DE2332379A1 - AIRSHIP - Google Patents
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Description
Anmelderin: Cargo Airships Limited Zo32 J/9Applicant: Cargo Airships Limited Zo32 J / 9
141 Praed Street, London W 2, England141 Praed Street, London W 2, England
"Luftschiff»"Airship"
Die Erfindung betrifft ein.Luftschiff mit einem Antriebs- und/ oder Stouersystem ^ir, ^--zeugung eines Antriebssebubes für den Horizontalflug, eines Kippmomentes zur Steuerung um die Horizontal-Querachse, eines Rollmomentes zur Steuerung um die Horizontal-Länrsachse, eines Schubmomentes zur Steuerung um die Vertikalachse, eines Umkehrschubes zur gerauen Ausrichtung und Abbremsung des Luftschiffes, eines Vertikal Schubes zur Gewichtskompensation und eines Seitenschubes zur Seitenführung.The invention relates to ein.Luftschiff with a drive and / or Stouersystem ^ ir, ^ - generation of a drive unit for horizontal flight, a tilting moment for control around the horizontal transverse axis, a roll moment for control around the horizontal longitudinal axis, a thrust moment for Control around the vertical axis, a reverse thrust for rough alignment and braking of the airship, a vertical thrust for weight compensation and a side thrust for lateral guidance.
Bei einem bekannten Luftschiff dieser Art ist am Heck ein Antriebssystem angeordnet worden, bei dem zur Erzielung der Steuerfähigkeit eine Anzahl von voneinandergetrennten Propellern rings um die äußere Peripherie des Luftschiffes angebracht ist. Eine solche Propelleranordnung hat zahlreiche Nachteile, insbesondere die einer schlechten Zugänglichkeit während des Fluges, langer rückwärtiger Verbindungen zur Steuerung der Propeller und die einer großen Anfälligkeit gegenüber Beschädigungen und Vereisungen.In a known airship of this type, there is a drive system at the stern has been arranged in which a number of separate propellers to achieve the controllability is attached around the outer periphery of the airship. Such a propeller arrangement has numerous disadvantages, in particular that of poor accessibility during flight, long connections to the rear to control the Propellers and those that are very susceptible to damage and icing.
Bei der Konstruktion eines Antriebs- und Steuersystems für ein Luftschiff müssen die Kraftquelle, zum Beispiel der Typ der Maschine, die Energiequelle, zum Beispiel die Art des Kraftstoffes, und die Art des Antriebseinflusses berücksichtigtWhen designing a propulsion and control system for an airship, the power source, for example the type of engine, the energy source, for example the type of fuel, and the type of propulsion influence must be taken into account
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werden. Di^ Probleme der Ausbildung des Antriebes und dr>r Steuerungsfäh'igkeit können mit getrennten, gesonderten Kraftquellen oder mit ein^r kombinierten Kraftquelle gelöst v/erden, die nässend darauf abgestimmt ist, das doppelte Erfordernis des Antriebes und der Steuerun^sf^higkeit zu gewährleisten.will. The problems of developing the drive and the ability to steer can be solved with separate, separate power sources or with a combined power source, the oozing is matched to the double requirement of the drive and the ability to control.
Die Kraftquelle oder Quellen zur Gewährleistung des Antriebes und/oder der Steuerungsfähigkeit müssen folgendes vorsehen:The power source or sources to ensure the drive and / or the controllability must provide for the following:
a) Einen Antriebsschub für den normalen Horizontalflug des Luftschiffes,a) A propulsion thrust for normal level flight of the airship,
b) ein Kippmoment zur Steuerung um die Horizontal-Querachse,b) a tilting moment for control about the horizontal transverse axis,
c) ein Rollmoment zur Steuerung u$ die Horizontal-Längsachse,c) a roll moment to control u $ the horizontal longitudinal axis,
d) ein Schubmoment zur Steuerung um die Vertikalachse,d) a thrust torque for steering around the vertical axis,
e) einen Umkehrschub für die genaue Ausrichtung und Abbremsung des Luftschiffes,e) a reverse thrust for precise alignment and braking of the airship,
f) einen Vertikalschub, sowohl nach oben wie auch nach unten zur Steuerung und Gewichtskompensation undf) a vertical thrust, both upwards and downwards, for control and weight compensation and
g) einen Seitenschub zur genauen Ausrichtung und Seitenführung, insbesondere in Bodennähe.g) a sideshift for precise alignment and lateral guidance, especially near the floor.
