DE1531426A1

DE1531426A1 - Arrangement for deflecting air or gas jets

Info

Publication number: DE1531426A1
Application number: DE19671531426
Authority: DE
Inventors: Hans Lemmerzahl
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1967-08-31
Filing date: 1967-08-31
Publication date: 1969-12-18

Description

Beschreibung : Die Erfindung befaßt sich mit, dem Problem des Senkrechtstartes bzw#Kurzstart bei Luftfahrzeugen mit Lüfterantrieb.Die Gruppe der DrehflÜgler oder Hubschrauber soll hierbei außer Betracht gelassen werden. Ebenfalls solche Luftfahrzeuge,welche durch das Schwenken des ganzen Flügels mit den Triebwerken zusammen oder die Triebwerke alleine,einen Senkrechtstart auszuführen in der Lage sind.Description : The invention is concerned with the problem of vertical take-off or # short take-off in aircraft with fan drive. The group of rotary wing aircraft or helicopters should be disregarded here. Also those aircraft that are able to perform a vertical take-off by pivoting the entire wing with the engines together or the engines alone.

Weiterhin sind Konstruktionen bekannt Ceworden.bei denen der Luftstrahl eines Lüfters durch Klappen umgelenkt wurde,die seitlich oder hinten angebracht wurden und ebenfalls einen Senkrechtstart ermöglichten.Alle diese Anordnungen setzten ein extrem niedriges Triebwerksgewicht vorraus um überhaupt senkrecht starten zu können.Die Nutzlast für einen Flug waren dementsprechend gering,zumal die hierbei verwendeten Kaskaden bzw. eine große Anzahl von profilierten Klappen selbst kaum zur Auftriebserzeugung bei49en.Dies mag auch der Grund dafür sein,daß sich diese Art von Unlenkoffekt bisher kaum durchgesetzt hat.Furthermore, constructions are known where the air jet of a fan was deflected by flaps attached to the side or rear and also enabled a vertical take-off. All of these arrangements were in place an extremely low engine weight in advance to take off vertically at all The payload for a flight was correspondingly low, especially here hardly used cascades or a large number of profiled flaps themselves contribute to the generation of buoyancy. This may also be the reason that this Kind of Unlenkoffekt has hardly prevailed so far.

Aufgabe der Erfindung war en.die Nachteile der bekannten Anordnungen zu vermeiden und mit möglichst einfachen e,#!itteln eine wirksame Umlenkung des erzeugten Luft- Hubkraft für den Senkrechtflug zu verwenden.Das Ziel wird erfindungsgemäß dadurch erreicht,daß in angemessenem Abstand*zweier Lüftersystame dazwischen eine verstellbare Ldtmtklappe angeordnet ist.Da beide Lüftersystemetalso Luftschrauben-Turbinen-oder Gasstrahlantrieb*,durch die Ummantelung oder Röhre den Luftstrahl von vorne in Flugrichtung gesehen entnehmenfindet bei einer horizontalen Lage der Luftklappe ein ebenfalls horizontaler Luftdurchtritt durch die Ummantelung oder Röhre statt,was einen horizontalen Schub ergibt.Wird die Luftklappe jedoch in Flugrichtung angestellt,so wird die vorne angesaugte Luft nach unten abgelenkt und tritt durch Öffnungen an der Unterseite der Ummantelung wieder aus.Auf der Oberseite der Luftklappe entsteht ein Sog,der durch die hinter der Luftklappe erzeugte Luftströmung verstärkt wird und ein "Abreißen" der Stömung verhindert.Die Luft die hinter der Luftklappe erzeugt wird,holt sich den fehlenden Luftbedarf durch EintrittsÖffnungen auf der Oberseite der Ummantelung.Kommt die Luftklappe zum Anschlag an die Ummantelung ist der größte Anstellwinkel derselben erreicht und auch der maximale Auftrieb in vertikaler Richtung.Durch Anstellung des gesamten FlugkÖrpers kann eine weitere Auftridbaerhöhung erzielt werden.The object of the invention was to avoid the disadvantages of the known arrangements and to effectively deflect the generated airflow with the simplest possible The aim is achieved according to the invention in that an adjustable Ldtmtklappe is arranged at a reasonable distance * between two fan systems When the air flap is in a horizontal position, a horizontal air passage through the casing or tube takes place, which results in a horizontal thrust Covering again. A suction is created on the top of the air flap, which is intensified by the air flow generated behind the air flap and prevents the flow from "tearing off". The air that is generated behind the air flap gets the missing air requirement through inlet openings on the Top d If the air flap comes to the stop on the jacket, the greatest angle of attack of the same is reached and also the maximum lift in the vertical direction. By adjusting the entire missile, a further increase in lift can be achieved.

