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Senkrecht startender und landender Raumflugkörper Zur Erhöhung der
Sicherheit, d.h. um die Gefährdungen beim Starten, Rollen und landen zu verringern
und um kilometerlange Start- und Landebahnen zu vermeiden, sind Ylugmaschinen entwickelt
worden, die ein senkrechtes Starten und Landen erlauben. Diese sogenannten "Senkrechtstarter",
auch VTOL-Flugzeuge genannt, sind dem Hubschrauber in den herkömmlichen Ausführungsformen,
insbesondere in bezug auf. ihre Geschwindigkeit, überlegen und erschließen somit
weitere Einsatzmöglichkeiten sowohl in der Zivilals auch in der Militärluftfahrt.
Die Triebwerke derartiger Senkrecht starter müssen daher so ausgelegt sein, daß
neben einer ausreichenden Leistung
für den Normal flug auch die
Stützkräfte zum Abheben vorhanden sind. Dadurch müssen die Triebwerke aufwendiger
ausgebildet sein, was jedoch eine Verringerung der Nutzlast und der Nutzleistung
zur Folge hat. Neben den verschiedenen Hubschrauberantriebsystemen und dem Rotodynesystem
werden als Triebwerksysteme für Senkrechtstarter Antriebe mit Schwenkschrauben,
mit Mantelschrauben und verschwenkbare Strahlturbinen verwandt. Als besonders bevorzugtes
Triebwerksystem hat sich die Kombination von schwenkbaren Triebwerken mit feststehenden
Triebwerken gezeigt, da man bestrebt ist, die bei Umlenkaggregaten auftretenden
Kräfteverluste zu verringern. Bei der Verwendung von getrennten Triebwerken, d.h.
von Hub- und Schubtriebwerken muß mit relativ hohen Gewichten gerechnet werden,
die durch die doppelten Anlagen entstehen.
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Bei den Mantelschrauben als Antriebssystem für Flugzeuge wird bei
einer bekajiten Ausführungsform von Hubrotoren ausgegangen, die aus einer Vielzahl
von an einer mittels eines Strahles eines Turbinenaggregates angetriebenen Achse
befestigten Flügelblättern bestehen und deren Hubrotoren ummantelt sind. Für den
Normalflug (Reiseflug) wird der Strahl des Turbinenaggregates über ein Umleitventil
nach hinten geleitet, während für den Schwebeflug der Strahl zu den Hubrotoren umgeleitet
wird.
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Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, einen senkrecht
startenden und landenden Raumflugkörper zu schaffen, der als Senkrechtstarter im
Horizontal flug mehrfache Schallgeschwindigkeit erreichen kann, bei dem keine Kräfteverluste
durch Umlenkaggregate auftreten und bei dem neben einer hohen Nutzlast alle Schubkräfte
beim Senkrechtstart für diesen zur Verfügung stehen. Darüber hinaus ist keine Lärmbelästigung
beim Starten und Landen gegeben. Ferner kann der Raumflugkörper als Träger für Weltraumschiffe
oder für Ryperschall-Flugzeuge eingesetzt werden.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung ein senkrecht startender
und landender Raumflugkörper vorgeschlagen, der in der Weise ausgebildet ist, daß
ein etwa kugelförmiger Rumpf mit einziehbarem Fahrgestell mittig zwei waagerecht
zueinander angeordnete kreisförmige Tragflächenscheiben aufweist, die umlaufend
angetrieben und mit einer Vielzahl von radial zum Rumpf angeordneten und zur Tragflächenebene
in ihren Neigungswinkeln verstellbaren Flügelblättern versehen sind, und daß ober-
und unterhalb der am Rumpf mittels Lagern geführten Tragflächen-/Rändern scheiben,
die an ihren umlaufenden Stabilisierungseinrichtungen tragen, an dem Rumpf Triebwerke
für den Horizontalflug sowie Schub- und Rückstoßdüsen zur Steuerung der Flugrichtung
vorgesehen sind.
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Der Rumpf weist mindestens zwei mittels Treppen miteinander verbundene
Decks auf, die unter Ausbildung eines Mitteldecks im Bereich der Tragflächenscheiben
durch eine umlaufende Wandung unter Ausbildung eines zylindrischen Raumes verbunden
sind.
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Jede der beiden Tragflächenscheiben weist etwa den Querschnitt eines
rechtwinkligen Dreiecks mit unterschiedlich lang bemessenen Katheten auf, von denen
die länger bemessenen Katheten der beiden Tragflächenscheiben einander zugekehrt
angeordnet sind, während die kürzer bemessenen Katheten senkrecht zur waagerechten
Tragflächenebene an der umlaufenden Wandung des Mitteldecks anliegen, wobei in den
Hypotenusenflächen der Tragflächenscheiben die verschwenkbaren Flügelblätter angeordnet
sind. An der Außenfläche der umlaufenden Wandung des Mitteldecks des Rumpfes sind
Führungen und Lager für an den zugekehrten Wandungen der ein dreieckförmiges Profil
aufweisenden Tragflächenscheiben vorgesehenen Lauf-und Lagerrollen sowie die Antriebsmittel
für die Tragflächenscheiben angeordnet.