Die vorliegende Erfindung hat sich nun die Aufgabe gestellt, ein Luftschiff der eingangs genannten Gattung mit einem verbesserten Antriebs- und/oder Steuersystem zu schaffen, welches die vorgenannten Nachteile ausschließt. Di^se Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Antriebs- und/oder Steuer-The present invention has now set itself the task of an airship of the type mentioned with an improved one To create drive and / or control system which eliminates the aforementioned disadvantages. This object is achieved according to the invention solved in that the drive and / or control
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system aus einem Lufteinlaßkanal, aus einem Aggregat zur Erzeugung eines erzwungenen Luftstromes durch diesen Einlaßkanal und mindestens drei Auslaßkanälen besteht, die zur Luftschiffaußenhülle führen und mit richtbaren Ausströmdüsen versehen sind.system from an air inlet duct, from an aggregate for generation a forced air flow through this inlet duct and at least three outlet ducts, which lead to the outer hull of the airship and are provided with adjustable discharge nozzles.
Nach einem besonders vorteilhaften Merkmal der Erfindung ist das Antriebs- und/oder Steuersystem mit vier Auslaßkanälen und vi^r symmetrisch an der Außenhülle befindlichen Ausströmdüsen versehen, die am oder in der Nähe des Schwerpunktes des Luftschiffes angeordnet sind. Dabei kann der erzwungene Luftstrom von einer Gasturbine, einer Kolbenkraftmaschine oder einem Strahltriebwerk erzeugt werden, die am Einlauf des Einlaßkanales angeordnet sind und mit einem in dem Einlaßkanal angebrachten Propeller oder einem Gebläse in Antriebsverbindung stehen. Ein Luftschiff mit einem derartigen Antriebs- bzw. Steuersystem hat zahlreiche wesentliche Vorteile. Zum einen kann es äußerst kompakt gebaut werden und ist wesentlich leichter als das eingangs beschriebene aus zahlreichen an der Außenhülle des Luftschiffes angeordneten Propellern bestehende System. Abgesehen davon, daß bei dem Luftschiff gemäß der Erfindung eine Schub— reduzierung durch dio äußere Antriebsanordnung der bekannten Luftschiffe nicht mehr auftreten kann, hat sie auch den Vorzug, daß ein Maschinenausfall nicht den Betriebsablauf des Systems beeinflussen wird. Weiterhin wird das Problem des Propeller-Wirkunssgrades ausgeschaltet, wenn dieser unter einem bestimmten Winkel zum Luftstrom arbeitet. Ferner sind die Maschinen und Propeller in einem gut ^escbützten Raum angeordnet und danit nicht mehr anfällig ge'-en äußere Beschädigungen oder Vereisungen. Die Kanäle und Ausströmdüsen können zum Beispiel ausAccording to a particularly advantageous feature of the invention is the drive and / or control system with four outlet channels and vi ^ r discharge nozzles located symmetrically on the outer shell provided at or near the center of gravity of the airship are arranged. The forced air flow from a gas turbine, a piston engine or a Jet engines are generated, which are arranged at the inlet of the inlet duct and mounted with one in the inlet duct Propeller or a fan are in drive connection. An airship with such a propulsion or control system has numerous major advantages. On the one hand, it can be made extremely compact and is much lighter than the one at the beginning described system consisting of numerous propellers arranged on the outer hull of the airship. Apart from that of the fact that in the airship