DE1965387A1 - Verwandlungsflugzeug - Google Patents

Description

Westland Aircraft Limited, Yeovil / Somerset, England

Verwandlungsflugzeug

Die Erfindung bezieht sich auf Plugzeuge, insbesondere Verwand lungs«· flugzeugee

Unter der Bezeichnung "Verwandlungsflugzeug" wird ein Flugzeug verstanden, welches entweder senkrecht starten und landen (V.T.O.L.) oder in der herkömmlichen Art mit feslai Flügeln für Schnellreise« fluge betrieben werden kann.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Verwandlungsflugzeug mit einem Rumpf, einem Rümpfende und einem mindestens zwei Triebwerk· einholten tragenden Tragflügel von Tragflächen-Querschnitt dadurch . gekennzeichnet, daß der Tragflügel zwischen einer im wesentlichen waagerechten und senkrechten Lage um eine seitliche Achse auf einer Il A^eentliohan 25 # tiefliegendem Sehne des Tragflügels schwenkbar, die Acfeäe miser der waagerechten Mittellinie des Rumpfes angeordnet

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^%ist, und eine Vorrichtung sun Verschwenken des Tragflügels um die Achse zwischen der waagerechten un senkrechten Lage vorgesehen ist .

Mindestens soll die vordere Kante des Tragflügels eine Knickflügel·· oder ^mM"-Fonb haben, unter Knickflügel.· oder M-Form ist ein Tragflügel gemeint, bei welches «ich in der waagerechten Lage mindestens die vordere Kante anfänglich nach außen und vorn von den Rumpf aus und dann nach außen und rückwärts bis zur Flügelspitze erstreckt. Sie hintere Kante des Tragflügels kann im wesentlichen die gleiche Form wie die vordere Kante haben oder in Abänderung dazu eine unabhängige Knickflügel·· oder M-Form haben oder in wesentlichen gerade von der Wuzel bis zur Spitze verlaufen.

bzw.
Der tatsächliche Pfeil-/Ablenkwinkel des Tragflügels wird während des Entwurfs ermittelt, um später erklärte Betriebsvorteile vorzusehen, und wird auch Entwurfskriterien wie beispielsweise Geschwindigkeit und Konuswinkel des Rotorflügels unterworfen.

Eine im Betrieb.zu einer Antriebspropelloranordnung verwandelbare Rotorflügelanordnung kann von jeder Kraftquelle aus angetrieben werden, um eine gute Wirksamkeit für beide wechsel«· weise arbeitenden Arten vorzusehen· Solch eine Anordnung ist in der schwebenden Patentanmeldung P 15 31 476.8-22 offenbart.

Auf der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise dargestellt· F„£_s 1 ist eine Draufsicht auf ein Verwandlungsflugzeug gosäß

einer Ausführung»form der Erfindung, _ΛΒι,-μμδι

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Fig· 2 let ein· Seitenansicht dee Verwandlungeflugseuges nach Fig. 1 eit de« Flügel in einer horlsontalen Lage.

Fig. 3 ist eine der Figur 2 ähnlich· Seitenansicht ait des Flttgel in senkrechter lage.

Fig. 4 ist eine Vorderansicht des Verwandlungeflugseuges alt de* Tragflügel in senkrechter Lage·

Fig. 5 ist ein Teilsohnitt nach der Linie A-A der Figur 4.

Fig. 6 ist eine Draufsicht nach Linie B-B der Figur 4 und seigt ein Einbaurerfahren eines Tragflügels nach der Erfindung.

Flg. 7 und 8 sind Ansichten nach Linien C-C der Figur 6 und seigt ein Verfahren sub Verschwenken des Tragflügels, wobei der Tragflügel in der waagerechten und in der senkrechten Stellung dargestellt 1st·

Sin Verwandlungsflugseug nach Fig· 1 1st alt eines Ruspf 11 und eines Tragflügel 12 τοη Tragfläohenquerschnitt. rersehen. Der Tragflügel hat bei dieser Ausführungsfora Kniekflügel* oder "M"-For· und eretreckt sich in der DjkC sieht τοη jeder Seite des Rusjpfes aus aaf anglich nach aufien und Tom und dann naoh außen und rttckwtrts bis su den Tragflflgelspitsen 13. Eine Antriebseinheit 14 (fig· 2) ist unter jeden Teil des Trag·

flügels su· Antrieb einer Terwandelbaren Drehflügelanordnung angeordnet« Der Tragflügel 12 ist um eine seitliche Achse