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Die Stabilisierungseinrichtungen für die Tragflächenscheiben sind
nach einem weiteren Merkmal der Erfindung an den äußeren freien Enden er Tragflächenscheiben
angebracht und bestehen aus einem an der
oberen Tragflächenscheibe
befestigten, ein etwa keilförmiges Profil aufweisenden äußeren Stabilisierungskranz
und einem an der unteren Tragflächenscheibe befestigten inneren Stabilisierungskranz,
der im äußeren Stabilisierungskranz geführt ist.
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Der äußere Stabilisierungskranz ist als keilförmiger Ringkörper ausgebildet,
der mit seiner senkrecht zur Tragflächenebene stehenden Wandung die untere Tragflächenscheibe
übergreift und der mit einer über einen mittig ausgebildeten waagerechten Führungsschlitz
verbundenen Ausnehmung von etwa viereckförmigem Querschnitt versehen ist, in der
der innere Stabilisierungskranz der unteren Tragflächenscheibe geführt ist, der
aus einem Winkelprofil besteht, dessen einer Flansch am freien Ende der unteren
Tragflächenscheibe befestigt ist, während der andere Flansch im Führungsschlitz
geführt ist und an seinem freien Ende einen der Ausnehmung im äußeren Stabilisierungskranz
entsprechend ausgebildeten Profilkörper trägt, an den der Flansch des Winkelprofils
mittig angebracht ist. Die Ausnehmung im äußeren Stabilisierungskranz weist eine
obere und eine untere sowie eine senkrechte Führungsfläche auf.
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Die Führungsflächendieser Ausnehmung tragen Laufschienen für an dem
an den äußeren Stabi~lisierungskranz geführten Profilkörper des inneren Stabilisierungskranzes
angebrachten Stabiliierungs- und Laufrollen.
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Zur weiteren Stabilisierung und Führung der Tragflächenscheiben tragen
die an dem waagerechten Flansch des Winkelprofils mit dem Profilkörper angrenzende
untere senkrechte Profilkörperaußenfläche und die dieser Fläche gegenüberliegende
Außenfläche des senkrechten, an die untere Tragflächenscheibe angeschlossenen Flansches
des Winkelprofils Laufschienen für Stabilisierungs- und Laufrollen, die an den den
Laufschienen gegenüberliegenden Außenflächen der den Führungsschlitz für den Flansch
mit dem Profilkörper begrenzenden unteren Abschnitt des keilförmigen Stabilisierungskranzes
vorgesehen sind.
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Um die Geschwindigkeit der unteren Tragflächenscheibe gegenüber der.
oberen Tragflächenscheibe, wenn diese feststeht, verringern zu können bzw. um die
untere Tragflächenscheibe anhalten zu können, ist die obere, benachbart zum waagerechten
Flansch des Winkelprofil angeordnete, senkrechte Außenfläche des Profilkörpers als
Bremsfläche ausgebildet, der mehrere auf dem Umfang der oberen Tragflächenscheibe
verteilt angeordnete> hydraulisch betriebene Bremsfüße zugeordnet sind, die in
der oberen Tragflächenscheibe gehalten sind und die über Leitungen mit Hydraulikpumpen
in Verbindung stehen.
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In der Zeichnung ist der Erfindungagegentan4 bei-Bpielaweise dargestellt,
und zwar zeigt
Fig. 1 den Raumflugkörper mit den Tragflächenscheiben
und mit ausgefahrenem Fahrgestell in einer Ansicht von vorn, Fig. 2 den Raumflugkörper
in einer Seitenansicht, Fig. 3 den Raumflugkörper mit geschlossenen Tragflächenscheiben
in einer Ansicht von vorn, Fig. 4 den Raumflugkörper mit geöffneten Tragflächenscheiben
in einer Ansicht von vorn, Fig. 5 den Raumflugkörper in einem senkrechten Schnitt,
Fig. 6 den Raumflugkörper mit Einrichtungen zur Beförderung von Personen in einem
senkrechten Schnitt, Fig. 7 eine weitere Ausführungsform des Raumflugkörpers in
einem senkrechten Schnitt, Fig. 8 eine bodenseitige Ansicht des Raumflugkörpers,
Fig. 9 eine Ansicht des Raumflugkörpers in einer Ansicht von oben,
Fig.
1o einen waagerechten Schnitt durch den Raumflugkörper oberhalb der Trägerscheiben,
Fig. 11 einen waagerechten Schnitt durch den Raumflugkörper unterhalb der Trägerscheiben,
Fig. 12 einen waagerechten Schnitt mittig durch den Raumflugkörper, Fig. 13 einen
waagerechten Schnitt durch den Raumflugkörper, und zwar etwa in Höhe der oberen
Triebwerke für den Horizontalflug, Fig. 14 den Raumflugkörper in einem senkrechten
Längsschnitt, Fig. 15 eine vergrößerte Teilschnittdarstellung durch eine Tragflächenscheibe
mit Stabilisierungseinrichtung, Fig. 16 die Stabilisierungseinrichtung in einer
schematischen Schnittdarstellung, Fig. 17 einen Tragflächenscheibenabschnitt mit
geschlossenen Flügelblättern in einem senkrechten Schnitt und
Fig.