according to the invention a thrust reduction by the external drive arrangement of the known Airships can no longer occur, it also has the advantage that an engine failure does not affect the operation of the system will affect. There is also the problem of propeller efficiency switched off when this is working at a certain angle to the air flow. Furthermore, the machines and Propeller placed in a well protected space and installed no longer susceptible to external damage or icing. The channels and exhaust nozzles can be made for example
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glasfaserverstärkten Kunststoffen hergestellt werden. Darüberhinaus ist das erfindungsgemäße Luftstrahlsystem leicht einzubauen und sogar unmittelbar während des Fluges zugänglich, sodaß gegebenenfalls erforderlich werdende Reparaturen und Wartun^sarbeiten während des Fluges ausgeführt werden können. Weiterhin können die Steuerungs-Reaktionszeiten herabgesetzt werden, weil keine Kreiselmomente entwickelt werden. Und schließlich ist die Antriobskonstr^ktion relativ einfach, da Ladimgs-Veränderungen ebenso weni^ berücksichtigt zu werden brauchen wie Probleme von Antriebswellen und Getrieben.glass fiber reinforced plastics are produced. Furthermore the air jet system according to the invention is easy to install and even directly accessible during the flight, so that repairs and maintenance work may be necessary can be performed in flight. Furthermore, the control response times can be reduced because no gyroscopic moments are developed. and after all, the anti-obstructionist is relatively easy, there Ladimgs changes are also neglected need like problems with drive shafts and gears.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung int in den Zeichnungen dargestellt. Dabei z«i~en:A preferred embodiment of the invention int in the drawings shown. Here are:
Fig. 1: eine schematische Seitenansicht auf das erfind1 ings gemäße Luftstrahlsystem,Fig. 1 is a schematic side view of the erfind 1 ings modern air-jet system,
Fig. 1b: die Ansicht in Richtung A von Fig. 1a, Fig. 1c: die Draufsicht von Fig. 1a,Fig. 1b: the view in direction A of Fig. 1a, Fig. 1c: the top view of Fig. 1a,
Fig. 2a: einen Ausschnitt der Kanalabzweirungen in den Punkten A von Fig. 1b,Fig. 2a: a section of the channel branches in the Points A of Fig. 1b,
Fig. 2b: die Kanalabzweigung im Punkt B von. Fire. 1a und Fig. 2c: die Ausschnittsvergrößerung C von Fig. 1a.Fig. 2b: the channel branch at point B of. Fire. 1a and FIG. 2c: the enlarged detail C of FIG. 1a.
das nachfolgend beschriebene Luft-Strahlsystem zur Steuerung und/oder zum Antrieb ist grundsätzlich bei zahlreichen, unterschiedlichen Formen von Luftschiffkonstruktionen anwendbar.the air jet system described below for control and / or for propulsion is basically applicable to numerous different forms of airship constructions.
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Im vorliegenden Fall wird seine Anwendung auf einen Luftschiff-Typ dargestellt, der eine Anzahl von gesonderten, aufblasbaren längsgestreckten Hüllen umfaßt, die parallel zur Längsachse angeordnet und untereinander durch eine starre Rahmenkonstruktion verbunden sind.In the present case, it is applied to an airship type shown, of a number of separate, inflatable comprises elongated shells arranged parallel to the longitudinal axis and are connected to one another by a rigid frame construction.
