DE1781082A1

DE1781082A1 - Luftkissenfahrwerk fuer Flugzeuge

Info

Publication number: DE1781082A1
Application number: DE19651781082
Authority: DE
Inventors: Earl Thomas Desmond; Eggington Wilfred James
Original assignee: Bell Aerospace Corp
Current assignee: Bell Aerospace Corp
Priority date: 1965-03-17
Filing date: 1965-10-06
Publication date: 1971-05-27
Also published as: US3275270A; DE1294224B; JPS5011159B1; GB1121148A

Description

LUFTKISSENFAHRWERK FÜR FLUGZEUGE

Die Erfindung betrifft ein Luftkissenfahrwerk für Flugzeuge mit am Flugzeugrumpf befestigten elastischen Luftkammern mit ballonähnlicher Ringform und mit einer Luftzufuhreinrichtung in dieselben sowie längs der Bodenumfangslinie der Luftkammern angeordneten Luftauslaßöffnungen .

Die Einrichtung nach der Erfindung kann besonders vorteilhaft bei Flugzeugen verwendet werden, die mit hoher Geschwindigkeit landen und starten. Der Ausdruck "Flugzeug"

Bu/Ob

wird

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wird hier für jede Form von Flugzeug verwendet, das mit Auftriebsflügein versehen ist, die entweder starr am Flugzeugrumpf befestigt sind oder an ihm verstellt werden können, so daß sich ihr Anstellwinkel ändert. Auf jeden Fall soll dieses Flugzeug aber zur Unterscheidung von senkrecht startenden Flugzeugen, Hubschraubern oder dergleichen wie ein Flugzeug mit starren Flügeln arbeiten, das in einem verhältnismäßig flachen Winkel zu Land- «der Wasserflächen landet und startet.

Aus der britischen Patentschrift 935 Ö«^5 ist ein Luftkissenfahrwerk mit ballonförmigen Luftkammern bekannt, welche bis zu einem gewissen Grad flexibel sind, jedoch bei Abschaltung der Luftzufuhr die gleiche Form aufweisen wie während der Erzeugung des Luftkissens. Die Luftkammern stehen daher auch während der Fahrt stets aus dem Rumpf des Fahrzeugs hervor, was insbesondere bei schnellen Flugzeugen einen starken Luftwiderstand ergibt.

Demgegenüber besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Schaffung eines Luftkissenfahrwerks, welches nur für Start und Landung ausfahrbar und während des Fluges an den Flugzeugrumpf anlegbar ist. Insbesondere soll durch die Erfindung ein Luftkissenfahrwerk geschaffen

werden

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werden, dessen Eigenschaften und Bedienung beim Starten und Landen ähnlich sind wie bei einem Käderfahrwerk. D^ese Aufgabe wird bei einem Luftkissenfahrwerk der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß zwei in Längsrichtung des Flugzeugrumpfes hintereinander angeordnete Luftkammern vorgesehen sind, daß die Luftkammern in an sich bekannter ¥eise mit aufblasbaren Absperrvorrichtungen zum wahlweisen Öffnen oder Schließen der Luftauslaßöffnungen versehen sind und daß mittels der von einem Luftkompressor durch Luftkanäle in die Luftkammern eingeleiteten Luft die Luitkammern in die aus dem Flugzeugrumpf vorstehende Ballonform aufblasbar, mit Hilfe einer Absaugexnrxchtung entleerbar und an den Flugzeugrumpf anlegbar sind .

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Luftkissenfahrwerks besteht darin, daß die eine Luftkammer, welche etwa unter dem Schwerpunkt des Flugzeugs angeordnet ist, wesentlich größer ist als die andere Luftkammer, welche vor der größeren Luftkammer angeordnet ist. Durch diese Ausbildung der Luftkammern wird insbesondere das Verhalten eines dreirädrigen Räderfahrwerks nachgeahmt, so daß für den Piloten die Bedienung beim Starten und Landen ähnlich ist wie bei einem solchen Räderfahrwerk.

