Flugzeug sind ein Hauptroibor und ein Heckrotor vorgesehen.
Der Hauptrotor ist auf dem Umfang des Rumpfes gelagert. Diese Art der Lagerung bedingt
einen Lagerdurchmesser, der etwa gleich dem Rumpfdurchmesser. ist. So große Lagerdurchmesser
ergeben große Gleit- bzw. Rollgeschwindigkeiten im Lager, die nicht oder nur schwer
beherrscht werden können. Da die Rumpfachse mit der Rotorachse zusammenfällt und.
der Rotor einen verhäiltnismäßig großen Durchmesser haben muß, muß der Flugzeugrumpf
von stelzenartigen Bezinen getragen werden. Solche Beine erfordern, da sie ja einziehbar
sein müssen, einen großen konstruktiven Aufwand. Auch ist die Zugänglichkeit des
Flugzeugrumpfes erschwert. Es werden hierfür verhältnismäßig hohe Leitern benötigt.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Verbesserungen
des bekannten Flugzeuges derart vorzuschlagen, daß die oben genannten Schwierigkeiten
vermieden werden, also kleine Lagerdurchmesser möglich sind und stelzenartige Beine
vermieden werden. In Ausgestaltung der Erfindung soll eine Rotoranordnung vorgeschlagen
werden, die einen zusätzlichen Auftriebseffekt bei Start und Landung ergibt.
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Zur L@5-unt; der genannten Aufgabe werdetwei verschiedene Flugzeugformen
-vorge:;chlageri. Das erste erfindungsgemäße Flugzeug der eingangs genannten Gattung
ist dadurch gekennzeichnet, daß seitlich des Flugzeugrumpfes
angeordnete
Rotoren vorgesehen sind, die an hochliegenden Ansätzen des Flugzeugrumpfes mit kleinere
Lagerdurchmesser gelagert sind.
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Durch die Lagerung der Rotoren an besonderen Rumpfansätzen kann der
Lagerdurchmesser so gewählt werden, wie es mit Rücksicht auf die Lagerbelastung
am günstigsten ist. Die Verwendung hochliegender Ansätze gestattet auch dann noch
einen ausreichenden Rotordurchmesser, wenn der Rumpf ein verhältnismäßig niedriges
Fahrwerk hat. Die Zugänglichkeit zum Rumpf ist dadurch gegenüber herkömmlichen Flugzeugtypen
nicht verschlechtert. Gemäß einer zweiten unabhängigen Lösung der Erfindungsaufgabe
wird vorgeschlagen, daß der Rumpf als Doppelrumpf ausgebildet und mindestens ein
Rotor zwischen den beiden Einzelrümpfen an einer diese verbindenden Brücke, z.B.
an einer hochliegenden Führergondel, vorzugsweise an deren Heck, angeordnet ist.
Auch hiermit läßt sich erreichen, daß die Rümpfe trotz großen Rotordurchmessers
verhältnismäßig tief liegen und dadurch leicht zugänglich sind. Auch der Rotordurchmesser
kann frei gewählt werden, da die Anordnung am Heck oder an der Spitze der Fühmrgondel
vorgenommen vwerden kann und die Lagerung des Rotors beispielsweise nach Art eines
Propellers mdglich ist. Der Antrieb des Rotors kann über die Lagerungswelle selber
erfolgen oder aber, wie aus der oben erwähnten druckschriftlichen Veröffentlichung
an sich bekannt, durch an den tragarmen schwenkbar befestigten Düsen.
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Die hochliegendern Rumpfansätze, an denen die Rotoren gelagert sind,
können Treibstofftanks oder aber besondere nur dem Zweck der Lagerung dienende Ansätze
sein. Die RotorlagerunG kann auch mit fest ein gebauten Schubdüsen derart kombiniert
sein, daß die Lagerung das Düsentriebwerk umgibt. Zwar erhält man dadurch einen
Lagerdurchmesser, der gleich dein Durchmesser des Triebwerks sein müß. Ein solcher
Durchmesser ist aber noch leicht zu beherrschen, jedenfalls leichter als ein Lagerdurchmesser
der etwa gleich dem Rumpfdurchmesser ist. Ein erfindungsgemäßes Flugzeug, das einen
zusätzlichen Auftriebseffekt ergibt, ist dadurch gekennzeichnet, daß mindestens
zwei symmetrisch zur 2lugzeuglängsachse liegende gegenläufiged drehende Rotoren
seitlich einer ein Luftkissen begrenzenden Fläche angeordnet sind, wobei die Drehrichtung
der beiden Rotoren und deren Höhenlage über dem ßrdboden so gewählt sind, daß Luft
unter diese Flächen geschoben wird. Man erhält so bei auf dem Boden stehendem Flur;zeueinen
zusätzlichen Auftrieb, der durch den _belsannten Luftkisseneffekt
gebildet
wir d. Dieser Auftrieb ist auch hoch wirksam, wenn sich das Flugzeug etwas abgehoben
hat.