Die Klappe selbst kann in ihrer Form verschieden sein und richtet sich dieselbe nach der in der Ummantelung auftretenden LuftstrÖmungsgeschwindigkeit.Im Unterschallbereich erhält die Klappe mehr eine gekrümmte Form, während für den Überschallbereich die Klappe die Form eines Überschallprofiles annehmen muß.The flap itself can be different in shape and directed the same according to the air flow velocity occurring in the casing For the subsonic range, the flap is given a more curved shape, while for the supersonic range the flap must take the form of a supersonic profile.

Die Luftklappe selbst kann in ihrer Form weiterhin seitlich so beschnitten werden,daß in der Ummantelung Kreisabschnitte entstehen oder Räume,die fÜr die Aufnahme von Personen.Brennstoff oder Last vorzusehe n sind.The shape of the air flap itself can still be trimmed laterally be that in the sheathing arise circular sections or spaces for the recording of people, fuel or loads are to be provided.

Am hinteren Ende der Ummantelung kann eine zusätzliche Luttklappe angeordnet werdenwelche die Aufgabe hat,den nach hinten abfließenden Luftstrom nach oben oder unten abzulenken,durch Ufnungen, die in der Ummantelung vorzusehen sind.Damit kann eine Steuerung um den Schwerpunkt der Anordnung erzielt werden,aber auch eine Ablenkung der Strömung nach unten,zur Unterstützung des Auftriebes.An additional vent flap can be installed at the rear end of the casing which has the task of following the airflow flowing backwards top or bottom distract, through openings in the sheath Control around the center of gravity of the arrangement can thus be achieved but also a downward deflection to support the buoyancy.

Wird die Anordnung als Flugkörper alleine betrachtet, so könnte nach dem Senkrechtstart bei Aufnahme der Vorwärtsgeschwindigkeit der Anstellwinkel der Tragfl,;l#chen bzw. Luftklappe,immer mehr verringert werden, sodaS2 eine teilweise oder fast vollständige DurchstrÖmung der T"mmantelung erfolgtwodurch der Vorwärtsschub sein !.'aximum erreicht hat.If the arrangement is viewed as a missile alone, it could be according to the vertical take-off when recording the forward speed of the angle of attack Hydrofoils or air flaps are being reduced more and more, so that a partial or almost complete flow through the T "sheath, causing the forward thrust his!. 'has reached the maximum.

riie Ummantelung als Flugkörper alleine,könnte im Heck ein zusätzliches Raketentriebwerk aufnehmen,sodaß vom {*berschallflu- zum Raumflug Übergegangen werden kann. Diese Rakete könnte schwenkbar nicht nur für den ljehub selbst verwendet werden,sondern auch zur Steuerung des Flugkörpers.riie casing as a missile alone could be an additional one in the stern Take up the rocket engine, so that the {* supersonic flight to space flight can be transitioned can. This rocket could be used not only for the ljehub itself, but pivotable also to control the missile.

'Vird die Anordnung in kleinerer AusfÜhrung gemacht,kann dieselbe wie ein normales Triebwerk im Bereich des Schwerpunktes eines TragflÜgelflugzeuges an-ebracht werden,entweder unter dem Flügel selbst.oder seitlich*des Rumpfes.If the arrangement is made in a smaller version, the same can be used like a normal engine in the area of the center of gravity of a hydrofoil aircraft be attached, either under the wing itself or to the side * of the fuselage.

Wird die Anordnung im Flügelbereich vorgenommen,hann bei maximaler Anstellung der Luftklappe,der an der Oberseite der Ummantelung entstehende Sog zur Absaugung der Grenzschicht des darüberliegenden Tragflügels herangezogen werden,was wiederum eine wesentliche Auftriebserhöhung zur Folge hätte.If the arrangement is made in the wing area, then at maximum Adjustment of the air flap, the suction created at the top of the casing for Suction of the boundary layer of the overlying wing can be used what would again result in a substantial increase in lift.

El'it dies'er Anordnung könnten mit sehr starken Triebwerken Senkrechtstarts-und-Landungen vorgenommen werden erzielt werden.Weiter könnte diese Anordnung auch für den Schnellflug mit Grenzschichtabsaugung herangezogen werden,was höhere Geschwindigkeiten oder Reichweitenverlängerung ergäbe.This arrangement could do vertical take-offs-and-landings with very powerful engines This arrangement could also be made for high-speed flight be used with boundary layer suction, which means higher speeds or Range extension would result.