18 einen Abschnitt der Tragflächenscheiben mit aufgestellten Plügelblättern in einem
senkrechten Schnitt.
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Der erfindungsgemäß ausgebildete Raumflugkörper besteht nach einer
bevorzugten Ausführungsform gemäß Fig. 1 bis 7 aus einem etwa kugelförmigen Rumpf
10, der bodenseitig ein einziehbares Fahrgestell 11 aufweist, das mit Laufrädern
versehen sein kann oder das aue teleskopartig einziehbaren Federbeinen besteht.
Mittig zum Rumpf 10 sind an diesem zwei kreisförmige, in Lagern geführte Tragflächenscheiben
13,14 vorgesehen, die mittels geeigneter Antriebsaggregate in Rotation versetzbar
sind. Die Tragflächenscheiben 13,14, die waagerecht zueinander angeordnet sind,
weisen eine Vielzahl von radial zum Rumpf 10 angeordnete Flügelblätter auf, von
denen die Flügelblätter der oberen Tragflächenscheibe 13 mit 15 und die der unteren
Tragflächenscheibe 14 mit 16 bezeichnet sind.
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Die Flügelblätter 15,16 sind zur Tragflächenebene in ihren Neigungswinkeln
verstellbar ausgebildet. Hierzu sind die Flügelblätter 15,16 an Schwenkarmen 15a,16a
(Fig. 18) befestigt, die über nachstehend beschriebene Steuerstangen mit Verstellmotoren
in Verbindung stehen. Aufgrund der Verstellbarkeit der Flügelblätter 15,16 besteht
die Möglichkeit, die Größe der Luftdurchtrittsöffnungen
zwischen
jeweils zwei Flügelblättern wahlweise zur Beeinflussung der Flugeigenschaften des
Raumflugkörpers zu verändern. In geschlossenem Zustand bilden die Flügelblätter
15,16 der beiden Tragflächenscheiben 13,14 eine Ebene, so daß die Tragflächenscheiben
in ihrer Wirkung den Tragflächen bei Flugzeugen herkömmlicher Bauart gleichkommen.
Die Tragflächenscheiben 13,14 weisen an ihren freien, umlaufenden Rändern nachstehend
noch näher beschriebene Stabilisierungseinrichtungen 17,18 auf (Fig. 15 und 16).
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Für den Horizontal flug sind ober- und unterhalb an dem Rumpf 10 in
an sich bekannter Weise ausgebildete Triebwerke 19,20,21,22, beispielsweise feststehende
Strahltriebwerke, vorgesehen (Fig. 1,14). Darüber hinaus sind noch im Rumpf 10 in
der Zeichnung nicht dargestellte Schub- und Rückstoßdüsen zur Steuerung der Flugrichtung
und als tandehilfe angeordnet.
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Der Rumpf 10 weist ein oder mehrere Zwischenböden 23,24,25 auf, mittels
denen der Rumpfinnenraum in mehrere Decks 26,27,28 unterteilt ist, in denen Sitzgelegenheiten,
wenn der Raumflugkörper zur Beförderung von Passagieren dient, angeordnet sind.
Aufgrund der zylindrischen Ausbildung der Innenräume 26, 27,28 ist es von Vorteil,
wenn die Sltæge=egenheiten
kreisförmig angeordnet sind. Ferner
sind in dem Rumpf 10 die Steuerzentrale und vom Fahrgastraum abgeschirmt die Antriebsmittel
für die Tragflächenscheiben 13,14 vorgesehen. Vorzugsweise wird die Anordnung der
Zwischenböden 23,24,25 so gewählt sein, daß im Bereich der Tragflächenscheiben 13,14
ein Mitteldeck 27 geschaffen wird, an dessen umlaufender Außenwand 29 unter Zwischenschaltung
einer wulstartigen Kammer 30 die Lager für die Tragflächenscheiben 13,14 angebracht
sind (Fig. 14). Die einzelnen Decks sind über Treppen 31 miteinander verbunden.
Bodenseitig weist der Rumpf 10 eine verschließbare Einstiegluke 32 auf (Fig.1u.8).Im
Bereich der Luke 32 ist eine ausfahrbare Treppe vorgesehen, die beim Öffnen der
luke 32 gleichzeitig mitausgefahren wird. Ferner können über den Rumpf 10 verteilt
noch Notausstiegluken angeordnet sein.
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Nach einer weiteren Ausführungsform kann als Rumpf 10 auch von einem
hohlzylindrischen Köner ausgegangen werden, der mit einer Boden- und einer Deckenplatte
23,24 versehen ist, auf die kugelkappenförmige Gehäuse 10a,10b aufgesetzt sind (Fig.
7). Das somit gebildete Mitteldeck 27 bildet dann die Sicherheitszelle des Flugkörpers.
Seine umlaufende senkrechte Wandung 29 trägt dann außenseitig ebenfalls die Lager
und Führungen für die Tragflächenscheiben 13,14.