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Terschwenkbar angeordnet, welche an oder nahe des vorderen Teil des Bauwerksteiles oder Holmes des Tragflügels ange~ ordnet ist, dessen Längsausdehnung durch die Linien 17 in Figur 1 dargestellt ist. Die seitliche Achse 16 stiemt annähernd «it der 25 ¥> Sehne oder Tiefe des Tragflügels 12 ■indestens an der Wurzel von jede« Teil des Tragflügels überein·

In Figur 2 ist der Tragflügel 12 in der waagerechten Lage dargestellt. Der Rumpf 11 ist »it einer Bodenausführung 18 ▼ersehen und der Tragflügel 12 1st um die seitliche Achse verschwenkbar angeordnet, welche auf oder unter de« Boden liegen kann· Bei dieser Ausführungsfora entspricht die Schwerpunktemitte 19 des Flugzeuges der Druckvitte des Trag·· flUgels 12 in der waagerechten Lage. In Figur 3 ist der Tragflügel 12 in senkrechter Lage dargestellt und 1st \xu die seitliche Achse 16 -rerschwenkt worden. Bei dieser Betriebs·· art ist die Schubmitte 20 der Rotoren 15 durch di« Schwer-·

punktemitte 19 des Flugzeuges wirksam.

Fig. 4 ist eine Torderansicht des auf den Erdboden 21 ruhenden Verwandlungeflugzeuges und zeigt den Rumpf 11, den Tragflügel 12 in senkrechter Lage und ein Rümpfende oder eine Heckeinheit 22. Eine Verlängerung 23 des durch Striche 17 festgelegten Tragflügelbauwerkteiles erstreckt sich quer in wesentlichen über die ganze Breite des Rumpfes 11 und ist üb dl« seitliche Achse 16 schwenkbar angeordnet. Herkömmliche Spreit«klappen 24 sind entlang der hinteren Kante des Tragflügels 12 angebracht

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und auf jeder Seite des Rumpfes voll klappbar angeordnet, so daß sie an dem Tragflügelbauteil^v(Pig. 5) anliegen. Diese Anordnung bedeutet, daß die Höhe eines Fahrgestelles 25 darauf reduziert werden kann, was erforderlich ist, wenn die Erleichterung nicht eingebaut ist, und sie ist deutlich in Pig. 5 dargestellt, welche ein Querschnitt entlang der Linie A-A der Pig. 4 ist. Die Klappe 24 ist vollkommen an die Seite des Tragflügels herangeklappt dargestellt und das unterste Ende ist mit 17 bezeichnet.

Pig. 6 ist eine teilweise Draufsicht nach den Linien B-B der Fig. 4, wobei sich der Tragflügel in der waagerechten Lage befindet. Die Verlängerung 25 des Tragflügelbauteiles, welche mit den Linien 17 auf dem Tragflügel 12 gekennzeichnet ist, ist in einer Ausnehmung 25 angeordnet, welche sich quer über die untere Oberfläche des Rumpfes 11 erstreckt. Ein Gelenkbalzen 26 ist in dem vorderen Ende der Verlängerung 23 entlang der seitlichen Schwenk» achse 16 angeordnet und in drei Befestigungsarmen 27 vorgesehen, welche an Bauwerksteilen 28 des Flugzeug-· rumpfes befestigt sind. Zwei Halter 29 sind an der oberen Fläche des anderen Endes der Verlängerung 25 befestigt und schwenkbar mit dem StSBeI oder Kolben eines hydraulischen Einfahrzylinder 30 (Fig. 7) verbunden, dessen anderes Ende bei 31 gelenkig befestigt ist. In Fig. 7 iat die Verlängerung 23 und damit der Tr»gflög»l 12 in öler waagerechten Lage in der Ausnehmung 25 dargestellt, welche sieh nach oben bis zu des* Bodenaue führung 18 des Rumpfes 11 erstreckt. Somit ist

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der Gelenkbollen 26 unter der Bodenaueführung 18 angeordnet, und die Befestigungsarae 27 sind an des Bauwerkateil 28 befestigt, welche den Boden ebenfalle abetutsen. Schlitse 32 sehen einen Spielrau· für die Halter 29 in der waagerechten Lage und für den verlängerten Kolben oder StBflel des hydraulischen EinfahriylInders in der senkrechten Lag· (Fig· 8) vor.