-,a.andel-t,es sich bei der LÜfteranordnung um -uftschrauben,so dürfte die Drehrichtung derselben entgegengesetzt anzunehmen sein,z'wecks Aufhebung des RÜckdrehmomentes,sonst,könnte es passieren,daß der ganze Flugkörper um seine eigene Achse in's Rotieren kommt. Von Vorteil erscheint daher die Verwendung von Luftturbinen,die kein Drehmoment haben.Ilit elektronischer Steuerung der Vorgänge dÜrfte dieses Problem des Rückdrehmomentes leicht zu lösen sein und somit eine ruhige Fluglage des Körpers zu erreichen sein.-, a.andel-t, the fan arrangement is about to screw up, so should the direction of rotation of the same must be assumed to be opposite, for the purpose of canceling the Reverse torque, otherwise it could happen that the whole missile turns around its own Axis starts rotating. The use therefore appears to be advantageous of air turbines that have no torque.Ilit electronic control of the operations This problem of back torque should be easy to solve and thus a quiet one Attitude of the body to be achieved.

An Hand der Zeichnungen sei die Erfindung erläutert: Fig.1 zeigt einen Längsschnitt durch die Anordnung; Fig.2 zeigt das Luftströmungsbild bei maximaler Einstellung der Luftklappe und die dabei auftretenden Luftkräftelin ihrem Verlaufe.The invention will be explained with reference to the drawings: FIG. 1 shows a Longitudinal section through the arrangement; Fig.2 shows the air flow pattern at maximum Adjustment of the air flap and the resulting air forces in their course.

Fig.3 zeigt eine verkleinerte Wiedergabe des Querschnittes der Ummantelung,mit den seitlich möglichen Räumen.3 shows a reduced reproduction of the cross section of the casing, with the spaces possible on the side.

Fig.4 zeigt die Anordnung unter einem TragflÜgel. Fig-5 zeigt die Ausnützung der Luftkräfte an einem TragflÜgel zum Absaugen der Grenzschicht.Hierbei kommt die Anordnung der Zusatzklappe zur zusätzlichen Ablenkung nach unten voll zur Geltung. In der Fig. 1 und 2 sind irnmantelte Luftschrauben 1 und 2 dargestellt.Die Ummantelung selbst ist mit 7 bezeichnet.Der Antrieb der Lüfter oder in diesem Falle der Luftschrauben erfolgt im angenommenen Beispiel über unabhängige Triebwerke 8 Die zwischen den Luftschrauben befindliche Luftklappe 3 wurde in horizontaler Lage eingezeichnet,aodaß der erzeugende Luftstrom beider Triebwerke ungehindert das Innere der Ummantelung passieren kann.Fig. 1 zeigt daher die Lage der Anordnung bei vollem Horizontalschub.In der Fig. 2 ist die Stellung der Luftklappe 3 ersichtlich bei vollem Ausschlag und maximaler Auftriebserzeugung, bei horizontaler Fluglage der Anordnung.An der Unterseite sind die AustrittsÖffnungen 4 zu erkennen,auf der Oberseite der Ummantelung die Eintrittsöffniingen 5 die mit Leitblechen 6 versehen sind.Der Verlauf der Luftströmungen Sl und S2 ist dargestellt und zeigt den Eintritt der vorderen Luftströmung Sl durch die Mändung,um durch die Luftklappe 3 durch die Öffnungen 4 nach unten abgelenkt zu werden.Die Luftströmung S2 tritt von außen in die Ummantelung 7 durch die Öffnungen 5 ein.Fig. 4 shows the arrangement under a wing. Fig-5 shows the use of the air forces on a wing to suck off the boundary layer. Here, the arrangement of the additional flap for additional deflection downwards comes into its own. In Fig. 1 and 2 are irnmantelte propellers 1 and 2 dargestellt.Die sheath itself is 7 bezeichnet.Der drive the fan or in this case the propeller is carried in the assumed example via independent engines 8 The air damper 3 situated between the propellers was in horizontal position drawn in, so that the air flow generated by both engines can pass unhindered through the interior of the casing. 1 therefore shows the position of the arrangement at full horizontal thrust. In Fig. 2, the position of the air flap 3 can be seen at full deflection and maximum lift generation, with the arrangement in a horizontal flight position. The outlet openings 4 can be seen on the underside, and on the top Covering the inlet openings 5 which are provided with baffles 6. The course of the air flows S1 and S2 is shown and shows the entry of the front air flow S1 through the opening to be deflected downwards by the air flap 3 through the openings 4. The air flow S2 enters the casing 7 from the outside through the openings 5 .

