DE202011051844U1

DE202011051844U1 - flying machine

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Publication number: DE202011051844U1
Application number: DE201120051844
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-11-19
Filing date: 2011-11-02
Publication date: 2011-11-15
Anticipated expiration: 2021-11-03
Also published as: RU2592122C2; RU2010147359A

Abstract

Flugapparat zum senkrechten Starten und Landen, mit wenigstens einem Antrieb (1) und wenigstens einem Flügel, der aus mehreren in einer Reihe hintereinander angeordneten Strömungsleitelementen (2) besteht, die zum senkrechten Starten und Landen zwischen sich einen Spalt ausbilden, so dass eine mit dem Antrieb (1) erzeugte Gasströmung bei Durchtritt durch den Spalt aus einer horizontalen Strömungsrichtung nach unten in eine vertikale Strömungsrichtung umgeleiten wird.Aircraft for vertical takeoff and landing, with at least one drive (1) and at least one wing, which consists of several flow control elements (2) arranged in a row one behind the other, which form a gap between them for vertical takeoff and landing, so that one with the Drive (1) generated gas flow when passing through the gap is diverted from a horizontal flow direction down into a vertical flow direction.

Description

Das Gebrauchsmuster betrifft einen Flugapparat zum senkrechten Starten und Landen.The utility model relates to a flying machine for vertical takeoff and landing.

Aus der US 3,045,947 ist es bekannt, Flügel von Flugapparaten zum senkrechten Starten und Landen mit Düsen auszustatten, die als Schlitzdüsen mit Schwenkklappen ausgebildet sind. Nachteilig an derartigen Flugapparaten ist, dass der Rückstoß ausströmender Gase von einer geringen Fläche aufgenommen wird. Dies führt notwendiger Weise zu einem hohen spezifischen Druck pro Flächeneinheit und dementsprechend zu Energieverlust. Für die Nutzarbeit wird deshalb nur ein geringer Anteil der ausgestoßenen Gasströmung gewonnen.From the US 3,045,947 It is known to equip wings of flying apparatus for vertical take-off and landing with nozzles, which are designed as slit nozzles with pivoting flaps. A disadvantage of such aircraft is that the repulsion of outflowing gases is absorbed by a small area. This necessarily leads to a high specific pressure per unit area and accordingly to energy loss. For the Nutzarbeit therefore only a small proportion of the ejected gas flow is obtained.

Ein weiterer Flugapparat, der senkrecht starten und landen kann, ist aus der DE 20 2009 015 456 U1 bekannt. Dieser Flugapparat besteht aus mehreren konzentrisch angeordneten, gleichartigen Strömungsleitelementen, die zwischen sich Schlitze in der Tragfläche des Flugapparats bilden. Bei einer Änderung der Gesamtströmung nimmt diese Tragfläche die Reaktionskraft auf. Nachteilig hieran ist, dass ein erheblicher Anteil der sekundären Luftströmung aus der Zone über der Kuppel für den Auftrieb ungenutzt bleibt.Another flying machine, which can start and land vertically, is from the DE 20 2009 015 456 U1 known. This flying apparatus consists of several concentrically arranged, similar flow guide elements, which form slots between them in the wing of the flying apparatus. When the total flow changes, this airfoil absorbs the reaction force. The disadvantage of this is that a significant portion of the secondary air flow from the zone above the dome remains unused for buoyancy.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Weg aufzuzeigen, wie sich bei einem Flugapparat, der senkrecht starten und landen kann, eine Auftriebserhöhung erzielen lässt.Object of the present invention is to show a way, as can be achieved in a flying apparatus that can start and land vertically, a lift increase.

Diese Aufgabe wird durch einen Flugapparat mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.This object is achieved by a flying apparatus with the features specified in claim 1. Advantageous developments of the invention are the subject of dependent claims.

Vorteilhaft wird bei einem erfindungsgemäßen Flugapparat eine Auftriebserhöhung erreicht, indem ein größerer Anteil der sekundären Luftströmung genutzt wird. Zudem wird die aerodynamisch wirksame Flügelfläche vergrößert, wodurch der spezifische Druck abnimmt und auf dem Flügel gleichmäßiger verteilt wird.Advantageously, in a flying apparatus according to the invention, an increase in lift is achieved by using a larger proportion of the secondary air flow. In addition, the aerodynamically effective wing area is increased, whereby the specific pressure decreases and is distributed more evenly on the wing.