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Die Pig. 11 bis 13 zeigen die einzelnen Zwischenböden 23,24,25 in
einer Ansicht von oben. Im Unterdeck 28 sind mit 40 die Eingangsklapptür, mit 41
der Aufgang zum Mitteldeck, mit 42 die Flugkörperführerkanzel, mit 43 das Fenster
der Flugkörperführerkanzel, mit 44 der Sitz für den Führer des Flugkörpers, mit
45 die Toilettenräume, mit 46 Waschräume, mit 47 ein Aufstellraum für einen elektronischen
Rechner (Flugrechner) und zur Aufnahme.
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der Funkzentrale, mit 48 ein flurähnlicher Raum und mit 49 ein weiterer
Raum bezeichnet(Fig. i1). Im Mitteldeck 27 sind die Sitzgelegenheiten 50 für die
Passagiere angeordnet. Die Verbindungstreppen zu den unteren und oberen Decksräumen
sind bei 31 angedeutet. Der mit 51 bezeichnete Raum kann als Aufenthaltsraum für
die Stewardessen und zur Aufnahme der Bordküche und für Verkaufskioske dienen (Fig.
12).
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In Fig. 13 ist das Oberdeck 26 dargestellt. Hier sind ebenfalls Sitzgelegenheiten
50 vorgesehen. Die bei 31 eingezeichnete Verbindungstreppe führt zum Mitteldeck
27.
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Die Tragflächenscheiben 13,14 können verschiedenartig ausgebildet
sein. So kann beispielsweise Jede Tragflächenscheibe 13 bzw. 14 aus zwei im Abstand
voneinander
angeordneten, miteinander verbundenen Halteringen bestehen, von denen der innere
Haltering an dem Rumpf 10 drehbar gelagert ist und mit den Antriebsaggregaten in
Verbindung steht. Zwischen den Halteringen sind dann die Flügelblätter 15 bzw. 16
mittels ihrer Schwenkachsen 15a bzw. 16a drehbar befestigt. Nach einer weiteren
Ausführungsform können die Tragflächenscheiben 13,14 mit Durchbrechungen versehen
sein, die im Abstand voneinander und radial zum Rumpf 10 angeordnet und etwa rechteckförmig
ausgebildet sind. Den Abmessungen dieser Durchbrechungen entsprechend gestaltete
Flügelblätter 15 bzw. 16 sind dann in diesen Durchbrechungen schwenkbar und derart
angeordnet, daß in der geschlossenen Stellung der Flügelblätter diese mit der Scheibenfläche
eine Ebene bilden.
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Bei der in Fig. 15 dargestellten Ausführungsform der Tragflächenscheiben
13,14 sind diese keilförmig ausgebildet. Vorzugsweise weist jede Tragflächenscheibe
13 bzw. 14 etwa den Querschnitt eines rechtwinkligen Dreiecks mit unterschiedlich
lang bemessenen Katheten 55,56 bzw. 57,58 auf, von denen die länger bemessenen Katheten
55 bzw. 57 der beiden Tragflächenscheiben 13,14 einander zugekehrt sind, während
die kürzer bemessenen Katheten 56 bzw. 58 senkrecht verlaufen und an der umlaufenden
Wandung 29
des Mitteldecke 27 des Rumpfes 10 bzw. an der Aussenwandung
33 der wulstartigen, sich an das Mitteldeck 27 anschließenden Kammer 30 anliegen.
In den Hypotenusenflächen, d.h. in den äußeren Mantelflächen 59,60 der Tragflächenscheiben
13,14 sind die verstellbaren Flügelblätter 15,16 angeordnet. Das Trägerprofil für
die Tragflächenscheiben 13,14 besteht aus Profilstäben, wie diese im Flugzeugbau
in bezug auf Konstruktion und Werkstoffe verwendet werden.
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Die radial vom Rumpf 10 ausgehenden Profilstäbe 55,59 und 57,60 sind
an ihren freien Enden mittels der Stabilisierungskränze 17,18 der Stabilisierungseinrichtung
miteinander verbunden. Rumpfseitig sind die Profilstäbe 59,60 der Trägerelemente
durch die umlaufende Wandung 56 und 58 verbunden. In den Profilstäben 59,60 sind
dann die Steuerstangen für die Schwenkbewegung der Flügelblätter 15,16 geführt.
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Das Verschwenken bzw. das Öffnen und Schließen der Flügelblätter 15,16
der beiden Tragflächenscheiben 13,14 erfolgt vorzugsweiXe mittels hydraulisch betriebener
Arbeitszylinder, die in den Tragflächenscheiben an den Trägerelementen angeordnet
sind und mit umlaufen. Die Hydraulikzylinder sind bei 65,66 und die Hydraulikpumpen
für die Hydraulikzylinder bei 67,68 angedeutet. Die elektrischen Leitungen für die
Hydraulikpumpen sind bei 69,70 angedeutet. Vorzugsweise sind die äußeren Profilstäbe
59,60
der beiden Tragflächenscheiben 13,14 über die senkrechten, rumpfseitigen Abschlußstäbe
bzw.
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Wandung 56 und 58 bis in den Bereich der umlaufenden Kammer 30 geführt,
und zwar so weit, daß die Kammer 30 beidseitig übergriffen wird. Die verlängerten
Abschnitte sind mit 59a,60a bezeichnet (Fig. 15).
