DE1481944A1 - Flugzeug - Google Patents

Flugzeug

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DE1481944A1
DE1481944A1 DE19661481944 DE1481944A DE1481944A1 DE 1481944 A1 DE1481944 A1 DE 1481944A1 DE 19661481944 DE19661481944 DE 19661481944 DE 1481944 A DE1481944 A DE 1481944A DE 1481944 A1 DE1481944 A1 DE 1481944A1
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aircraft
rotors
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rotor
airplane
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Application number
DE19661481944
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Inventor
Carl-Adolf Weidt
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C39/00Aircraft not otherwise provided for
    • B64C39/003Aircraft not otherwise provided for with wings, paddle wheels, bladed wheels, moving or rotating in relation to the fuselage
    • B64C39/008Aircraft not otherwise provided for with wings, paddle wheels, bladed wheels, moving or rotating in relation to the fuselage about a longitudinal axis

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Toys (AREA)

Description

  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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, .
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.

Claims (10)

  1. Patentansprüche Flugzeug mit mindestens einem um eine im wesentlichen waagerechte Achse drehbaren Rotor, der an radialen Armen Auftriebsprofile trägt, deren Anstellung relativ zu den f angentiale benen der kreisförmigen Bewegungsbahn so veränderlich ist, daß mindestens auf dem größten Teil der Bewegungsbahn eine da@ Flugzeug anhebende Auftriebskraft entsteht, dadurch gekennzeichnet, daß seitlich des Flugzeugrumpfes (1) angeordnete Rotoren (2, 2a, 3, 3a) vorgesehen sind, die an hochliegenden Ansätzen (9, 9a, 12, 12a) des Flugzeugrumpfes (1) mit kleinem Lagerdurchmesser gelagert sind (Fig. 1 bis 4).
  2. 2. Flugzeug mit mindestens einem um eine im wesentlichen waagerechten Achse drehbaren Rotor, der an radialen Armen Auftriebsprofile trägt, deren Anstellung relativ zu den Tangentialebenen der kreisförmigen Bewegungsbahn so veränderlich ist, daß mindestens auf dem größten Teil der Bewegungsbahn eine das Flugzeug anhebende Auftriebskraft entsteht, dadurch gekennzeichnet, daß der Rumpf (21, 21a) als Doppelrumpf ausgebildet und mindestens ein Rotor (25) zwischen den beiden Einzelrümpfen (21, 21a) an eine diese verbindenden Brücke (22), z. B. an einer hochliegenden Führergondel (23), vorzugsweise an deren Heck, angeordnet ist (Fig. 5 bis 8).
  3. 3. Flugzeug nach einem oder beiden der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor nach Art eines Propellers an einer Welle sitzt.
  4. 4. Flugzeug nach einem oder beiden der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Antrieb des Rotors in an sich bekannter Wleise an den Tragarmen (5) Düsentriebwerke (8) schwenkbar befestigt sind.
  5. 5. Flugzeug, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotoren (2, 2a) anhochliegenden Treibstofftanks (10, 10a) gelagert sind.
  6. 6. Flugzeug, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotoren (3, 3a) an besonderen hochlAegenden seitlichen Auslegern (12; 12a) gelagert sind, vorzugsweise an an diesen Auslegern (12, 12a) befestigten Schubtriebwerken (4, 4a).
  7. Flugzeug nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei symmetrisch zur Flugzeuglängsachse liegende gegenläufig drehende Rotoren (2, 2a, 3, 3a, 27, 27a) seitlich einer ein Luftkissen begrenzenden Fläche (16, 16a, 28) angeordnet sind, wobei die Drehrichtung (Pfeile 19, 19a in Fig. 3) der beiden Rotoren und deren Höhenlage über dem Erdboden so gewählt sind, daß zur Aerzeugung eines Luftkisseneffektes Luft unter diese Flächen geschoben wird. B.
  8. Flugzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Begrenzung des Luftkissens absenkbare oder schwenkbare Klappen (17, 17a, 18, 18a, 30, 30a, 31, 31a) vorgesehen sind, wobei als hintere Klappe (17, 17a, 30, 30a) vorzugsweise das Höhenruder nutzbar gemacht ist.
  9. 9. Flugzeug nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotoren (2, 2a, 3, 3a) an Flügelstummeln (9, 9a, 12, 12a) angeordnet sind, die vorzugsweise an der Rumpfoberseite liegen (Schulterdecker).
  10. 10. Flugzeug nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Fall eines Einfachru@pfes (Fig. 1 bis 4) ein und im Falle eines Doppelrumpfes (Fig. 5 bis. 8) zwei Rotoren am triebwerkslosen Rumpfheck angeordnet sind.
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