DE2055540A1 - Combination aircraft with a rotor that can be driven by recoil - Google Patents
Combination aircraft with a rotor that can be driven by recoilInfo
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Description
Kombinationsflugschrauber mit durch Rückstoß antreibbarem RotorCombination aircraft with a rotor that can be driven by recoil
Die Erfindung bezieht sich auf einen Kombinationsflugschrauber mit durch Rückstoß antreibbarem Rotor.The invention relates to a combination aircraft with a rotor that can be driven by recoil.
Es ist bekannt, daß Pluggeräte der vorgenannten Art einmal einen Drehflügel oder Rotor aufweisen, der durch Rückstoß antreibbar ist und so ausgelegt ist, daß Steigflugmanöver (Hubschrauberflugmanöver) durchführbar sind, und daß sie zum anderen Vortriebseinrichtungen aufweisen, im allgemeinen einen oder mehrere Strahltriebwerke, welche einen Schub erzeugen, der für den Translationsflug ausgenützt wird·It is known that plug devices of the aforementioned type once have a rotary vane or rotor, which by recoil is drivable and is designed so that climb maneuvers (helicopter flight maneuvers) are feasible, and that they for have other propulsion devices, generally one or more jet engines, which thrust generate, which is used for the translational flight
Der Umstand, den Rotor durch Rückstoß anzutreiben, bietet verschiedene Vorteile: er beseitigt die Notwendigkeit, eineThe fact that the rotor is driven by recoil has several advantages: it eliminates the need to drive a
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Drehmoment-Ausgleichsluftschraube am Heck des Rumpfes anzuordnen. Wegen des Fehlens einer Drehmoment-Ausgleichsluftschraube ist man jedoch gezwungen, zur Sicherstellung einer Drehungs- bzvr. Kurvensteuerung während des Steigflugs (Hubschrauberflugs) sich der Gase zu bedienen, die durch die Vortriebsstrahltriebwerke erzeugt werden, was eine gewisse Schwierigkeit beinhaltet, weil bis zum jetzigen Zeitpunkt die Vortriebsaggregate stets in der Nähe der Rotorachse angeordnet waren. Um in diesem Falle das notwendige Drehmoment für Drehbewegungen zu erhalten, war es erforderlich, die Gase der Vortriebs-Strahltriebwerke zum Heck des Rumpfes zu führen, um sie dort abzulenken, oder einen Teil der Gase abzuzweigen, um sie am Heck in einer geeigneten Strömungsrichtung auszustoßen. In allen diesen Fällen sind diese Maßnahmen mit einer gewissen Anzahl von Nachteilen verbunden, insbesondere einem Schtafrerlust.To arrange torque compensation propeller at the stern of the fuselage. Because of the lack of a torque balancing propeller However, one is forced to ensure a rotation or resp. Curve control to use the gases generated by the propulsion jet engines during the climb (helicopter flight) can be generated, which involves a certain difficulty, because up to the present time the jacking units were always arranged in the vicinity of the rotor axis. In order to obtain the necessary torque for To obtain rotary motion, it was necessary to direct the propulsion jet engine gases to the stern of the fuselage lead to deflect them there, or divert some of the gases in order to expel them at the stern in a suitable flow direction. In all of these cases, these are Measures associated with a certain number of disadvantages, in particular a loss of stubbornness.
Unter ihrem allgemeinsten Aspekt schlägt die Erfindung als einfaches Mittel zur Sicherstellung der Drehbewegungssteuerung während des Steigflugs (Huberschrauberflugs) eines Kombinationsflugschraubers mit Bückstoßantrieb des Rotors vor, wenigstens eines der Vortriebs-Strahltriebwerke im Heck des Fluggeräts anzubringen.In its most general aspect, the invention proposes a simple means for ensuring the control of the rotary motion during the climb (helicopter flight) Combination aircraft with a push-back propulsion of the rotor propose to mount at least one of the propulsion jet engines in the rear of the aircraft.