Für dieses vorteilhafte Ergebnis ist wesentlich, dass der Flügel aus einem Satz von nebeneinander angeordneten Strömungsleitelementen besteht, zwischen denen jeweils ein Spalt ist. Die Strömungsleitelemente sind im Querschnitt gebogen und können ihren Anstellwinkel zu der Luftströmung ändern. Die mit einem Antrieb, beispielsweise einer Düse, erzeugte Strömung wird über diese Strömungsleitelemente geführt und tritt durch die dazwischen liegenden Spalte hindurch. Dadurch kann die Strömungsrichtung vorteilhaft geändert werden, um für einen senkrechten Start oder eine senkrechte Landung vertikal zu wirken.For this advantageous result is essential that the wing consists of a set of juxtaposed flow guide elements, between each of which a gap. The flow guide elements are bent in cross-section and can change their angle of attack to the air flow. The flow generated by a drive, for example a nozzle, is guided via these flow guide elements and passes through the gaps between them. Thereby, the flow direction can be advantageously changed to be vertical for a vertical take-off or a vertical landing.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden an Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Gleiche und einander entsprechende Komponenten sind darin mir übereinstimmenden Bezugszahlen bezeichnet. Es zeigen:Further details and advantages of the invention will be explained with reference to embodiments with reference to the accompanying drawings. The same and corresponding components are referred to in my corresponding reference numerals. Show it:

1 eine schematische Darstellung des Strömungsverlaufs bei einer ersten Stellung der Strömungsleitelemente; 1 a schematic representation of the flow path in a first position of the flow guide;

2 eine schematische Darstellung des Strömungsverlaufs bei einer zweiten Stellung der Strömungsleitelemente. 2 a schematic representation of the flow path in a second position of the flow guide.

3 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels. 3 a schematic representation of another embodiment.

Der in den 1 und 2 schematisch dargestellte Flugapparat ist ein Flugzeug, das sich von herkömmlichen Flugzeugen im Wesentlichen durch seine Flügel unterscheidet. Der Flügel weist einen Satz von Strömungsleitelementen 2 auf, die im Querschnitt flügelartig gebogen und in einer Reihe hintereinander angeordnet sind. Der dargestellte Flugapparat hat einen Antrieb 1, mit dem eine Luftströmung relativ zu seinem Flügel erzeugt werden kann. Der Antrieb 1 kann beispielsweise eine Düse oder ein Propeller sein.The in the 1 and 2 schematically illustrated aircraft is an aircraft that differs from conventional aircraft essentially by its wings. The wing has a set of flow directors 2 on, which are bent wing-like in cross-section and arranged in a row one behind the other. The illustrated flying machine has a drive 1 with which an air flow can be generated relative to its wing. The drive 1 For example, it can be a nozzle or a propeller.

Die Strömungsleitelemente 2 sind drehbar ausgebildet und können deshalb ihren Anstellwinkel in Bezug auf die Gasströmung ändern. Die Strömungsleitelemente 2 können aus der in 1 dargestellten Position, in der zwischen benachbarten Strömungsleitelementen 2 jeweils ein Spalt ist, durch den Gas strömen kann, in die in 2 dargestellte Position geschwenkt werden, in der sie eine geschlossene Tragfläche bilden. Die Strömungsleitelemente 2 können an sich einen geradlinigen oder einen gebogenen Querschnitt aufweisen, je nach der Gesamtform der Tragfläche.The flow guide elements 2 are rotatable and therefore can change their angle of attack with respect to the gas flow. The flow guide elements 2 can from the in 1 shown position, in between adjacent flow guide elements 2 each is a gap through which gas can flow, in the in 2 shown position in which they form a closed wing. The flow guide elements 2 may in themselves have a rectilinear or a curved cross-section, depending on the overall shape of the support surface.

Die 1 und 2 zeigen schematisch ein Ausführungsbeispiel für den Flügel eines Flugzeugs. Mit der in 1 dargestellten Stellung der Strömungsleitelemente 2 ist das Flugzeug zum senkrechten Starten und Landen konfiguriert. In der in 2 dargestellten Position bilden die Strömungsleitelemente 2 eine Tragfläche für einen herkömmlichen Betrieb eines Flugzeugs, also insbesondere horizontalen Flug. Die Strömungsleitelemente 2 sind in Richtung des von dem Antrieb 1 erzeugten Luftstroms hintereinander angeordnet.The 1 and 2 schematically show an embodiment of the wing of an aircraft. With the in 1 illustrated position of the flow guide 2 the aircraft is configured for vertical take-off and landing. In the in 2 shown position form the flow guide 2 a wing for a conventional operation of an aircraft, ie in particular horizontal flight. The flow guide elements 2 are in the direction of the drive 1 generated air stream arranged one behind the other.