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Zur Betrenzung des Luftkissens können ablenkbare Klappen vorgesenen
sein, wobei die hintere Klappe als Hlöhenruder nutzbar gemacht sein kann. Die Rotoren
können an Flügelstummreln angeordnet seine, die vorzugsweise an der Rumpfoberseite
liegen (sogenannter Schulterdecker). Die Rotoren können sowohl im halle eines riinfachrumpfes
als auch im Falle eines Doppelrumrpfes an triebwerkslosen Rumpfhecks angeordnet
sein. Wie oben erwähnt, kommt aber auch eine Lagerung am Umfang eines Schubtriebwerkes
in Betracht. In der beigefügten Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Eirfindung
dargestellt, es zeigen: Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Flügzeug mit Einfachrurmpf
und 4 Motoren, .
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Fig. 2 ehre Seitenansicht des Flugzeuges nach Fig. 1, Fit. 3 eine
Vorderansicht des Flugzeuges nach den Fig. 1 u. 2, Fig. 4 eine Rückansicht des Flugzeuges
nach den zig. 1 bis 3, Fig. 5 eine Draufsicht auf ein Flurzeug uit Doppelurrumpf
, Fig. 6 eine Seitenansicht des Flugzeuges nach Fig. 5, Fig. 7 eine Frontansicht
des Flugzeuges rach den Fig. 5 u. 6, Feg. 8 eine Rückansicht des Flugzeuges nach
den Feg. 5 bis 7 Das Flugzeug nach den Fig. 1 bis 3 hat einen insgesamt mit 1 bezeichneten
Einfachrumpf, zwei vordere Rotoren 2 und 2a und zwei hintere Rotoren 3 und 3a, sowie
drei f e s L eingebaute Schubdüsen 4, 4a und 4b. Die Rotoren bestehen in an sich
bekannter Weise (vergleiche hierzu Fit. 3) aus radial sich erstreckenden Armen 5,
an deren äußeren Einden Auftriebsprofile 6 gelagert sind. Diese Auftriebsprofile
können ihre Stellung zu der jeweiligen Tangentialebene der gestrichelt angedeuteten
ßewegungsbahn 7 im Laufe einer Rotorumdrehung ändern, wobei die Änderung automatisch
derart vorgenommen wird, daß ein möglichst großer Gesamtauftrieb entstieht. Aus
Fig. 3 ist ersichtlich, daß dis Auftriebsprofile in der oberen Hälfte der Bewegungsbahn
so argestellt sind, daß an tderradial innenliegenden Seite der Auftriebsprofile
ein Druckaufbau und an der Linde, en Seite ein Sog entsteht, während in der unteren
Hälfte der Bewegungsbahn die Anstellung derart ist, daß der Druckaufbau a3 der radial
außenliegden Seite und der Sog an der Innenseite
entsteht. An der
Übergangsstelle von der oberen zurunteren Hälfte ist die Anstellung so, daß keine
Auftriebskraft auf das Profil einwirkt.
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Der Antrieb der Rotoren erfolgt über an den Tragarmen 5 drehbar befestigte
Düsentriebwerke B. Diese Trib bwerke stehen während der Start- und Landephase so,
wie in Fig. 3 gezeichnet, während beim Geradeausflug diese Triebwerke um 90° geschwenkt
sind,(vergleiche Fig. 1 und 2), so daß sie einen zus@@zlichen Vortriebseffekt bewirken.
Die Drehung der Rotoren kann bei schnellem waagerechten Flug sehr langsam werden
oder ganz aufhören, da zum Auftrieb die in Längsrichtung vorhandene Strämung an
den Profilen 6 und an evtl. Stummelflügeln ausreicht.