Auf diese Weise ist es infolge des großen Abstands des Strahltriebwerks von der Rotorachse möglich, unmittelbar mittels der vom Strahltriebwerk kommenden Gase, die in eine gewünschte Richtung abgelenkt werden, ein beträchtliches Drehmoment zu erzeugen und auf diese Weise die bei den früheren bekannten Lösungen gegebenen Schwierigkeiten, die durch Führung des Heißgases entlang der Parzellen des Rumpfes entstehen, oder die Risiken, die durch unzeitigen Eintritt der Heißgase in die Kabine entstehen, vollständig ssu vermeiden. In this way, due to the large distance between the jet engine and the rotor axis, it is possible to do so directly by means of the gases coming from the jet engine, which are deflected in a desired direction, a considerable torque to generate and in this way the difficulties that existed with the earlier known solutions caused by leadership of the hot gas arise along the plots of the fuselage, or completely avoid the risks that arise from the untimely entry of the hot gases into the cabin.
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Unter einem spezielleren Gesichtspunkt schlägt die Erfindung vor, am Heck dee Fluggerätes ein speziell ausgebildetes Strahltriebwerk zu verwenden, das in dieser speziellen Anwendung eine große Anzahl von zusätzlichen Vorteilen bietet.From a more specific point of view, the invention proposes a special at the tail of the aircraft trained jet engine to use, which in this special application a large number of additional Offers advantages.
In dem französischen Patent 1 495 ^89 (und in der korrespondierenden deutschen Patentanmeldung P 15 05 606·5} von der eine Kopie zur Ergänzung dieser Beschreibung beiliegt) hat die Anmelderin ein Zweistrom-Strahltriebwerk beschrieben, das bei einen verbesserten Wirkungsgrad und verbesserter Leistung sowohl die erforderlichen Gase liefert, um den Rotor mittels Rückstoß anzutreiben, als auch die zum Vortrieb des Fluggeräts im Translationsflug erforderlichen Gase zu liefern. Ein solches Zweistrom-Strahltriebwerk ist mit einer zusätzlichen Turbinenstufe versehen, die in den heißen Gasen des Primärstroms arbeitet und einen Verdichter antreibt, der in den kalten Gasen des Sekundär Stroms des Strahltriebwerkes arbeitet« ß.less;· Strahltriebwerk ist auf diese Weise geeignet, an den Rotor ein Fluid zu liefern, das einen höheren Druck aufweist als das Fluid, das zum Vortrieb verwendet wird, so daß der Wirkungsgrad sowohl im Steigflug (ilubschrauberflug) als auch im Translationsflug gut ist. Der Rotor wird dabei angetrieben durch kalte Gase, die durch den zusätzlichen Verdichter nachverdichtet wurden, während die Heißgase in der zusätzlichen Turbinenstufe vollständig entspannt werden, während im Translationsflug die Quasi-Gesamtheit der heißen und kalten Gase für den Vortrieb ausgenutzt wird, wobei die zusätzliche Turbinenstufe vom Gasstrom abgeschaltet ist.In the French patent 1 495 ^ 89 (and in the corresponding German patent application P 15 05 606 · 5} of which a copy is attached to supplement this description) the applicant has a twin-flow jet engine described that with improved efficiency and improved performance both the required Provides gases to propel the rotor by means of recoil, as well as to supply the gases required to propel the aircraft in translatory flight. Such a turbofan jet engine is equipped with an additional turbine stage that works in the hot gases of the primary stream and drives a compressor that works in the cold gases of the secondary stream of the jet engine «ß.less; · In this way, jet engine is suitable for supplying the rotor with a fluid which has a higher pressure as the fluid that is used for propulsion, so that the efficiency both in climb flight (helicopter flight) as well as being good in translation flight. The rotor is driven by cold gases generated by the additional Compressors were recompressed, while the hot gases in the additional turbine stage fully expanded are used, while in translation flight the quasi-entirety of the hot and cold gases for propulsion is, with the additional turbine stage from the gas flow is switched off.