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An der Außenfläche der umlaufenden Wandung 29 des Rumpfes 10 bzw.
an der Außenfläche der Wandung 33 der wulstartig umlaufenden Kammer 30 sind die
Lager für die rotierenden Tragflächenscheiben 13,14 vorgesehen. Diese Lager sind
bei 61,62,63,64 angedeutet; sie und die entsprechenden Führungen sind so ausgebildet,
daß auch bei sehr hohen Umlaufgeschwindigkeiten der Tragflächenscheiben 13,14 eine
einwandfreie Rotation gewährleistet wird.
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Zur Führung der ragflächenscheiben 13,14 am Rumpf 10 bzw. an der Außenwandung
33 der Kammer 30 sind die verlängerten Mantelabschnitte 59a,60a bzw. die entsprechenden
Profilstababschnitte der verlängerten Profilstäbe 59,60 der das Gerüst für die Tragflächenscheiben
13,14 bildenden dreieckförmigen Trägerelemente mit Stabilisierungs- und Gleitrollen
in entsprechend ausgebildeten Gegenlagern am Rumpf 10 geführt. Hierzu sind an den
freien Enden der
Abschnitte 59a,60a der Trägerelemente bzw. der
Mantelflächen 59,60 die Antriebsmittel für die Rotation der Tragflächenscheiben
13,14 vorgesehen. Als Antriebsmittel können sowohl mechanische, elektrische als
auch Turbinenaggregate verwendet werden.
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Einem elektrischen Antrieb wäre der Vorzug zu geben, da die hierfür
benötigte Energie einem in dem Flugkörper angeordneten Atomreaktor entnommen werden
könnte. Die hierfür benötigten Aggregate könnten im Unterdeck 28 untergebracht sein.
Die Fahrgasträume 26,27 müßten dann ausreichend abgeschirmt sein.
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Die Antriebsaggregate sind bei 71,72 und 73,74 schematisch dargestellt.
Der Antrieb für die Tragflächenscheiben 13,14 erfolgt in der Weise, daß die Tragflächenscheiben
gegensinnig umlaufen, wobei die Flügelblattstellungen derart sind, daß Luft entsprechend
der Pfeilrichtung X angesaugt und von der unteren Tragflächenscheibe 14 nach unten
(Pfeilrichtung Y) gedrückt wird. Auch ein gleichsinniges Umlaufen der Tragflächenscheiben
13,14 ist bei entsprechender Flügelblattstellung und -ausbildung möglich. Die Energiezuführungsleitungen
sind bei 75,76 angedeutet (Fig. 15). Die Führung der Tragflächenscheiben 13,14 erfolgt
mittels Stabilisierungs- und Gleitrollen, die bei 77,78,79,80 angedeutet sind.
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Zusätzliche Stabilisierungs- und Gleitrollen können noch bei 81,82,83,84
vorgesehen sein. Die Gleitrollen
81,82 der oberen Tragfläehenscheibe
stützen sich an einem Laufschienenkranz 85 und die Gleitrollen 83,84 der unteren
Tragflächenscheibe 14 stützen sich an einem Laufschienenkranz 86 ab. Diese laufschienenkränze
85,86 sind an den freien Enden der Mantelflächenabschnitte 59a,60a befestigt. In
gleicher Weise rollen auch die Gleitrollen 77 bis 80 auf entsprechend vorgesehenen
Laufschienenkränzen 87,88,89,90 ab. Die Kammer'30 kann aus Stabilisationsgründen
noch Mittelverstrebungen 91,92 aufweisen. An den Übergangsabsehnitten 93,94 zwischen
den Tragflächenscheiben 13,14 und dem Rumpf 10 sind an den Außenflächen der Tragflachenscheiben
Luftströmungoableiter 95,96 vorgesehen, die die Zwischenräume 93,94 überbrücken
(Fig. 15).
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Die-Brennstofftanks für die Antriebsaggregate 71, 72 und 73,74 für
die Tragflächenscheiben 13,1,4 sowie für die Triebwerke 19 bis 22 für den Horizontalflug
sind ebenfalls in dem Rumpf 10 untergebracht. Pig. 10 zeigt die Anordnung der Antriebsaggregate
73,74 für die untere Tragflächenscheibe 14. Hier sind jeweils vier Antriebsaggregate
vorgesehen. Die Brennstoffbehälter sind bei 97,98 angedeutet.