Anhand

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Anhand der Figuren wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigt;

Figur 1 eine Ansicht eines Flugzeugs mit zwei Luftkaminern gemäß der Erfindung von schräg unten und vorne,

Figur Z drei Seitenansichten des in Figur 1 dargestellten Flugzeugs in drei Stellungen beim Landen und Ausrollen,

Figur 3 drei der Figur k. entsprechende Seitenansichten des Flugzeugs in drei Stellungen beim Anlaufen zum Start und beim Ansteigen,

Figur k einen vergrößerten, schematischen, vertikalen Teilschnitt des Fahrwerkteils des in den Figuren 1-3 dargestellten Flugzeugs im Augenblick des Steigbeginns, wie er in Figur 3 dargestellt ist,

Figur 5 einen horizontalen Teilschnitt längs der Linie 8-β in Figur 2 und

Figur 6 einen vergrößerten, vertikalen Schnitt längs der Linie 9-9 in Figur 5·

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung kann bei allen Arten von Flugzeugen verwendet werden. Sie kann in ein Flugzeug

eingebaut

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eingebaut werden, das allgemein einen Rumpf 20, Tragflächen 22-22, ein Leitwerk 2k und einen Propelleroder Düsenmotor oder eine andere Antriebsvorrichtung 25 besitzt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist eine Druckmittelzuführung, beispielsweise eine innerhalb des Flugzeug-»· rumpfes angebrachte Druckluftzuführungsanlage, auf, wie sie beispielsweise in den Figuren 5 und 6 dargestellt ist. Diese Anlage kann beispielsweise aus zwei Kompressorventilatoren 26-26 bestehen, die von entsprechenden Turbinen (oder anderen Motoren) 28-28 angetrieben werden. Die Motoren 28-28 können in jeder beliebigen Art und Weise Kraftstoff aufnehmen und so angebracht sein, daß sie vom Piloten gesteuert werden können. An die Kompressorventilatoren ist eine Kanalanlage angeschlossen, die es ermöglicht, daß von jedem gewünschten Punkt außerhalb des Rumpfes Luft zu den Kompressoren einströmt und daß komprimierte Luft (wenn die Fahrwerkanordnung in Betrieb ist) so unterhalb des Flugzeugkörpers nach unten gerichtet ausströmt, daß unter ihm eine vorübergehende Luftkissenwirkung entsteht, wenn sich das Flugzeug nahe genug bei einer Boden- oder Wasserfläche befindet, auf der es landet.

Die

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Die Luftauslaßöffnungen oder Luftdüsen selbst besitzen irgend eine gewünschte Form und sind am Boden der Luftkammern längs des Umfanges aneinander gereiht, wenn die Luftkammern aufgeblasen sind. Die Luftdüsen sind vorzugsweise so ausgebildet, daß sie die Luftstrahlen sowohl nach innen als auch nach unten richten, damit wirksame Luftvorhänge geschaffen werden, von denen die Luftkissen bildenden Flächen umschlossen werden.

Die in den Figuren dargestellte Ausführungsform weist zwei Luftkammern 30 und 32 auf, mit welchen Luftkissen erzeugt werden. Die Luftkammern sind normalerweise während des Fluges entleert und derart eingezogen, daß sie sich in das aerodynamische Profil des Flugzeugrumpfes einfügen. Die Luftkammern 30 und 32 können aus einem -beliebigen, geeignet flexiblen Folienmaterial 33 hergestellt werden.

Ventilatoren 26-26 führen den Luftkammern über eine Kanalanlage Luft unter Druck zu. Die Kanalanlage kann Gehäuse 34-34 enthalten, welche die Ventilatoren 26-26 umgeben und zu nach unten gerichteten Mündungen 36-36 führen, die ihrerseits durch die Rumpfhülle des Flugzeugs zu den hinteren und vorderen Enden der Luftkammern 30 bzw. 32 führen. Auf diese Weise blähen sich die Luftkammern auf, wenn durch die nach unten gerichteten Mündungen 36-36 Luft gepumpt wird.