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Eine vorteilhafte Ausbildung ist somit gemäß der Erfindung dadurch gegeben, daß am Heck des Fluggeräts ein derartig ausgestaltetes Zweistrom-Strahltriebwerk angeordnet ist und daß Strahlablenkungsvorrichtungen so angeordnet sind, daß sie im Sekundärstrom (kalte Gase) des Strahltriebwerkes arbeiten.An advantageous embodiment is thus given according to the invention in that at the rear of the aircraft such a designed twin-flow jet engine is arranged and that jet deflection devices are arranged so that they are in the secondary flow (cold Gases) of the jet engine work.
Um den Druck der Gase im Rotor zu vergrößern und somit die Lieferverluste zu verringern und auf diese Weise den Wirkungsgrad zu erhöhen, wird in dem zusätzlichen Verdichter des Strahltriebwerks nur ein Teil des Sekundärstroms verdichtet, wobei somit die Quasi-Gesamtheit der Heißgase in dem Strahltriebwerk ausgenützt wird. Man hat auf diese Weise die Möglichkeit, eine bestimmbare Menge des Sekundäretroms (d.h. der restlichen kalten Gase) zu Erzeugung des Drehmoments auszunützen. Diese Menge des Sekundärstroms»die mit den Abgasen der Turbine ausströmt, erzeugt einen geringen Horizontalschub, der den Start des Fluggeräts erleichtert, weil der Rotor teilweise durch den Vortriebsschub entlastet wird. Es ist darauf hinzuweisen, daß eine Möglichkeit, die Räder abzubremsen, vorgesehen sein sollte, um diesem verfügbaren Schub Rechnung zu tragen.To increase the pressure of the gases in the rotor and thus reduce the delivery losses and on them In order to increase efficiency, only part of the jet engine's additional compressor is used Compressed secondary flow, with the quasi-entirety of the hot gases in the jet engine being used. In this way one has the possibility to measure a determinable amount of the secondary flow (i.e. the remaining cold gases) to use to generate the torque. This amount of secondary flow »which flows out with the exhaust gases of the turbine, produces a small horizontal thrust, which facilitates the take-off of the aircraft because the rotor is partially is relieved by the propulsion thrust. It's on it to point out that some way of braking the wheels should be provided to accommodate this available thrust To take into account.
Auf diese Weise verfügt man dank der Erfindung über ein einstellbares Drehmoment im Steigflug, mittels Vorrichtungen, die ausschließlich im kalten Sekundärstrom arbeiten, was den doppelten Vorteil hat, daß keine schädlichen Ladungeverluste während des Translationsfluge auftreten, während die zusätzliche Turbinenstufe vom Strom abgeschaltet ist, und daß die Strömungsablenkvorrichtungen nicht den erschwerten, durch die Hitze des Primär- etroms hervorgerufenen Arbeitsbedingungen unterworfen sind;In this way, thanks to the invention, one has an adjustable torque in the climb, by means of devices that work exclusively in the cold secondary flow, which has the double advantage that no harmful charge losses occur during the translatory flight while the additional turbine stage is disconnected from the current, and that the flow deflection devices are not subjected to the difficult working conditions caused by the heat of the primary etrom;
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dabei ist darauf hinzuweisen, daß im Translationsflug die klassische Wirkung eines Steuerruders an einem feststehenden Leitwerk zu der Wirkung der Strömungsabienkungsvorrichtungen, die im Kaltgasstrom arbeiten, hinzukommt.It should be pointed out that in translatory flight the classic effect of a rudder on a stationary one Tail unit to the effect of the flow deflection devices, which work in the cold gas flow, is added.
Es ist außerdem darauf hinzuweisen, daß die Bequemlichkeit der Passagiere durch die Verringerung des in der Kabine hörbaren Lärms erhöht wird, welche Verringerung nicht nur von der Anordnung des Strahltriebwerks am Heck herrührt sondern auch von der vollständigen Entspannung der Gase.It should also be noted that the convenience of passengers is increased by reducing the noise audible in the cabin, which Reduction stems not only from the arrangement of the jet engine at the stern but also from the complete one Relaxation of the gases.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung ist gemäß derAn advantageous embodiment is according to
Erfindung auch dadurch gegeben, daß der Lufteinlauf des am Heck des Fluggeräts angeordneten Zweistrom-Strahltriebwerkes am oberen Teil des Rumpfes so angeordnet ist, daß er eine Luftansaugung im Strahl des Rotors ermöglicht, wodurch der Wirkungsgrad des Rotors erhöht wird.Invention also given that the air inlet of the twin-flow jet engine arranged at the rear of the aircraft on the upper part of the fuselage is that it allows air to be drawn in in the jet of the rotor, thereby increasing the efficiency of the rotor is increased.