Bei einer allmählichen Verkleinerung des Anstellwinkels der Strömungsleitelemente 2 von der in 1 gezeigten Stellung in die in 2 gezeigte Stellung ändert der gesamte Luftstrom seine Strömungsrichtung, wodurch eine horizontale Kraftkomponente entsteht. Je weiter sich die horizontale Strömungsgeschwindigkeit erhöht, desto weiter schließen die Strömungsleitelemente 2 bei weiterer Verkleinerung des Anstellwinkels die Spalte zwischen benachbarten Strömungsleitelementen 2 und schließen die Spalte schließlich komplett, wie es in 2 dargestellt ist.With a gradual reduction of the angle of attack of the flow guide 2 from the in 1 shown position in the in 2 shown position, the entire air flow changes its direction of flow, creating a horizontal Force component arises. The further the horizontal flow velocity increases, the farther the flow guide elements close 2 on further reduction of the angle of attack, the gaps between adjacent flow guide elements 2 and finally close the column completely as it is in 2 is shown.

In 3 ist schematisch ein Ausführungsbeispiel für einen Hubschrauber dargestellt. Die einfachste Variante der Anordnung für das Flugprinzip eines Hubschraubers ist in der Regel die feste Fixierung der Strömungsleitelemente 2. Aufstieg, Flug und Absinken werden durch die Intensität der primären Luftströmung reguliert. Die Stabilisierung und die Steuerung sowohl der Seitenneigungen als auch der Umdrehung werden durch ein nicht dargestelltes Leitwerk gewährleistet.In 3 is schematically illustrated an embodiment of a helicopter. The simplest variant of the arrangement for the flight principle of a helicopter is usually the fixed fixation of the flow guide 2 , Ascent, flight and descent are regulated by the intensity of the primary airflow. The stabilization and the control of both the side slopes and the rotation are ensured by a not shown tail.

Der in den Figuren dargestellte Flugapparat zum senkrechten Starten und Landen funktioniert folgendermaßen:
Die von einem Antrieb 1 ausgehende primäre Strömung, welche in den Figuren mit durchgezogenen Linien dargestellt ist, fließt über die Strömungsleitelemente 2, die jeweils eine Schicht der Strömung abschneiden und deren Strömungsrichtung aus der Horizontalen in die Vertikale ändern. Die primäre Strömung bewirkt eine sekundäre Strömung, die in den Figuren durch Pfeile mit gestrichelten Linien dargestellt ist. Diese sekundäre Strömung bewirkt ebenso wie die primäre Strömung eine Auftriebskraft des Flugapparates und strömt durch die Spalte zwischen benachbarten Strömungsleitelementen 2.The aircraft for vertical take-off and landing shown in the figures works as follows:
The one from a drive 1 outgoing primary flow, which is shown in the figures by solid lines, flows over the flow guide elements 2 , each cut off a layer of the flow and change the direction of flow from the horizontal to the vertical. The primary flow causes a secondary flow, which is represented in the figures by arrows with dashed lines. This secondary flow, like the primary flow, causes buoyancy of the flying apparatus and flows through the gaps between adjacent flow directors 2 ,

Als Ergebnis der oben beschriebenen Lenkung des Luftstroms wird Energie eingespart, insbesondere kann die sekundäre Strömung zur Nutzarbeit verwendet werden. Außerdem kann der spezifische Druck pro Flächeneinheit gesenkt und gleichmäßiger über die gesamte Tragfläche des Flugapparats verteilt werden.Energy is saved as a result of the above-described steering of the air flow, in particular the secondary flow can be used for useful work. In addition, the specific pressure per unit area can be lowered and distributed more evenly over the entire wing of the flying apparatus.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 3,045,947 [0002]
DE 202009015456 U1 [0003]

Claims

Flying apparatus for vertical take-off and landing, with at least one drive ( 1 ) and at least one wing, which consists of several in a row successively arranged flow guide elements ( 2 ), which form a gap between them for vertical starting and landing, so that one with the drive ( 1 ) is bypassed in passing through the gap from a horizontal flow direction down in a vertical flow direction.

Flying apparatus according to claim 1, characterized in that the flow guide elements ( 2 ) are rotatable, so that by turning the flow guide ( 2 ) the width of the column can be reduced for a horizontal flight, preferably the column can be closed.

Flying apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the flow guide elements ( 2 ) are rotatable about a geometric axis of rotation which is perpendicular to the horizontal flow direction and perpendicular to the vertical flow direction.

Flying apparatus according to claim 3, characterized in that the flow guide elements ( 2 ) have a curved cross-section, wherein the cutting plane is perpendicular to the geometric axis of rotation about which they are rotatable.

Flying apparatus according to one of the preceding claims, characterized in that the wing at least 3, preferably at least 4, in particular at least 5, arranged in a row flow guide elements ( 2 ) having.

Flying apparatus according to one of the preceding claims, characterized in that the flow guide elements ( 2 ) in the direction of the drive ( 1 ) flow are arranged one behind the other.