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Die Luftkaimnern 3Ο,3ί£ sind bei 4O längs ihrer auf den Boden einwirkenden Flächen mit Schlitzen versehen, damit Druckluftstrahlen von innen aus nach unten ausgestoßen werden können, wie in Figur 6 gezeigt

Die Schlitze jeder Luftkammer sind mit einer Absperrvorrichtung 42 versehen. Jede dieser Absperrvorrichtungen kann ein Gu.ninirohr oder dergleichen enthalten, welches so geformt ist, daß es einen verhältnismäßig geschmeidigen oberen Wandabschnitt 43 besitzt, der an einem verhältnismäßig steiferen Bodenwandabschnitt 44 angeformt ist. Der so aufgebaute Zylinder nimmt normalerweise einen Zustand ein, in dem er flach liegt. In jede der Absperrvorrichtungen führt ein Aufblasrohr 4b, welches von Leitungen 48 ausgeht, die von der Hochdruckstufe des Kompressorgehäuses hochkomprimierte Luft entnehmen. Die Luftströmung kann durch ein Absperrorgan 49 gesteuert werden, welches in jedem LuftzufUhrungsrohr angebracht ist.

Wenn eine Landung des Flugzeugs bevorsteht, können die Kompressoren durch diese Absperrvorrichtungen so in Tätigkeit gesetzt werden, daß durch die nach unten gerichteten Mündungen 30-30 Luft in die Luftkammern 30, 32 einströmt, wodurcn die anfänglich von dem an den Flugzeugrumpf angelegten Zustand in den in den Figuren dargestellten Zustand aufgebläht

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gebläht werden. Über die Absperrorgane 49 wird gleichzeitig hochkomprimlerte Luft in die Rohre 46 eingelassen, wodurch die Absperrzylinder 42 in den in Figur ο dargestellten Zustand aufgeblasen werden. Dieses Öffnen der Absperrvorrichtungen deckt die Schlitze 40 auf, so daß nun Luft aus den Luftkammern nach unten durch die Schlitze geblasen wird, wie in Figur 6 gezeigt. Die gekrümmten Bodenflächen der Absperrzylinder 42 verursachen den sogenannten "Coander-Effekt", durch welchen der ausströmende Luftvorhang nach innen und unter die Luftkammern gezogen wird, damit der Luftkissen erzeugende Raum 30 wirksamer gefüllt wird. Auf diese Weise wirken die aufgeblasenen Luftkammer und die Vorhänge aus Druckluft, weiche aus den Schlitzen 4u ausströmen, derart zusammen, daß ein Luftkissen unter dem Rumpf gebildet und aufrecht erhalten wird, wenn dieser nahe genug an eine Gegenfläche herankommt, wie in den Figuren 5 und 6 dargestellt ist. Wenn erwünscht, kann die dem Luftkissen 50 zugeführte Luft gemäß Figur 6 durch einen Zweigkanal 5^ ergänzt werden, welcher von den Hauptkanälen ausgeht und eine nach unten gerichtete Luftströmung durch eine in der Rumpfmitte angebrachte Öffnung 54 erzeugt (Figuren 1 und 6).

Viie aus Figur 5 ersichtlich, können die Luft Zuführungen zu den Kompressoren Zb-Zo durch Kanäle 6ö geschaffen werden,

welche

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welche vorn mit Jalousien versehenen Offnungen 68-68 aus durch die Rumpfhülle führen.

In den Figuren 2, 3 und 4 ist dargestellt, wie die aufgeblasenen Lu±tlcammern 30,32 das Landen und Starten des Flugzeugs ergänzen. Wie im linken Teil von Figur 2 dargestellt, kann das Flugzeug beim Landen in einer normalen horizontalen Lage fliegen, bis es so nahe an die Landefläche herankommt, daß die durch den Bodeneinfluß entstehenden Kräfte die vertikale Stützung des Flugzeugs übernehmen.Die Schubrichtung der Propeller oder der Düsen kann nun umgekehrt werden oder es können Reibungsbremsen oder dergleichen abgesenkt werden, damit das Flugzeug zum Stillstand oder in eine hin und her bewegliche Lage gebracht wird, wie im rechten Teil der Figur 2 dargestellt. Im mittleren Teil der Figur 2 ist dargestellt, wie das Flugzeug gesteuert werden kann, damit das hintere Ende der Kammer 32 zum Bremsen auf der Landebahn schleift, wenn dies erwünscht ist.