Zusätzlich zu dem oder den am Heck des Rumpfes angeordneten Strahltriebwerken kann der Flugschrauber gemäß der Erfindung eine geradzahlige Anzahl von zusätzlichen Strahltriebwerken über oder unter starren Tragflächen aufweisen, welche Strahltriebwerke symmetrisch ™ zur Längssymmetrieebene des Fluggeräts angeordnet sind.In addition to the jet engine (s) arranged at the rear of the fuselage, the helicopter can according to the invention an even number of additional jet engines above or below rigid Have wings, which jet engines symmetrically ™ are arranged to the longitudinal plane of symmetry of the aircraft.
Zm folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Es zeigen:The following are exemplary embodiments of the invention described in connection with the drawing. Show it:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Kombinationsflugsehraubers mit rückstoßangetriebenem Rotor, 1 shows a schematic side view of a combination flight spell according to the invention with a recoil-driven rotor,
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Fig. 2 und 3 den hinteren Teil des Fluggeräts nach Fig. 1 in größerem Maßstab, teilweise xm Schnitt, in Seitenansicht und in Draufsicht,2 and 3 the rear part of the aircraft according to FIG. 1 on a larger scale, partly xm Section, in side view and in plan view,
Fig. 4 einen Querschnitt entsprechend der Linie IV-IV in Fig. 2, undFig. 4 shows a cross section according to the line IV-IV in Fig. 2, and
Fig. 5 eine schematische Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Flugschrauber, der mit drei Strahltriebwerken ausgerüstet ist.5 shows a schematic plan view of a flight screwdriver according to the invention, which is equipped with three jet engines.
Der schematisch in Fig. 1 dargestellte Reaktionskombinationsflugschrauber besteht im wesentlichen aus einem Rumpf 1, einem Drehflügel 2 und einer Vortriebseinrichtung, z.B. einem Strahltriebwerk 3·The reaction combination aircraft shown schematically in Fig. 1 consists essentially of a fuselage 1, a rotary wing 2 and a propulsion device, e.g. a jet engine 3
Der Rumpf 1 ist insbesondere mit starren Tragflächen k und einem klassischen Seitenleitwerk 5 und einem klassischen Höhenleitwerk 6 verseilen.The fuselage 1 is stranded in particular with rigid wings k and a classic vertical stabilizer 5 and a classic horizontal stabilizer 6.
Der Drehflügel 2, der eine beliebige Anzahl von Blättern 7 aufweisen kann, ist ein klassischer Rotor mit Rückstoßantrieb, dessen Hohlnabe 8 von einen Pylon Oder P Turm 9 getragen wird, der fest mit dem Rumpf verbunden ist.The rotary vane 2, which can have any number of blades 7, is a classic rotor with recoil drive, the hollow hub 8 of which is carried by a pylon or P tower 9, which is firmly connected to the hull.
Gemäß der Erfindung ist das Strahltriebwerk 3 im hinteren Bereich des Fluggeräts angeordnet, beispielsweise im Heck des Rumpfes 1, derart, daß infolge des großen Abstandes zwischen Strahltriebwerk und der Achse des Rotors ein beträchtliches Drehmoment unmittelbar mittel« der aus dem Strahltriebwerk kommenden Gase, die in geeigneter Weise abgelenkt werden, erzeugt werden kann.According to the invention, the jet engine 3 is arranged in the rear area of the aircraft, for example in the rear of the fuselage 1, such that as a result of the large Distance between the jet engine and the axis of the rotor generates a considerable torque directly by means of the the jet engine coming gases, which are deflected in a suitable manner, can be generated.