In Pig. 8 sind die Kolben oder StBSeI der hydraulischen Einfahr cylinder 30 ausgefahren und durch die Schlitze 32 gehend tu* Verschwenken der Verlängerung 23 und daait des Flügels 12 in eine senkrechte Lage ua den Qelenkbolsen 26 dargestellt· Obgleich der Gelenkbogen 26 innerhalb der Fläche des. Bauwerksteiles 23 dargestellt ist, kann er natürlich auch in den Befestigungsarten entweder auf de· Torderen Hand oder de« vorderen Ende der oberen oder unteren Flächen des Bauwerkteiles 23 angeordnet werden·

Sie Erfindung bringt innerhalb des Bereiches τοη Verwandlungsflugseugen die bekannten Vorteile in der Fora einer erhöhten Wirksamkeit einer Tiefdeckerausbildung alt sich·

Die Schwenkachse, welche auf einer ungefähr 25 % Sehnenlänge

liegt
des Tragflügels (Mitte des Druckes;} und der rerhältniseäBig kurse Abstand «wischen dir Schwenkachse und der Massenaitte der TriebweJeeinheiten bedeutet, daß «ehr Tortellfaafte Gewichts— und Bruckrerteilungen bei« Verschwenken des Tragflügels wirkaaa sind. Diese Vorteile bedeuten, dafi eine kleinete Veränderung in der Scbwerpunktseitte bei· Verschwenken

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dee Tragflügelejkuftritt, wodurch das FassungsveraBgen für eine Nutslast erhöht wird, und welches bedeutet, iafl der während eines Überganges notwendige Betrag an Triaaung stark verringert wird. Auch kann aufgrund der verbesserten Druck«· und Gewichts Verteilungen die Schwenkvorrichtung

kleiner und davit leichter gehalten werden, als es sonst der Fall ist.

Die Tiefdeckerausbildung vereinfacht auch die Tragflügel·· ausbildung, da bei einer Hochdeckerausbildung bei« Verschwenken ua die 25 £ Sehne der Tragflügel ausgenoaaen werden euB, ua den Ruapf nach einea Verschwenken freisu·» legen. Das bedeutet, daß bei des Tragflügelbauteil von

einer ia wesentlichen geraden Linie abgegangen werden «uß, üb die Ausnehmung unterzubringen, und bedeutet ferner, daS die vordere Kante insbesondere i« Bereich der Ausnehmung verstärkt werdan «uß, ua die notwendige Verfestigung und Stabilisierung dea Bauwerkteiles vorzusehen· Eine Altar· native besteht darin, den Ruapf auasunehaen, ua den verschwenkten Tragflügel aufsunehaen, dies würde jedoch tine besondere Ausführung «it dar Folge einer Erhöhung ia Gewicht und dea Verlust sowohl dar Vorteile einer ia allgemeinen «ylindr-isehen Ausführung«fora als auch dea für eine luts·» last sur Verfügung stehenden Rauaes erforderlich «aches.

Sine weiter« Alternativ«, welche die Hotwendigkeit eines Ausnehaens des Tragflügels oder des Ruapfes überwindet,

aber nichts dasu beitragen würde, die Bewegung der Schwer«·

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punktseitte zu reduzieren, würde darin bestehen, den Trag«« flügel in zwei Abständen herzustellen. Dies ist Jedoch nicht wünschenswert, da abgesehen von de« Gesichtspunkt einer Festigkeit rerwickelte Systeme τοrgesehen werden eüssten, üb eine synchronisierte Bewegung you beiden Abschnitten des Tragflügels sicherzustellen·

Biese lachteile bringen ernste betriebliche und strukturelle Begrenzungen Bit sich, welche durch die Yorliegende Erfindung überwunden werden. Ein weiteres wichtiges Merkmal der Er« findung besteht darin, daS bei der dargestellten und be« schriebenen Ausführungsfora der einstückige Tragflügel Yollkomen unter de* Druck,aufgeladenen Teil des Ruapfes untergebracht ist. Abgesehen τοη den naheliegenden} die Druokaufladung des Flugseuges betreffenden Torteilen bedeutet das auch, dafl das die Maschinen· und Flugsteuerrerläufe kürzer und weniger koaplisiert sind.

Ein weiterer Torteil der Tiefdeokerausbildung besteht darin, dafi das ^uapfende oder die Schwanzeinheit erheblich tiefer liegt und dawit leichter ist, als es der Fall bei einer Hoch» deckerausbildung sein würde, u« sicherzustellen, daS das Ruapf« ende τοη den Auswirkungen des Tragflügels frei 1st, wenn sich der Tragflügel in einer waagerechten Lage befindet.

Bei« Betrieb in der waagerechten Art erteilen herköaaliche Rotorfitigel eine EndstaULisierungswirkung proportional zu de« Abstand zwischen der Mittellinie der Rotoren und der

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Schwerpunktamitte des Flugzeuges, welche in enger Beziehung zu der Druokmitte des Tragflügels steht.

Deshalb muß für eine op ti na. Ie Stabilität die· er Abstand auf einen Minimum gehalten werden. Es muß jedoch auch Torkehrung für einen negativen Kegel oder Konus der Rotorflügel getroffen werden, welcher während gewisser Phasen des Betriebes auftritt und tatsächlich den Abstand zwischen der Mittellinie der Rotoren und der vorderen Kante der Tragflügel bestimmt und den Abstand zu der Druckmitte des Tragflügels erhöht, welcher bei Tragflügels alt einer geraden vorderen Kante bekannt ist und ungefähr der 25 % Sehne entspricht. Der Knickflügel- oder "M"-geformte Tragflügel nach der vorliegenden Erfindung sieht einen freien Raunyfür den großt-möglichen negativen Kegelwinkel der Rotorflügel vor, während sie die wichtige Wirkung eines Bewegens der Druokmitte des Tragflügels in Riohtung auf die Mittellinie der Rotoren hat und deshalb den Endstabilisierungs-•ffekt der Rotorflügel auf ein Kleinstnaß führt.

Bei der beschriebenen und dargestellten Ausführungsfora sind verschiedene Änderungen in Raheen der Erfindung möglich. Beispielsweise können die Triebwerkeinheiten mindestens in einem Teil innerhalb des Tragflügels untergebracht und es können ändere zweckmäßige Arten wie beispielsweise Düsenantriebe vorgesehen werden« Der Tragflügel kann so angeordnet werden, ß&3 er um jede Seite des Hauptbauwerketeiles faltbar ist, wenn er eich in der senkrechten Lage befindet, um im

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wesentlichen parallel «ur Längsaohae des Ruapfea su liegen· Der Tragflügel kann aus swei Abteilungen hergestellt sein, welche untereinander Yerbunden und τοη einer eineigen Kraftquelle aus betätigt werden können· Die Betätigungaaittel können eine andere For· wie beispielsweise pneuaatische Ein» fahrcylinder haben, wobei ein elektrischer Motor durch ein Getriebe oder Schraubsylinder wirkt, welcher ebenfalls elektrisch betrieben werden können.

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Claims (5)

Patentansprüche

1. ) Verwandlungsflugzeug, welches senkrecht und

starten und landen kann, und «Inen Ruapf_t «in Buapfende und «inen aindeatens zwei Triebwerkeeinheiten tragenden Tragflügel τοη Tragfläoh«sj.«*Quersofanitt aufweist, dadurch gekennzelehnet. das der Tragflügel (12) zwischen einer Iv wesentlichen waagerechten und senkrechten Lage üb eine seitliche Achse (16) ua ia wesentlichen eine 25 Jf tiefliegende Sehne des Flügels Yerschwenkbar und die Achse (16) unter der waagerechten Mittellinie des Napfes (11) angeordnet 1st·

2. Verwandlungeflugseug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daB der Flügelhola aus eines Stück besteht·

3. Verwandlungsflugzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, das sich eine Verlängerung (23) des Flttgelholaes quer über die untere Oberfläche des Euapfes (11) unter der Bodenaus« führung (18) erstreckt, die Verlängerung (23) u« eine Schwenkachse (16)-nahe des rorderen Sude der Verlängerung (23) schwenkbar ist und Mittel (30) zua Verschwenken der Verlängerung (23) suaasnen alt dea Tragflügel (12) zwischen elnea Ia wesentlichen waagerechten und senkrechten Lage vorgesehen sind·

4. Verwandlungsflugzeug nach elnea Torhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daS der Tragflügel (12) eine Knickflügel- oder "M"-Fora hat.

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5. Verwandlungsflugzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Triebwerkseinheit (14) unter dem Tragflügel angeordnet und mit mindestens zwei im Betrieb zu einem her« kömmlichen Propellor verwandelbaren Rotorflügeln .(15) versehen ist.

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