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Die Stabilisierungseinrichtungen für den Flugkörper
sind
am äußeren umlaufenden Rand der Tragflächenscheiben 13,14 vorgesehen und bestehen
aus zwei Stabilisierungskränzen 17,18, von denen der Stabilisierungskranz 17 an
der oberen Tragflächenscheibe 13 und der andere Stabilisierungskranz 18 an der unteren
Tragflächenscheibe 14 angebracht ist, wobei dieser Stabilisierungskranz 18 in dem
Stabilisierungskranz 17 umläuft (Fig. 15 und 16). Der Stabilisierungskranz 17 weist
einen etwa keilförmigen Querschnitt auf und ist in seiner Höhe so bemessen, daß
die Außenflächen des Keilprofils bündig in die äußeren Mantelflächen 59,60 der Tragflächenscheiben
13,14 übergehen, wobei die senkrechte Wandung 100 des keilförmigen Ringkörpers 17
die untere Tragflächenscheibe 14 übergreift. Der Stabilisierungskranz 17 ist an
der Tragflächenscheibe 13 befestigt und läuft mit dieser zusammen um. In dem Ringkörper
17 ist ein parallel zur Tragflächenebene verlaufender Führungsschlitz 101 vorgesehen,
der von der senkrechten Wandung 100 ausgeht und in eine im Ringkörper 17 ausgebildete
Ausnehmung 102 mündet. Diese Ausnehmung 102 weist einen viereckigen Querschnitt
auf. Die oberen und die unteren waagerecht verlaufenden Wandungen 103,104 der Ausnehmung
102 verlaufen parallel zu den äußeren Profilflächen des Ringkörpers ?«7. In dieser
Ausnehmung 102 ist der innere Stabilisierungskranz 18 geführt, der mit der unteren
Tragflächenscheibe
14 verbunden ist und mit dieser zusammen umläuft. Dieser Stabilisierungskranz 18
besteht aus einem umlaufenden, am äußeren Rand der Tragflächenscheibe 14 verbundenen
Winkelprofil 105, dessen senkrechter Flansch 106 an die Tragflächenscheibe 14 angeschlossen
ist, während der waagerechte Flansch 107 im Führungsschlitz 101 des äusseren Stabilisierungskranzes
17 geführt ist. An seinem freien Ende trägt der Flansch 107 einen Profilkörper 108,
der dem Profil der Ausnehmung 102 entsprechend ausgebildet ist. Der Flansch 107
des Winkelprofils 105 ist mittig am Profilkörper 108 angebracht. Dieser und das
Winkelprofil 105 stellen den inneren Stabilisierungskranz 18 dar (Fig. 16).
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Die Innenwandungen 103,104 sowie 109 der Ausnehmung 102 des äußeren
Stabilisierungskranzes 117 sind als Führungsflächen ausgebildet und tragen bei 111,112,113
angedeutete Laufschienen, auf denen Stabilisierungs- und Laufrollen 115,116,117
geführt sind, die an den den Innenwandungen 103, 104,109 der Ausnehmung 102 gegenüberliegenden
Aussenwandungsflächen 119,120,121,122 des Profilkörpers 108 des inneren Stabilisierungskranzes
18 vorgesehen sind. Die an den waagerechten Flansch 107 des Winkelprofils 105 mit
dem Profilkörper 108 angrenzende, untere senkrechte Profilkörperaußenfläche 122
und
die dieser Fläche 110 gegenüberliegende Aussenfläche 123 des senkrechten, an die
untere Tragflächenscheibe 14 angeschlossenen Flansches 106 des Winkelprofils 105
tragen Laufschienen 114 und 124 für Stabilisierungs- und Laufrollen 118,125, die
an den den Laufschienen 114,124 gegenüberliegenden Außenflächen 110,100 der den
Pührungsschlitz 101 für den Flansch 107 mit dem Profilkörper 105 begrenzenden unteren
Abschnitt des keilförmigen Stabilisierungskranzes 18 vorgesehen sind. Eine sichere
Führung der Tragflächenscheiben 13,14 in ihren umlaufenden äußeren Randabschnitten
mittels der an bzw. in den Stabilisierungskränzen 17,18 vorgesehenen Lageranordnung
ist somit gewährleistet.
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Um die umlaufenden Tragflächenscheiben 13,14 gegeneinander bzw. um
die untere umlaufende Tragflächenscheibe 14 gegenüber der bereits abgebremsten oder
stillstehenden oberen Tragflächenscheibe 13 abbremsen zu können, ist die obere senkrechte
Pläche 126 des Profilkörpers als Bremsfläche ausgebildet, die umlaufend ist und
der mehrere über den Umfang der Tragflächenscheibe 13 verteilt angeordnete Bremsfüße
127 zugeordnet sind, die hydraulisch betätigt werden und über Leitungen 128 mit
in der Zeichnung nicht dargestellten Hydraulikpumpen in Verbindung stehen. Die Bremsfüße
127 sind in der oberen Tragflächenscheibe
13 angeordnet (Fig.
16).
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Fig. 17 und 18 zeigen Abschnitte der Tragflächenscheiben 13,14 mit
verschiedenen Stellungen der Flügelblätter 15,16. In Fig. 17 ist eine der beiden
Tragflächenscheiben 13 bzw. 14 mit geschlossenen Flügelblättern 15 bzw. 16 dargestellt.
In dieser Stellung bildet die Tragflächenscheibe eine geschlossene Fläche. Bei der
in Fig. 17 und 18 gezeigten Ausführungsform sind die Flügelblätter im Abstand voneinander
angeordnet. Der Zwischenraum zwischen jeweils zwei Flügelblättern wird von festeingebauten
Verstrebungen 130 gebildet, die zur Erhöhung der Stabilität der Tragflächenscheiben
beitragen. An diesen Verstrebungen sind dann die Schwenkachsen 15a,16a für die Flügelblätter
15,16 angeordnet. Das Öffnen und Schließen der Flügelblätter 15,16 kann mittels
eines Steuer- bzw. Lenkgestänges 131 erfolgen. Diese Lenker 131 sind gelenkig mit
einer Hauptsteuerstange 132 verbunden, die in Führungsschienen oder mittels Führungsrollen
133 geführt sind. Durch Einbau von Gelenken bzw.