Das Luftstrahl-System zur Steuerung und/oder zum Antrieb ist gemäß den Zeichnungen im Körper eines Luftschiffes untergebracht, und zwar innerhalb des Rahmens 11 zwischen den Pontons, die zum Beispiel aus gesondert aufblasbaren, längsgestreckten Hüllen bestehen können, wie sie in Fig. 1b mit der Bezugsziffer 10 versehen sind. Der Bug des Luftschiffes ist in der Ansicht der Fig. 1a an der linken Seite angeordnet, wobei sich in der gleichen Fig. die Kraftquelle 12 innerhalb des Rahmens 11 zwischen den Pontons 10 befindet. Die Kraftquelle 12 kann zum Beispiel Kolbenkraftmaschinen, Gasturbinen oder Strahltriebwerke umfassen. Dabei dürften Strahl-Düsen mit großen Durchsatzverhältnissen bevorzugt werden. Das Strahltriebwerk ist eine kompakte vollständige Einheit mit einem geringen Installationsgewicht, welches bei Luftschiffen durch die Anwendung des Pr.inzips einer Strahl-Pumpe verwendet werden kann. Jedoch wird der Wirkungsgrad eines solchen Systems für bedeutend geringer als der eines Gebläsesystems gehalten. Gasturbinen sind grundsätzlich gegenüber Kolbenkraftmaschinen vorzuziehen, da letztere im allgemeinen ein luftgekühltes System erfordern und für den Fall ihrer Anbringung im Luftschiff eine besondere Vorrichtung für einen erzwungenen Luft-Kühlstrom benötigen, um sicherzustellen, daß eine Überhitzung während eines Betriebes bei geringen Geschwindigkeiten über längere Strecken nichtThe air jet system for control and / or propulsion is housed in the body of an airship according to the drawings, namely within the frame 11 between the pontoons, which for example consist of separately inflatable, elongated Sheaths can exist, as they are provided with the reference number 10 in FIG. 1b. The bow of the airship is in view Arranged in Fig. 1a on the left side, wherein in the same Fig. The power source 12 within the frame 11 between the pontoons 10 is located. The power source 12 can for example be reciprocating engines, gas turbines or jet engines include. Jet nozzles with large throughput ratios should be preferred. The jet engine is a compact complete unit with a low installation weight, which in airships is due to the use of the Principle of a jet pump can be used. However, the efficiency of such a system is significantly lower kept as that of a fan system. Gas turbines are generally preferable to reciprocating engines, as the latter generally require an air-cooled system and a special one if they are installed in the airship Require device for a forced air cooling flow to ensure overheating during operation not at low speeds over long distances
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auftritt. Vorwiegend wird di? Verwendung einer Mehrzahl von Maschinen bevorzugt, sodaß ein Betriebsenergieverlust bei einem Maschinenausfall minimal ist.occurs. Mainly will di? Using a plurality of Machines preferred so that operating energy loss in the event of a machine failure is minimal.
Die Kraftquelle 12 wird wie dargestellt mit einem Propeller oder einem Gebläse 14 versehen. Der Propeller 14 ist innerhalb des Lufteinlaßkanales 16 angebracht, der sich entlag der Längsachse des Luftschiffes erstreckt und, wie in Fig. 1b dargestellt, in vier Auslaßkanäle- 18 mündet, von denen einjeder an der äuß°ren Oberfläche des Luftschiffes in verstellbaren Ausströmdüsen 20 endet. Der Schwerpunkt des Luftschiffes ist in Fig. 1a mit dem Bezugszeichen CG versehen. Dabei v/erden die Ausströmdüsen 20 vorzugsweise in einer Querebene angeordnet, die durch den Schwerpunkt des Luftschiffes verläuft. Die Auslaßkanäle 18 erstrecken sich von dem Einlaßkanal 16 nach außen in eine Richtung, die gegenüber dem Heckende des Luftschiffes und auch seitlich nach außen abgewinkelt ist.The power source 12 is provided with a propeller or a fan 14 as shown. The propeller 14 is inside of the air inlet duct 16 attached, which extends along the longitudinal axis of the airship and, as shown in Fig. 1b, opens into four outlet channels 18, each of which is adjustable on the outer surface of the airship Exhaust nozzle 20 ends. The center of gravity of the airship is provided with the reference symbol CG in FIG. 1a. The Outlet nozzles 20 are preferably arranged in a transverse plane which runs through the center of gravity of the airship. The exhaust ducts 18 extend outwardly from inlet duct 16 in a direction opposite the stern end of the airship and is also angled laterally outwards.