Im Hinterteil befindet sich die Zusatzluftklappe 9 mit den dazugehörigen Steuerdüsen 10 und 11 Noch weiter hinten ist ein zusätzliches Raketentriebwerk 12 angedeutet.The additional air flap 9 with the associated control nozzles 10 and 11 is located in the rear part. An additional rocket engine 12 is indicated even further to the rear.

Fig. 3 zeigt den Querschnitt durch die Ummantelung ? mit der seitliäh beschnittenen Luftklappe 3 und die dadurch entstandenen Räume 13 Diese Räume sind mit Pennter 14 Versehene Flugzeugestwobei bei diesem Beispiel der Flügel 15 CD selbst im Schnitt als Profil dargestellt ist.Die Luftklappe 3 hat für den Reiseflug eine fast horizontale Stellung,sodaß der Luftstrom Sl und S2 die Ummantelung 7 durchstrÖmen kann.Fig. 3 shows the cross section through the casing ? with the laterally trimmed air flap 3 and the resulting spaces 13. These spaces are provided with pennants 14 In this example, the wing 15 CD itself is shown in section as a profile. The air flap 3 has an almost horizontal position for cruise flight, so that the air stream S1 and S2 can flow through the casing 7.

Fik. 5 zeigt die Anordnung mit ausgeschlagener Luftklappe 3 nach oben,wobei der Luftstrom S2 zur Absaugung der Grenzschicht auf dem Plügel 15 durch Absaugschlitze 16 in den Flügel selbst eintritt um Über die Verbindungskanäle 17 hinten zur DÜse wieder auszutreten. Die Erfindung bietet den großen Vorteil der Einfachheit der Gesamtkonstruktion,sowie die Möglichkeit des stufenlosen Überganges des Vertikalschubes in den Horizontalschub. Die Verwendung von mindestens zwei Lüfteranlagen,ergibt CD eine fast Verdoppelung des Luftmassengewichtes und somit eine Auftriebserhöhung.Der Gesamtluftwiderstand der Anlage verringert sich auf den n,.uerschnitt e i n e s Triebwerksquerschnittes.Fik. 5 shows the arrangement with the air flap 3 knocked out upwards, the air flow S2 for sucking off the boundary layer on the plunger 15 entering the wing itself through suction slits 16 in order to exit again via the connecting channels 17 at the back to the nozzle. The invention offers the great advantage of the simplicity of the overall construction, as well as the possibility of a stepless transition from vertical thrust to horizontal thrust. The use of at least two fan systems, CD results in an almost doubling of the mass of air and thus a weight Auftriebserhöhung.Der total air resistance of the system is reduced to the n, .uerschnitt an engine cross-section.

Ferner kann die Anordnung auch in vorteilhafter Weise bei schweren Flugzeugen für Kurz-Start und -Landung Anwendung finden.Furthermore, the arrangement can also be advantageous for heavy Aircraft for short takeoff and landing are used.

Als Flugkörper alleine betrachtet,dürfte er vom hohen Unterschallbereich zum Überschall Flug- zeugen mit äußeren Tragflächen weit überlegen sein. Considered as a missile alone, it should go from the high subsonic range to the supersonic range Be far superior to aircraft with outer wings.

Claims

Claims: (12, e #Anordnung for selectively horizontal and / or vertical thrust generation in aircraft by means of jacketed fan, d a d g e k urch hen -zeichnet that sind.zwischen provided at a suitable distance two fans (1,2) which there is an air flap (3) which, when positioned at an angle, deflects the air flow ( S1) generated at the front downwards through outlet openings (4) in the casing (7) while the air flow (S2) generated behind the air flap (3 ) has its air requirement through inlet openings ( 5) in the casing (7) getsIsod that a vertical thrust is generated, while after swiveling the air flap (3) into the horizontal position, the generated air flow ( S1 and S2) of both fans (1,2) results in a horizontal thrust.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the Inlet openings (5) are provided with guide plates (6). 3. Arrangement according to claim 1 and 2, characterized in that the two fans (1,2) have a common drive (8) / can have. 4. Arrangement according to claim 1 and 2, characterized in that an additional flap (9) in the rear part of the casing (7) is provided as a control, for which openings (10) and (11) are also provided in the casing (7) . Arrangement according to Claims 1 and 2, characterized in that the air flap (3 ) lying between the fans (1,2) has a lateral straight line, which creates lateral spaces (13) with windows (14) in the casing (7). 6. Arrangement according to claim 1 to 5, characterized in that the air flow S2 created behind the air flap (3) through the fan (2) can be used for the suction of a wing (15) , via the suction slots (16) and their extension, the connection channels (1?). Arrangement according to Claim 1 to, characterized in that an additional rocket engine (12) can be provided in the rear part of the casing (7), which rocket engine can be pivotably arranged.