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Kugelgelenken ist eine einwandfreie Betätigung der Flügelblätter 15,16
gewährleistet. Zur Betätigung der Hauptsteuerstange 132 sind ebenfalls hydraulisch
betriebene Arbeitszylinder 134 vorgesehen. Sind die Flügelblätter 15,16 der rotierenden
Tragflächenscheiben
13,14 geöffnet, bewirkt die obere Tragflächenscheibe
13 einen Sog, während die untere Tragflächenscheibe 14 einen Schub ausübt. Die Rotationsrichtungen
der Tragflächenscheiben 13,14 sind durch Pfeile x1 und y1 angedeutet. Wird die Umlaufrichtung
der beiden Tragflächenscheiben 13,14 geändert, so bewirkt die untere Tragflächenscheibe
14 einen Sog, die obere Tragflächenscheibe 13 dagegen einen Schub (Fig. 18).
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Mit dem erfindungsgemäß ausgebildeten Raumflugkörper ist ein Plugzeugtyp
geschaffen worden, der gegenüber den herkömmlichen Flugzeugtypen, insbesondere Überschallflugzeugen,
zahlreiche Vorteile aufweist. Neben dem senkrechten Starten und Landen des Raumflugkörpers
ist eine vielseitige Verwendungsmöglichkeit gegeben, so daß der Raumflugkörper sowohl
für den Passagier- als auch für den Lastentransport geeignet ist. Während ein speziell
für den Passagier- und für den Lastentransport ausgebildeter SIKORSKY-Hubschrauber
mit auswechselbaren Boxen für die Ladung oder mit auswechselbaren Passagierkabinen
nur als Mittelstreckentransporter in Frage kommt, wird mit dem Raumflugkörper sowohl
das Kurzstrecken- und Mittelgeschwindigkeits-Lufttransportsystem als auch das ÜberschalLl-Langßtreckentransportsystem
verwirklicht werden könnten. Die
Lande- und Startbahnen können
lediglich auf einen kleinen Platz beschränkt werden, den der Raumflugkörper einnimmt.
Die Ladekapazität dieses Raumflugkörpers ist bei entsprechender Größenordnung des
Raumflugkörpers sehr groß. Besonders für militärische Zwecke ist der Raumflugkörper
geeignet, da er keine besonders ausgebauten Start- und Landebahnen benötigt. Daneben
ist auch ein Starten und Landen des Raumflugkörpers auf Gewässern, selbst bei hohem
Seegang, möglich.
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Aufgrund der zwei in entgegengesetzten Richtungen umlaufenden kreisförmigen
Tragflächenscheiben arbeitet der Raumflugkörper nach dem Hubschrauberprinzip. Während
die beiden Tragflächenscheiben mit sehr hoher Geschwindigkeit umlaufen, nimmt der
kugelförmige Rumpf an dieser Umlaufbewegung nicht teil. Bei der Verwendung nur einer
Tragflächenscheibe müßten besondere Stabilisierungseinrichtungen vorgesehen sein,
um zu erreichen, daß der Rumpf nicht eine gegenläufige Umdrehung ausübt. Um einen
Antriebsausgleich ohne Mitwirkung des Rumpfes vornehmen zu können, werden bei dem
Raumflugkörper zwei rotierende Tragflächenscheiben verwandt. Die einen keilförmigen
Querschnitt aufweisenden Tragflächenscheiben gewährleisten eine hohe Stabilität
der Tragflächen und erhöhen somit die Tragfähigkeit.
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insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten, vor allen bei Hyperschallgeschwindigkeiten,
wirkt sich die spezielle Form der Tragflächenscheiben besonders günsig aus, da der
Reibungswiderstand der Luft an den Tragflächenscheibenoberflächen stark verringert
wird. Gleichzeitig wird dem Raumflugkörper aufgrund der rotierenden Tragflächenscheiben
eine holme Schwebe- und Flugstabilisierung verliehen. Beim Horizontalflug entsteht
kein hoher Widerstand durch Luftreibung, so daß keine leistungsstarken Antriebes
aggregate für den Horizontalflug erforderlich sind.
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Wird andererseits der Raumflugkörper mit sehr leistungsstarken Triebwerken
für den Horizontal flug versehen, so wird sehr schnell Überschallgeschwindigkeit
erreicht. Horizontalflug des Raumflugkörpers kann auch mittels Rückstoßdüsen durchgeführt
werden.
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Die Tragflächenscheiben 13,14 bestehen etwa zur Hälfte aus schmalen,
länglichen Flügelblättern 15, 16; die noch verbleibende Hälfte der Tragflächenscheiben
stellt die feste Verstrebung zwischen den Flügelblättern dar. Da der äußere Umfang
der Tragflächenscheiben größer ist als der innere Umfang, verbreitern sich die Flügelblätter
und die festen AFerstrebungen zum äußeren Umfang der Tragflächenscheiben hin. Für
den Start ist eine hohe Umlaufgeachwindigkeit
erforderlich, damit
sich der Raumflugkörper senkrecht abhebt. Den jeweiligen Erfordernissen entsprechend
werden dann die Flügelblätter verstellt.