Ein vertikales Teilungsventil 21 (siehe Fig. 2a) wird an jeder der beiden rait A bezeichneten Stellen der Fig. 1b angeordnet, um das Schubmoment und die Seitenkraft zu steuern. In der Lage, wie sie in Fig. 2a dargestellt ist, würde das Ventil 21 ein Schubmoment im Uhrzeigersinn oder, von oben gesehen, eine Querkraft erzeugen, die das Luftschiff nach Steuerbord bewegt und von der Richtstrahllage der verbundenen Ausströmdüsen 20 abhängt. Ein horizontales Teilungεventil 23 ist in Fig. ?b dargestellt und wird am Punkt B der Fig. 1a angeordnet. Das horizontale Teilungsventil ?3 steuert das Kippmoment und den Vertikalschub. In der in Fig. 2b gezeigten Lage würde esA vertical dividing valve 21 (see Fig. 2a) is arranged at each of the two locations indicated by A in Fig. 1b, to control the thrust moment and the side force. In the position as shown in Fig. 2a, the valve 21 would be Clockwise thrust moment or, seen from above, create a lateral force that moves the airship to starboard and depends on the directional jet position of the connected discharge nozzles 20. A horizontal division valve 23 is shown in FIG and is located at point B of Fig. 1a. The horizontal splitting valve? 3 controls the overturning moment and the Vertical thrust. In the position shown in Fig. 2b it would
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pin bugaufwärts gerichtetes .Kippmoment und eine nnch oben gerichtete Kraft erzeuger, dio wiederu^°äer Lage der damit verbundenen Ausströmdüsen 20 abhängt.pin tilting moment directed upward and one directed further up Power generator, dio in turn, the location of the associated Exhaust nozzles 20 depends.
Fig. 2c zeigt eine Ausströmdüse und wie jede Ausströmdüse 20 mit einer Drehverbindung 24 versehen ist, um eine Drehung der Ausströmdüse zu seiner mit ihm verbundenen Kanalleitung 18 um 3^0 Grad zu gewährleisten. Die augenblickliche Drehlage einer jeden Ausströmdüse 20 wird durch einen Stellmotor 26 geregelt, der von der Bedienungsschalttafel des Luftschiff-Piloten her gesteuert wird.Fig. 2c shows a discharge nozzle and how each discharge nozzle 20 is provided with a rotary connection 24 to rotate the To ensure the outlet nozzle to its duct line 18 connected to it by 3 ^ 0 degrees. The current rotational position of a each exhaust nozzle 20 is controlled by a servomotor 26 operated from the control panel of the airship pilot is controlled.
Die in den Zeichnungen dargestellten Winkel der Ausströmdüsen 20 zu ihren Kanalleitungen und zu den Längs- und Querachsen des Luftschiffes sind nur als kennzeichnende typische Stellungen für die Ausströmdüsen zu betrachten und in keiner Weise begrenzt,The angle shown in the drawings of the discharge nozzles 20 to their duct lines and to the longitudinal and transverse axes of the Airship are only to be regarded as characteristic typical positions for the outflow nozzles and are in no way limited.
Das Luftstrahl-System, wie es in den Zeichnungen vorzugsweise dargestellt ist, hat die Quelle an- Luft, sowohl für die Verbrennung in den Maschinen als auch für die Erregung durch das Gebläse, aus der Grenzfläche des Luftschiffes zum Beispiel mittels einer ringförmigen Eintrittsleitung in der Nähe des Heckendes der Luftschiff-Hülle herausgesaugt. Diese an der Grenzfläche des Heckes der Hülle herausgesaugte Luft wird dann den Maschinen 12 und dem Gebläse 14 zugeführt. Jedoch kann die Luftquelle f\\v die Maschinen 12 und das Gebläse 14 alternativ einem anderen Teil der Luftschiff-Hülle der Außenatmosphäre entnommen werden.The air jet system, as it is preferably shown in the drawings, has the source of air, both for the combustion in the engines and for the excitation by the fan, from the interface of the airship for example by means of an annular inlet duct in the Sucked out near the stern end of the airship hull. This air sucked out at the interface of the stern of the envelope is then fed to the machines 12 and the blower 14. However, the air source f \\ v the engines 12 and the fan 14 can alternatively be taken from a different part of the airship hull of the outside atmosphere.
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BAD ORIGINALBATH ORIGINAL
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