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Das Strahltriebwerk 3 ist vorzugsweise als Zweistromtriebwerk so ausgebildet,, daß der Primär strom in erster Linie im Translationsflug ausgenützt werden kann, während der ßekundärstrom wenigstens zum Antrieb des Rotors während des Steigflugs (Hubschrauberflugs) verwendet werden kann. Gemäß einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist dieses Zweistromtriebwerk jedoch genauer von einer Bauart, wie sie in dem bereits genannten französischen Patent 1 4-95 4-89 und in der deutschen Patentanmeldung P 15 06 606.5 beschrieben ist. Bezüglich der Einzelheiten des Aufbaus eines solchen Strahltriebwerks, der sich im wesentlichen durch das Vorhandensein einer zusätzlichen Turbinenstufe auszeichnet, die im Primärstrom arbeiter, um einen im Sekundärstrom arbeitenden Axialverdichter anzutreiben, wird auf das französische Patent 1 4-95 ^-89 verwiesen und Bezug genommen. Eine Kopie der zu dem französischen Patent korrespondierenden deutschen Patentanmeldung P 15 06 606.5 ist dieser Beschreibung beigefügt und bildet einen Teil dieser Beschreibung.The jet engine 3 is preferably a turbofan engine designed so that the primary current is primarily can be used in translational flight, while the ßekundärstrom at least to drive the rotor during the Climbing flights (helicopter flights) can be used. According to a particular embodiment of the invention, this is a turbofan engine however, more precisely of a type as described in the aforementioned French patent 1 4-95 4-89 and in the German patent application P 15 06 606.5 is described. Regarding the details of the structure of such a jet engine, which is essentially characterized by the presence of an additional turbine stage, which is in the primary flow workers to drive an axial compressor working in the secondary flow is referred to the French patent 1 4-95 ^ -89 referenced and referenced. A copy of the French patent corresponding German patent application P 15 06 606.5 is attached to this description and forms part of this description.
Der zusätzliche Verdichter 10, der im Kaltluftstrom arbeitet, ist durch Strömungskanäle wie beispielsweise 11, die im Rumpf angeordnet sind, oder die in einer zu diesem Zweck hinter dem Pylon 9 verlaufenden Verkleidung angeordnet sind, mit der Hohlnabe 8 des Rotors 2 verbunden (Fig. 1, 2 und 3)· Im Steigflug (Hubschrauberflug) wird der größere Teil des von dem zusätzlichen Verdichter 10 nachverdichteten kalten Sekundärstromes in den Rotor 2 geleitet und bewirkt, indem er durch Düsen an den äußeren Spitzen der Blätter 7 ausgestoßen wird, denAntrieb des Rotors durch Rückstoß. Der verbleibende Teil des Sekundärstromes wird vom Strahltriebwerk 3 ausgestoßen zugleich mit den aus der TurbineThe additional compressor 10, which works in the cold air flow, is through flow channels such as 11, for example, in the fuselage are arranged, or which are arranged in a for this purpose running behind the pylon 9 cladding, with the Hollow hub 8 of the rotor 2 connected (Fig. 1, 2 and 3) · When climbing (Helicopter flight) becomes the greater part of the cold secondary flow post-compressed by the additional compressor 10 directed into the rotor 2 and effected by being fed through nozzles at the outer tips of the blades 7 is ejected, the propulsion of the rotor by recoil. The remaining part of the secondary flow is generated by the jet engine 3 ejected at the same time as those from the turbine
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kotntnenden entspannten Abgasen und erzeugt einen geringen Horizontalschub, der eine zweifache Holle spielt:Kotntnenden relaxed exhaust gases and produces a low Horizontal thrust that plays a double role:
Einmal erleichtert dieser Schub den Start, indem er den Rotor um einen entsprechenden Betrag im Translationsschub entlastet,On the one hand, this thrust facilitates the start by giving the rotor a corresponding amount of translational thrust relieved,
zweitens ermöglicht er die Erzeugung eines gewünschten Drehmoments; es genügt hierzu, Strahlablenkungsvorrichtungen vorzusehen, beispielsweise klassische Klappen 12, die an der Ausströmöffnung der Ausströmdüse des Strahltriebswerks angeordnet sind und im kalten Sekundärstrom arbeiten.second, it enables a desired one to be generated Torque; it is sufficient for this purpose to provide beam deflection devices, for example classic flaps 12, which are attached to the outlet opening of the Exhaust nozzle of the jet engine are arranged and work in the cold secondary flow.