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Diese grundsätzliche Wirkungsweise ist an sich bekannt und nicht Gegenstand
der vorliegenden ßrfindung. Erfindungsgemäß sind die Rotoren 2 und 2a an Flügelstummeln
9 und 9a angebracht, und zwar an Benzintanks 10 und 10a. Die Lagerung ist ähnlich
wie die Lagerung eines Propellers, d.h, die Tragarme 5 sind an rotierenden Naben
11 und 11a befestigt. Der Lagerdurchmesser für die drehbare Lagerung der Naben 11
und 11a kann beliebig gewählt Die hinteren Rotoren 3 und 3a sind an Flügelstummeln
12 und 12a gelagert , und zwar an den Triebwerken 4 und 4a, die fest an diesen Flügelstummeln
angeordnet sind. Die Lagerstellen sind mit 13 und 13a bezeichnet. Ihr Durchmesser
muß sich nach dem Außendurchmesser der Triebwerke 4 und 4a richten. Da dieser Durchmesser
nicht groß ist, ist eine solche Art der Lagerung ohne weiteres möglich. Infolge
der hochliegenden Anordnung, insbesondere der großen vorderen Rotoren 2 und 2a,
kann das aus den Beinen 14 und 15 bestehende Fahrwerk kurz ausgebildet sind, d.h.
nicht länger als bei Flugzeugen herkömmlicher Bauart, wobei trotzdem noch ein ausreichender
Rotor:. dürchmesser möglich ist.
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An der Unterseite des Rumpfes 1 befinden sich ,noch Flächen 16 und
16a. An diesen Flächen sind hinten zugleich als Höhenruder dienende Klappen 17 und
178, sowie weitere Klappen 18 und 18a angeordnet. Die Wirkung der Flächen
16 und 16a, sowie der Klappen 17, 178 und 18, 18a ist aus Fig. 3 und Fig.
4 ersichtlich. Aus diesen Fig. ist zu ersehen, daß die Rotoren, die gegenläufig
in Richtung der Pfeile 19 und 19a rotieren, Luft unter die Flächen 16 und 16a
schieben
(angedeutet durch die Pfeile 20). Hierdurch entsteht ein Luftkisseneffekt, der unmittelbar
beim Abheben und unmittelbar vor den Aufsetzen noch einen zusätzlichen Auftrieb
ergibt. Wenn dieser Auftriebseffekt erzeugt werden soll, werden die Klappen 17,
17a und 18, 18a, wie aus Fig. 2 ersichtlich, nach Unten geklappt, so daß das Luftkissen
allseitig umschlossen ist. In Fig. 4, die die Rückansicht zeigt, ist das hintere
Luftkissen, das von den Klappen begrenzt ist, zu sehen. Schon nach kurzem Abheben
hört der Luftkisseneffekt auf. Die Klappen 18 und 18a werden in die Flächen 16,
16a eingeklappt. Die Klappen 17, 17a werden als Höhenruder verwendet. Die Ansführungsform
nach den Fig. 5 bis 8 ist ein Doppelrumpfflugzeug mit den Rümpfen 21 und 21a. Diese
Rümpfe sind vorne über eine Brücke 22 verbunden, die zugleich tragflächenartig profiliert
sein kann. In der Mitte dieser Brücke ist eine Führergondel 23 angeordnet, an deren
Heck ein Rotor 25 gelagert ist. Die Hecks der beiden Rümpfe 21 und 21a sind mit
Schubdüsen 24, 24a (Lufteinlaß bei 26, 26a) ausgerüstet. Die hinteren Rotoren 27,
27a sind am Umfang dieser Triebwerke gelagert. Zwischen d@n Rümpfen 21, 21a erstreckt
sich noch die hintere Brücke 28, in deren Mitte eine Schubdüse 29 angeordnet ist.
Beiderseits der Schubdüse befinden sich den Klappen 17, 17a, 18, 18a (vergleiche
Fig. 1) ähnliche Klappen 30, 30a und 31, 31a.
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Aus Fig. 6 ist die hochliegende Anordnung der Führergondel 23 ersichtlich.
Dies ermöglicht wiederum einen großen Durchmesser des Rotors 25. Die hinteren Rotoren
27, 27a wirken mit den Klappen auf die bleiche Weise zusammen wie im Zusammenhang
mit der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 4 beschrieben. Der vordere Rotor 25
erzeugt in d.ie sei, fall kein Luftkissen. Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen
werden die Rotoren durchweg über an den Tragarmen befestigte Düsentriebwerke bewegt.
Der Antrieb kann aber auch über die Lagerungswelle erfolgen, Z.B. mittels eines
Düsentriebwerkes und eines diesem nachgeschalteten Getriebe oder aber äuch durch
eine andere Antriebsquelle, z.B. einen Kolbenmotor.