In Figur 3 ist das Flugzeug während de* Anlaufens zum Start und beim Abheben dargestellt. Im rechten Teil der Figur beginnt das Flugzeug zum Start anzulaufen. Im mittleren Teil der Figur 3 ist der Bug bereit* angehoben. Wie in

Figur

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Figur 4 dargestellt, liefert die große, hintere Luftkaminer 32 bei diesem Betriebszustand durcn den Bodeneinfluß die maximale Stützkraft für das Flugzeug an der Hinterkante der Luftkammer. Das vordere Ende der Luftkammer 32 ist von der Gegenwirkungsfläche abgehoben und läßt seinen Luftinhalt frei ausströmen. Das Vorderende der Luftkammer ist dabei relativ entspannt und nimmt eine normale Form ein, während der hintere Endabschnitt der Luftkammer 32 den verbleibenden Druck der Stützlast des Luftkissens trägt und deshalb in allen Richtungen unter größerem Druck steht. Die Luftkammer ist jedoch vorzugsweise so aufgebaut, daß sie nur in lÄnfangsrichtung elastisch ist, wodurch sich der Kantenabschnitt der Luftkammer 32 unter Startbedingungen in vertikaler Richtung ein wenig zusammendrückt, ohne sich jedoch an seinem Hinterende auszuziehen (Figur k). Die beschriebenen Änderungen der Luftkammerforni finden gleichzeitig mit einer weiteren Anpassung des Bodenprofilabschnitts der Luftkammer an die sich ändernde Fluglage bezüglich der Landefläche statt. Das bedeutet, daß der Umfangsabschnitt am Boden der Luftkammer in einem geringen Abstand von der Gegenfläche verbleibt, wodurch die erforderliche vertikale Haltekraft für das Flugzeug unter Vermeidung einer zerstörenden, reibenden Berührung mit der Gegenfläche erzeugt wird.

Die

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>Die beiden Luftkainniern 30 und y<L sind hintereinander angeordnet. Die größere Luftkammer 32 liegt in Längsrichtung des Flugzeugs etwa in der Mitte unterhalb des Gesamtschwerpunktes des Flugzeugs und vorzugsweise etwas hinter dem Gesamtschwerpunkt, während die kleinere Kammer 30 davor angebracht ist. Dadurch wird die Anordnung eines dreirädrigen Räderfahrwerks nachgeahmt und das Flugzeug besitzt vom Standpunkt des Piloten aus für Lande- und Startvorgang ähnliche Bedienungseigenschaften wie bei einem solchen Räderfahrwerk.

Patentansprüche

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Claims

Mildert vvsrJ-r: | Patentansprüche

1. Luftkissenfahrwerk für Flugzeuge nit am Flugzeugrumpf befestigten elastischen Luftkanuaern mit ballonähnlicher Ringform und mit einer Luftzufuhreinrichtung in dieselben sowie längs der Bodemunfangalinie der Luftkatamern angeordneten Luftauslaßöffnungen, dadurch gekennzeichnet, daß zwei in Längsrichtung des Flugzeugrumpf es (20) hintereinander angeordnete Luftkammern (3O_t32) vorgesehen sind, daß die Luftkammern (30,32) in an sich bekannter Weise «it aufblasbaren Absperrvorrichtungen (h2) zum wahlweisen Öffnen oder Schließen der Luftauslaßöffnungen (kO) versehen sind und daß mittels der von einem Luftkompressor (26) durch Luftkanäle (36) in die Luftkammern (30,32) eingeleiteten Luft die Luftkammern in die aus dem Flugzeugrumpf (20) vorstehende Ba11onform aufblasbar, mit Hilfe einer Absaugeinrichtung entleerbar und an den Flugzeugrumpf (20) anlegbar sind.

ORIGIN«· KSPEOTE

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2. Luftkissenfahrwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Luftkammer (32), welche etwa unter dem Schwerpunkt des Flugzeugs angeordnet ist, wesentlich größer ist als die andere Luftkammer (30), welche vor der größeren Luftkammer (32) angeordnet 1st.

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¹ ORlGiNAL lNS

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