Gemäß einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist der zum Strahltriebwerk 3 gehörende Lufteinlauf bei 13 am oberen Teil des Rumpfes hinter dem Pylon 9 angeordnet, derart, daß er die Luft im Strahl des Rotors ansaugt und durch einen konvergierenden Kanal l4 dem Hauptverdichter des Strahltriebwerks zuführt. Es wird darauf hingewiesen, daß der Lufteinlauf 13 durch eine geeignete Verkleidung 15 vervollständigt sein kann, die dazu bestimmt ist, den Widerstand so weit wie möglich zu verringern.According to a particular embodiment of the invention, the air inlet belonging to the jet engine 3 is at 13 arranged at the upper part of the fuselage behind the pylon 9, in such a way that it allows the air in the jet of the rotor sucks and dem through a converging channel l4 Main compressor of the jet engine feeds. It should be noted that the air inlet 13 by a suitable cladding 15 can be completed, which is intended to increase the resistance as much as possible to decrease.
In Fig. 5 ist eine Ausbildung eines erfindungsgemäßen Kombinationsflugschraubers dargestellt, bei der der Flugschrauber mit drei Zweistrom-Strahltriebwerken ausgerüstet ist, vorzugsweise von dem im französischen Patent 1 495 489 bzw. der deutschen Patentanmeldung P 15 06 606.5 beschriebenen Typ. Eines der Strahltriebwerke, das mit 3 bezeichnet ist, ist wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 1 bis 4 im hinteren Teil des Rumpfes angeordnet, während die beiden anderenIn Fig. 5 is an embodiment of an inventive Combination helicopter shown in which the helicopter with three turbofan jet engines is equipped, preferably from that in French patent 1,495,489 or the German patent application P 15 06 606.5 described type. One of the jet engines which is designated by 3, is as in the embodiment according to FIGS. 1 to 4 in the rear Part of the fuselage arranged while the other two
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Strahltriebwerke l6 und 17 über oder unter einer starren Tragfläche 4 symmetrisch zur Längssymmetrieebene des Fluggeräts angeordnet sind.Jet engines l6 and 17 above or below a rigid Wing 4 symmetrical to the longitudinal plane of symmetry of the aircraft are arranged.
Die Erfindung ist nicht auf die ausgeführten Beispiele beschränkt. Es sei darauf hingewiesen, daß für den Fall, daß nicht aus allen der vorstehend beschriebenen Vorteile Nutzen gezogen zu werden braucht, man sich auch damit zufrieden geben kann, die Drehbewegungssteuerung einzig mit Hilfe der Strahltriebwerke l6 und 17 sicher zu stellen, wobei das hintere Strahltriebwerk 3 dann nicht vorhanden zu sein braucht.The invention is not limited to the examples given limited. It should be noted that in the event that not all of the above Benefits to be taken advantage of, one can also be satisfied with the rotary motion control only to be ensured with the help of the jet engines 16 and 17, the rear jet engine 3 then not needs to be present.
Bei einer Anzahl von größeren Triebwerken kann man die Lösungen kombinieren. Somit kann beispielsweise ein viermotoriges Fluggerät zwei Triebwerke unter der starren Tragfläche erhalten und zwei Triebwerke können dann am Heck angeordnet sein, oder es können auch vier Triebwerke über den starren Tragflächen angeordnet sein usw.If there are a number of larger engines, the solutions can be combined. Thus, for example, a four-engine aircraft received two engines under the rigid wing and two engines can then be attached Be arranged stern, or four engines can be arranged above the rigid wings, etc.
Anlagesystem
PatentansprücheClaims
Kopie der deutschen Patentanmeldung P 15 06 606.5Copy of the German patent application P 15 06 606.5
108821/1448108821/1448
Claims (4)
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