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Die Steuerung der Schwenkbewegung der Flügelblätter kann vollautomatisch
erfolgen. Werden bei den rotierenden Tragflächenscheiben des Raumflugkörpers die
Flügelblätter für den Senkrechtstart verstellt, so iibernimmt nur die obere Tragflächenscheibe
die Funktion entsprechend einem Hubschrauberrotor, jedoch mit einer bedeutend größeren
Krauftausnutzung.
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Wird der Raumflugkörper nun angehoben, so übernimmt gleichzeitig die
untere Tragflächenscheibe eine zweite Funktion, nämlich die von der oberen Tragflächenscheibe
angezogene Luft wird von der unteren Tragflächenscheibe abgestoßen.
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Wenn auch das Prinzip des Raumflugkörpers etwa dem des Hubschraubers
entspricht, so weist doch der iaumflugkörper diesem gegenüber wesentliche Vorteile
auf. Aufgrund seiner Konstruktion kann ein Hubschrauber nur eine relativ kleine
Höchstgeschwindigkeit erreichen, auf keinen Fall ÜberschallgeschwindigitWie dies
beim Raumflugkörper der Fall ist. Hinsichtlich der Transportkapazität ist der Raumflugkörper
dem Hubschrauber und auch den bekannten Senkrechtstartern überlegen. Darüber hinaus
kann ein Hubschrauber nicht als Weltraumschiff eingesetzt
werden.
Hat der Raumflugkörper vom Boden abgehoben, dann werden die Schub- bzw. Rückstoßdüsen
bzw. die am Rumpf vorgesehenen Triebwerke in Betrieb gesetzt.
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Bei Erreichen der erforderlichen Geschwindigkeit im Horizontal flug
werden die Flügelblätter in den Tragflächenscheiben wieder geschlossen. Die Tragflächenscheiben
rotieren jedoch während des gesamten Fluges weiter, damit eine ausreichende Flugstabilisierung
gewährleistet ist. Der Raumflugkörper ist im Horizontalflug auch dann noch flugfähig,
wenn die Rotation der Tragflächenscheiben aussetzen sollte.
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Dieser Umstand hätte lediglich eine Beeinträchtigung der Fluggeschwindigkeit
zur Folge.
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Um auch bei windigem oder stürmischem Wetter ein einwandfreies Starten
und Landen- zu gewährleisten, ist der Raumflugkörper zusätzlich mit Steuerdüsen
versehen. Die Hauptsteuerung des Raumflugkörpers wird -jedoch mittels der Rückstoßdüsen
vorgenommen.
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Durch entsprechende tet»L;igung dieser Rückstoßdüsen ist eine Veränderung
der Flugrichtung möglich. Soll der Raumflugkörper fallen, dann muß die Umlaufgeschwindigkeit
der Tragflächenscheiben verringert werden, was mittels der im Raumflugkörper vorgesehenen
Bremseinrichtung möglich ist. Auch eine Änderung der Umlaufrichtung der Tragflächenscheiben
ist möglich. Der Sog ist dann nicht nach oben, sondern
nach unten
gerichtet. Hat der Raumflugkörper die erwünschte Flughöhe erreicht, dann werden
die Tragflächenscheiben wieder in die Hubrotation gebracht.
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Der Raumflugkörper weist daher eine große Manövrierfähigkeit auf.
Die einzelnen Manöver sind in kürzester Zeiteinheit durchführbar. Aufgrund der erfindungsgemäßen
Ausbildung des Raumflugkörpers ist es möglich, den Raumflugkörper in jede Plugposition
zu bringen, ohne daß Größenverhältnisse zu berücksichtigen sind. Dies trifft auch
bei Hubschraubern zu, jedoch reichen diese in Fluggeschwindigkeit, Leistung, Aktionsradius,
Größe und Nutzbarkeit an den Raumflugkörper nicht heran.
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Neben dem Einsatz de Raumflugkörpers in der zivilen Luftfahrt ist
auch sein Einsatz für militärische Zwecke möglich. Hier bieten sich zahlreiche Einsatzmöglichkeiten
an, beispielsweise als U-Bootjäger, als Nachschubtransporter, als Aufklärer u. dgl.
Auch für die Interkontinentalraketenabwehr kann der Raumflugkörper verwendet werden.
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Darüber hinaus ist der Raumflugkörper auch in der Weltraumfahrt verwendbar.
So kann er als Wetter-und Nachrichtensatellit eingesetzt werden. Auch kann der Raumflugkörper
als Trägerschiff für Weltraumraketen dienen. Der Rumpf des Raumflugkörpers
besteht
dann aus einem ringförmigen Körper, um dessen Außenmantel die Tragflächenscheiben
rotieren.
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In dem ringförmigen Rumpfkörper ist dann die Rakete gehalten.
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Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß der erfindungsgemäße Raumflugkörper
starten und landen kann, auch in der Nähe von dicht besiedelten Wohngebieten, ohne
daß eine Lärmbelästigung gegeben ist.
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Patentansprüche: