DE19810687A1 - Bauprinzip und System zur Herstellung von Raumflugkörpern und Flugzeugen mit integriertem Seiten- und Höhenleitwerk kombiniert mit herkömmlichen Tragflügel - Google Patents

Abstract

Die Erfindung enthält als neuartiges Bauprinzip für Flugzeuge vom Modell bis zum Großraumtransporter die Einbindung der Leitwerke in den Flugzeugrumpf. Baugrundlage, besonders bei Figur 1, ist die konsequente Anwendung der Dreieck- oder Deltaform in der Auf- oder Unteransicht. DOLLAR A Der Flugzeugrumpf weist im vorderen Bereich einen annähernd runden Querschnitt auf, alle weiter rückwärts eingebauten Spanten (Querschnitte) erhalten Ellipsenform, dabei immer breiter und flacher ausgebildet. Es entsteht zwangsläufig ein integriertes Leitwerk. DOLLAR A Bei anderen geometrischen Querschnittsgrundformen verändern sich die Spanten entsprechend der Beschreibung Ellipsenform. DOLLAR A Zur Richtungsstabilität erhält Figur 1 ein zentrales Seiten- oder ein Doppelleitwerk, Figur 2 ein normales Höhenleitwerk. DOLLAR A Der entstandene hochstabile Flugzeugrumpf wirkt durch die breite Unterseite als Auftriebskörper mittragend und sorgt für eine äußerst stabile und sichere Fluglage mit optimalen Langsamflugeigenschaften des Flugzeuges. DOLLAR A Beide Rumpfformen erfordern die Kombination mit herkömmlichen normalen Tragwerken, deren Form, Dimesion und Position zu ermitteln sind.

Description

Die Erfindung richtet sich auf ein Flugzeug mit einem Rumpf, Tragflächen, einem Höhen- sowie einem Seitenleitwerk.

Flugzeuge sind in einer Vielzahl von Gestaltungen bekannt, wobei die Anordnung und Gestaltung von Rumpf- und Tragflä­ chen ebenso unterschiedlich sind wie die Formen der Trag­ flächen und Rümpfe, letztere im wesentlichen grob als Zigar­ renform ausgebildet. Bei den Tragflächen gibt es sogenannte Delta-Tragflächen, die insbesondere bei Hochgeschwindig­ keitsflugzeugen eingesetzt werden, auch sind sogenannte Nur­ flügler bekannt, hier bildet der Rumpf lediglich den Über­ gang zwischen den beiden in der Regel relativ großen Trag­ flächen.

Sind die Fluggeräte mit Delta-Flügeln in der Regel bei höhe­ ren Geschwindigkeiten äußerst gut einzusetzen, so haben sie relativ schlechte Langsamflugeigenschaften. Die Flugzeuge mit Standardtragflächen können zwar in der Regel vergleichs­ weise langsam fliegen und haben auch vergleichsweise geringe Landegeschwindigkeiten, allerdings sind etwa Notwasserlan­ dungen oder ähnliche unvorhersehbare fahrgestellose Landun­ gen mit Problemen verbunden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Flugzeugkon­ zeption zu finden, die Vorteile der Hochgeschwindigkeit mit den Vorteilen guter Langsamflugeigenschaften, insbesondere einer guten Notlandeeigenschaft, verbindet.

Mit einem Flugzeug der eingangs bezeichneten Art wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Rumpf wenigstens in einer seiner Hauptebenen vom Bug bis zum Hö­ hen- und/oder Seitenleitwerk sich im wesentlichen geradlinig erweiternd ausgebildet ist.

Bei der Erfindung erweitert sich der Rumpf wenigstens in ei­ ner seiner Hauptebenen vom Bug zum Heck auf die Breite bzw. Höhe des entsprechenden Leitwerkes im wesentlichen geradli­ nig, wobei mit dem Ausdruck "im wesentlichen geradlinig" auch leichte gekrümmte Linienverläufe erfaßt sein sollen, die in der Regel schon aus strömungstechnischen Gründen ein­ gesetzt werden.

Damit kombiniert ein erfindungsgemäßes Flugzeug beispiels­ weise einen etwa Delta-förmigen Rumpf mit herkömmlichen Tragflächen, was bedeutet, daß die Flugeigenschaften des Flugzeuges sehr gut sind, sowohl was die höheren Geschwin­ digkeiten angeht als auch die Landeeigenschaften, durch den einen Auftriebskörper bildenden sich erweiternden Rumpf, beispielsweise in der horizontalen Ebene.

Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteran­ sprüchen. Dabei kann es zweckmäßig sein, wenn der Rumpf in Aufsicht etwa Delta-förmig ausgebildet ist mit einer her­ kömmlichen Tragflächenanbindung, wobei der Rumpf in der Sei­ tenansicht sich zum Heck verjüngend ausgebildet ist.

Eine Alternative besteht darin, daß der Rumpf in Seitenan­ sicht als im wesentlichen geradlinig in die Oberkante des, Seitenleitwerkes übergehend ausgebildet ist mit herkömmli­ cher Anbindung der Tragflächen.

Je nach Alternative kann das Heck des Rumpfes als Höhenleit­ werk ausgebildet sein oder wenigstens als Teil des Seiten­ leitwerkes.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß der Rumpf sowohl in Aufsicht wie in Seitenansicht sich bis zur Außenkontur des Höhen- und Seitenleitwerkes erweiternd ausgebildet ist, wiederum mit herkömmlicher Anbindung der Tragflächen.

Für kleinere Flugzeuge kann darüber hinaus vorgesehen sein, die Tragflächen unter, in oder über den Rumpf in Richtung auf das Heck einschwenkbar zu gestalten, um ein solches Fluggerät trailerbar auszubilden.

Dadurch, daß der Rumpf in Aufsicht ein spitzwinkliges Drei­ eck bildet, d. h. der von der Außenkontur gebildete Winkel kleiner als 45° ist, bildet der Rumpf selber einen Teil des Auftriebkörpers mit Erzielung optimaler Langsamflugeigen­ schaften.

Der Rumpf kann querschnittlich vom Bug zum Heck unterschied­ lich gestaltet sein, etwa in der Nähe des Bugs im wesentli­ chen kreisförmig, im mittleren Bereich im wesentlichen elliptisch und im Bereich des Hecks als äußerst flachge­ drückte Ellipse.

Je nach Größe des Flugzeuges kann der durch die erfindungs­ gemäße Gestaltung zusätzlich gewonnene Raum im Rumpf als zu­ sätzlicher Stauraum oder Passagierraum genutzt werden.

Erkennbar verbinden sich eine Fülle von Vorteilen mit der erfindungsgemäßen Flugzeuggestaltung. Gewährleistet ist ein einfacher Aufbau, Spanngurte, Beplankungen und/oder Bespan­ nung können variabel gestaltet werden, höchste Stabilität wenig Schwingungen, insbesondere kein Flattern und kein Ab­ riß des Höhenleitwerkes.

Der Rumpf kann als Auftriebskörper dienen, was zu ruhigem sicheren Fliegen und besten Langsamflugeigenschaften führt. Die Ladefläche ist vergrößert bei geringerem Treibstoffver­ brauch und verminderter Seitenwindempfindlichkeit.

Im Notfalle sind gute Notlande- und Notwassereigenschaften gegeben ebenso wie ein Ausstieg mit dem Fallschirm gefahr­ loser vorgenommen werden kann, da ein Anschlag am Höhenleit­ werk vermieden werden kann.

Bei ultraleichten Sportflugzeugen bietet die größere Rumpf­ fläche eine zusätzliche Fläche etwa für Solarzellen.

Die erfindungsgemäße Gestaltung der Flugzeuge läßt sich so­ wohl bei Modellflugzeugen einsetzten, bei Ultraleicht-, Sport-, Reise-, Passagier-, Transport- und Kampfflugzeugen, wobei die Vorteile des Delta-Prinzips, nämlich die Stabili­ tät und die Gestaltung des Auftriebkörpers, mit denen der Tragflächenflugzeuge (Langsamflugeigenschaften, stabiles Flugverhalten) kombiniert sind.

Eine Gestaltung kann darüber hinaus so getroffen werden, daß etwa das Höhenleitwerk eingezogen bzw. ausgezogen ausgebil­ den sein kann, auch kann die Rumpfnase aus der gewählten Dreiecksform herausragen.

Vorteile eines Rumpfes, der unmittelbar in das Seitenleit­ werk übergeht, bestehen darin, daß hier beispielsweise be­ sondere Flugzeuge für unterschiedliche Einsatzzwecke ent­ sprechend gestaltet sein können, diese Flugzeuge können Tragfläche und/oder Höhenleitwerk als Schulter-, Mittel- oder Tiefdecker anbinden, dies gilt in gleicher Weise für das Höhenleitwerk.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung bei­ spielsweise näher erläutert. Diese zeigt in:

Fig. 1 ein Aufsichtschema auf einen Flugzeugrumpf nach einer ersten Variante der Erfindung,

Fig. 2 ein Seitenansichtschema auf ein Flugzeugrumpf nach nach einer zweiten Variante der Erfin­ dung,

Fig. 3 eine vereinfachte räumliche Darstellung eines Flugzeuges nach der ersten Variante der Er­ findung,

Fig. 4 bis 6 Seitenansicht, Aufsicht und Frontansicht un­ terschiedlicher Flugzeugvarianten nach dem Schema gemäß Fig. 1,

Fig. 7 die räumliche Darstellung zweier Segelflug- Varianten nach Schema Fig. 1,

Fig. 8 die Aufsicht auf eine Flugzeugvariante mit Verschwenkbaren Flügeln,

Fig. 9 die räumliche Darstellung eines Flugzeuges nach dem Konstruktionsschema gemäß Fig. 2,

Fig. 10 bis 12 in gleicher Darstellung wie in Fig. 9 Flug­ zeuge nach Schema gemäß Fig. 2 mit unter­ schiedlichen Querschnittsformen,

Fig. 13 Seitenansicht, Aufsicht und Frontansicht einer Flugzeuggestaltung etwa gemäß Fig. 9,

Fig. 13a bis Fig. 17 Seitenansichten unterschiedlicher Rumpfge­ staltungen,

Fig. 18 Querschnittsformen möglicher Rumpfgestaltun­ gen sowie in

Fig. 19 die räumliche Darstellung einer Flugzeug­ rumpfgestaltung als Kombination der Varian­ ten gemäß Fig. 1 und 2.

Das in Fig. 1 dargestellte, allgemein mit 1 bezeichnete Flugzeug weist gegenüber dem mit 2a bezeichneten Rumpf her­ kömmlicher Bauweise einen um die schraffierte Fläche ver­ größerten Rumpf 2 auf, an dem Tragflächen 3 in herkömmlicher Bauweise angebunden sind, wobei der Rumpf 2 in das Höhen­ leitwerk 4 übergeht. Schwarz dargestellt sind die im Bereich des Höhenleitwerkes entfallenden Flächen.

Erkennbar erweitert sich der Rumpf vom mit 5 bezeichneten Bug zum mit 6 bezeichneten Heck in einer leicht geschwunge­ nen, im wesentlichen aber geraden Linie 7.

Ausgestaltungen der Rumpfformen dieser ersten erfindungs­ gemäßen Variante sind in den nachfolgenden Fig. 3 bis 8 wie­ dergegeben.

In Fig. 2 ist in Seitenansicht die Änderung der Rumpfform eines herkömmlichen Rumpfes 2b mit Tragflächen 3b wiederge­ geben, wobei dort schraffiert der in Seitenansicht vergrö­ ßerte Rumpf 2' wiedergegeben ist, die im Bereich des Seiten­ leitwerkes 8 wegfallende Fläche ist dort wiederum schwarz angelegt.

Erkennbar erweitert sich hier die in Seitenansicht gesehene Rumpfbegrenzungslinie 9 vom Bug 5 zum Heck 6 als leicht ge­ krümmte Linie, in der Anmeldung auch als geradlinig bezeich­ net.

Varianten dieser Rumpfform zeigen die Fig. 9 bis 18.

Aus Fig. 3 wird erkennbar, daß sich der Querschnitt des Rumpfes 2 bei der Variante gemäß Fig. 1 von einer vorderen Kreisform über eine im wesentlichen elliptische Form hin zu einer flach gedrückten Ellipse zum Höhenleitwerk 4 verändern kann, in diesen Bereichen können Tanks vorgesehen sein kann, zusätzlicher Stauraum oder bei Kleinflugzeugen auf der Ober­ fläche Solarzellen.

Entsprechende Varianten von Flugzeuggestaltungen zeigen die Fig. 4 bis 6, wobei die Erfindung nicht auf diese darge­ stellten Rumpf- und Tragflächenformen beschränkt ist.

In Fig. 7 ist ein Leichtflugzeug, z. B. ein Segelflugzeug, dargestellt, dessen freie Delta-förmige, zum Höhenleitwerk ausgerichtete Rumpffläche mit Solarzellen 10 belegt sein kann, um ggf. einen elektromotor-getriebenen Propeller 11 mit Energie zu versorgen. Hier kann natürlich auch eine ein­ fache Bespannung vorgesehen sein.

In Fig. 8 ist die Möglichkeit dargestellt, etwa an einem kleinen Sportflugzeug nach der Gestaltungsvariante gemäß Fig. 1 die Tragflächen 3' schwenkbar über oder unter den Rumpf 2 zu gestalten, um ein solches Flugzeug ggf. trailer­ bar zu machen oder in einem Hangar Stauraum zu sparen.

In Fig. 9 ist im wesentlichen in räumlicher Darstellung eine Flugzeugrumpfgestaltung nach dem Prinzip der Fig. 2 wieder­ gegeben, wobei hier der Rumpf im wesentlichen kreis- bzw. ellipsenförmig ausgebildet ist.

Die Fig. 10, 11 und 12 zeigen das gleiche Gestaltungsprofil, allerdings mit unterschiedlichen Rumpfquerschnittsformen.

In der Fig. 13 ist in Seitenansicht, Aufsicht und Frontan­ sicht ein Verkehrsflugzeug nach dem Gestaltungsprinzip gemäß Fig. 2 wiedergegeben, woraus erkennbar wird, daß ein relativ großer Stauraum zusätzlich gewonnen wird, sei es um Tanks unterzubringen oder insbesondere um eine größere Nutzlast zu befördern.

Die Fig. 13a, sie entspricht der Seitenansicht gemäß Fig. 13, einschließlich die Fig. 17 zeigen unterschiedliche Rumpfformen, so etwa die Fig. 14, die eines Großraumflugzeu­ ges, während Fig. 15 ein zweisitziges Flugzeug mit Mittel­ motorantrieb zeigt.

Die Fig. 18 zeigt Variationen der Rumpfquerschnitte, wobei, wie sich aus den Fig. 9 bis 12 ergibt, die Querschnittsfor­ men über die gesamte Rumpflänge ändern können.

Schließlich ist in Fig. 19 eine Kombination beider Rumpf­ gestaltungen wiedergegeben, hier ist die spitzwinklige Delta-Form in Horizontalebene kombiniert mit einer der Sicht zum Seitenleitwerk erweiternden Rumpfform.

Das mit 1" bezeichnete Flugzeug trägt die entsprechenden Bezugszeichen seiner Elemente ergänzt durch einen Doppel­ strich.

Natürlich sind die beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung noch in vielfacher Hinsicht abzuändern, ohne den Grundgedanken zu verlassen; entscheidend ist die Kombination einer verbreiterten Rumpfform mit herkömmlichen Tragflächen, wobei die Tragflächenanbindung in unterschiedlicher Weise vorgenommen werden kann, wie sich dies beispielsweise aus dem Vergleich der Fig. 13a und 14 bzw. 17 ergibt.

Claims (6)

1. Flugzeug mit einem Rumpf, Tragflächen, einem Höhen- sowie einem Seitenleitwerk, dadurch gekennzeichnet, daß der Rumpf (2) wenigstens in einer seiner Hauptebenen vom Bug (5) bis zum Höhen- (4) und/oder Seitenleitwerk (8) sich im wesentlichen geradlinig erweiternd ausgebildet ist.

2. Flugzeug nach Anspruch 1 mit einer Rumpferweiterung in der Horizontalebene, dadurch gekennzeichnet, daß der Rumpf (2) in Aufsicht etwa Delta-förmig ausgebildet ist mit einer herkömmlichen Tragflächenanbindung und in der Seitenansicht sich zum Heck (6) verjüngend ausgebildet ist.

3. Flugzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Heck (6) des Rumpfes (2) als Höhenleitwerk (4) aus­ gebildet ist.

4. Flugzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rumpf (2') in Seitenansicht als im wesentlichen ge­ radlinig in die Oberkante des Seitenleitwerkes (8) überge­ hend ausgebildet ist mit herkömmlicher Anbindung der Trag­ flächen (3b).

5. Flugzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Heck (6) des Rumpfes (2') einen Teil des Seitenleit­ werkes (8) bildet.

6. Flugzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rumpf (2") sowohl in Aufsicht wie in Seitenansicht sich bis in die Außenkontur des Höhen- (4") und Seitenleit­ werkes (8") erweiternd ausgebildet ist mit herkömmlicher Anbindung der Tragflächen (3").