DE2445495A1

DE2445495A1 - Flugkoerper

Info

Publication number: DE2445495A1
Application number: DE19742445495
Authority: DE
Inventors: Joseph Richard Kaelin
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-09-25
Filing date: 1974-09-24
Publication date: 1975-03-27
Also published as: CH568187A5; FR2257489A1; GB1477714A; US3933325A; FR2257489B3

Description

Joseph Richard Kaelin, · Buochs

Flugkörper

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Flugkörper.

Dieser Flugkörper ist erfindungsgemäss gekennzeichnet durch einen diskusförmig ausgebildeten Scheibenkörper, der mit mindestens einem, durch die Abgase eines Düsenantriebsaggregates über eine Turbine angetriebenen Scheibenpropeller versehen ist, der in ihrem Anstellwinkel verstellbare Propellerflüger aufweist und der als Hubschraube zur Erzeugung einer Auftriebskraft dient.

Im foipnden werden anhand der Zeichnung Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Draufsicht auf ein erstes Ausführungsbeispiel eines Flugkörpers,

Fig. 2 eine Vorderansicht des in Fig. 1 dargestellten Flugkörpers,

Fig. 3 eine Draufsicht auf ein zweites Ausführungsbeispiel eines Flugkörpers,

Fig. 4 eine schaubildliche Darstellung des Flugkörpers mit geöffneten Fallschirmen und mit vom Flugkörper abgelöster Kabine,

Fig. 5 in Draufsicht den unteren Passagierraum, und

Fig. 6 in Draufsicht den oberen Passagierraum der Kabine des Flugkörpers.

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Gemäss Fig. 1 und 2 weist der Flugkörper einen diskusartigen runden Scheibenkörper 1 auf und ist in der Mitte auf der oberen Seite stärker gewölbt als auf der unteren Seite, wodurch im Fluge eine Auftriebskraft erzeugt wird. An diesem Körper 1 sind vier Kreisel 10 mit ihren Achsen auf einem gedachten Kreis gleichmässig verteilt angeordnet. Ferner sind an diesem Körper 1 vier Düsenantriebsaggregate 11 vorgesehen, von denen zwei Aggregate auf einer Diagonalen einander gegenüberliegend in der Nähe des Randes des Körpers 1 angeordnet sind, während die anderen beiden Aggregate nebeneinander und symmetrisch zu einer Diagonalen angeordnet sind, die zur erstgenannten Diagonalen rechtwinklig steht. Für diese vier Düsenantriebsaggregate Il können an sich bekannte Aggregate verwendet werden. Die vier Kreisel 10 sind als Scheibenpropeller 12 mit mehreren verstellbaren Propellerflügeln 12a ausgebildet und mit Schaufeln 13 versehen, welche von den Abgasen der Düsenantriebsaggregate 11 beaufschlagt werden. Um die Abgase auf die Schaufeln 13 der Scheibenpropeller 12 zu lenken, sind Kanäle 13 vorgesehen, durch welche die Abgase der Düsenantriebsaggregate 11 direkt auf die Schaufeln 13 der Scheibenpropeller 12 gelangen. Ferner sind Kanäle 15 vorgesehen, durch welche die Abgase nach dem Auf treffen auf die Schaufeln 13 der Scheibenpropeller 12 ins Freie gelangen können. Zum Ansaugen von Frischluft zu den Düsenantriebsaggregaten 11 sind Kanäle 16 vorgesehen. Ferner sind Kanäle 17 vorgesehen, durch welche Frischluft direkt auf die Schaufeln 13 der Scheibenpropeller 12 geleitet werden kann. Für den Treibstoff für die Düsenantriebsaggregate 11 sind vier Treibstoffbehälter 18 vorhanden, die ebenfalls auf einem gedachten Kreis gleichmässig verteilt zwischen den Kreiseln 10 angeordnet sind. Diese Treibstoffbehälter 18 werden gleichmässig entleert, damit die ausgewogene Gewichtsverteilung erhalten bleibt. Zur Steuerung des Flugkörpers sind vier Höhenflossen 19, eine Trimklappe 20 und ein Leitwerk mit Stabilisator

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vorgesehen. Im Zentrum des Flugkörpers ist eine ringförmige Kabine 21 für die Passagiere sowie eine Pilotenkabine 22 vorgesehen, die sich in der Mitte und oberhalb der Passagierkabine 21 befindet. Diese beiden Kabinen 21,22 sind vom ringförmigen äusseren Teil des Flugkörpers lösbar und mit vier Fallschirmen 2 3 versehen, welche, wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, die beiden losgelösten Kabinen 21,22 tragen können. Die Passagierkabine 21 ist mit einer Anzahl Fenster 24 versehen.

Zum Landen des Flugkörpers ist ein Fahrgestell 25 vorhanden. Eine nicht dargestellte Treppe erleichtert den Einstieg in die Kabinen 21 und 22. Ferner sind noch besondere hydraulisch verstellbare Stabilisatoren 26 für eine Landung im Wasser und zur Stabilisierung der Lage des Flugkörpers in der Luft vorgesehen.

Die vier Düsenantriebsaggregate 11 sind in nicht dargestellter Weise schwenkbar im Flugkörper befestigt, so dass die Schubkraft der Aggregate 11 in zwei rechtwinklig zueinander stehenden Richtungen wirken kann, damit die Aggregate ausser für die Vorwärtsbewegung auch für die Aufwärtsbewegung des Flugkörpers verwendet werden können.

Die vier Scheibenpropeller 12 sind so ausgebildet, dass der Anstellwinkel der einzelnen Propellerflügel 12a durch ein nicht dargestelltes Planetengetriebe in an. sich bekannter Weise eingestellt werden kann, z.B. mit EDV gesteuerter Drehzahl.

An den Enden der Flügel 12a der Scheibenpropeller 12 ist eine mit dem Scheibenpropeller 12 rotierende ring-

förmige Schwungmasse 2 8 vorgesehen, die dazu dient, dem Flugkörper während dem Flug und beim Starten und Landen die nötige Stabilität zu verleihen.

Die Wirkungsweise des beschriebenen Flugkörpers ist wie folgt:

Auf den Flugkörper wirken erstens die Schubkräfte der vier Düsenantriebsaggregate 11, welche wegen ihrer

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Schwenkbarkeit in zwei rechtwinklig zueinanaerstehenden Richtungen wirken können. Zweitens wirkt durch die stärkere Wölbung der oberen Reite des Flugkörpers gegenüber seiner unteren Seite eine Auftriebskraft auf den Flugkörper. Drittens erzeugen die vier Kreisel 10 eine Kraft, welche auf die Lage des Flugkörpers im Räume stabilisierend wirkt und viertens erzeugen die Scheibenpropeller 12 eine weitere Auftriebskraft auf den Flugkörper.

Dank der genannten vier Kräfte ist es möglich_rmit dem Flugkörper auf drei verschiedene Arten zu starten. Erstens können die vier Düsenantriebsaggregate 11 beim auf dem Boden ste henden Flugkörper vor dem Start waagrecht gestellt werden, so dass der Flugkörper ähnlich wie ein konventionelles Flugzeug praktisch horizontal starten kann, dabei sind die Propellerflügel 12a in eine Lage verstellt, in der sie praktisch keine Auftriebswirkung erzielen. Zweitens kann der Flugkörper unter einem Winkel von 45° starten, in dem z.B. zwei Düsenantriebsaggregate 11 senkrecht gestellt werden, während die anderen beiden Düsenantriebsaggregate waagrecht gerichtet sind. Dabei wirken auch die Scheibenpropeller 12 mit ihren Propellerflügeln 12a als Hubschrauben. Ein Start unter einem Winkel von 45° kann auch erfolgen, wenn alle vier Düsenantriebsaggregate 11 waagrecht gerichtet sind und dafür der Anstellwinkel der Propellerflügel 12a entsprechend eingestellt wird. Drittens kann der Flugkörper senkrecht starten, indem alle vier Düsenantriebsaggregate 11 so gerichtet werden, dass sie in vertikaler Richtung wirken.

Beim senkrechten Start wirken die Abgase der Düsenantriebsaggregate 11 nicht auf die Propellerflügel 12a der Scheibenpropeller 12, so dass diese bloss durch die über die Kanäle 17 vorbeiströmende Luft angetrieben werden. Dieser Antrieb genügt jedoch, um die stabilisierenden Kräfte der Kreisel 12 zu erzeugen.

Das Landen bzw. Wassern des Flugkörpers erfolgt auf dem Starten entsprechende Weise. ■

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Wie in Fig. 1 mit Pfeilen angedeutet, drehen sich zwei der vier Kreisel 10 im Uhrzeigersinn, während die beiden anderen Kreisel 10 im Gegenuhrzeigersinne gedreht werden. Dies wird einerseits durch die Anordnung der Abgaskanäle 14 und andererseits durch die Ausbildung der Schaufeln 13 der Scheibenpropeller 12 erzielt. Für eine stabile Lage des Flugkörpers ist es notwendig, dass zwei von den vier Kreiseln 10 gegenüber den anderen beiden Kreiseln 10 in entgegengesetzter Richtung drehen.

In Fig. 3 ist in Draufsicht ein zweites AusTührungsbeispiel eines Flugkörpers dargestellt. Seine äussere Form entspricht dabei der in Fig. 2 gezeigten Form.

Bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel sind je zwei Düsenantriebsaggregate 50 und 51 symmetrisch bezüglich einer Diagonalen des Flugkörpers nebeneinander am Rande des Scheibenkörpers 1 angeordnet. Vier Kreisel 52 sind wie beim ersten Ausführungsbeispiel mit ihren Achsen auf einem gedachten Kreis gleichmässig verteilt angeordnet. Diese Kreisel 52 können entweder wie beim ersten Ausführungsbeispiel ebenfalls als Scheibenpropeller 53 mit verstellbaren Propellerflügeln 53a ausgebildet sein, oder sie können als separate aus einer Schwungmasse 54 bestehende Kreisel neben den Scheibenpropellern 53 angeordnet sein. Die Scheibenpropeller 53 sind an ihrem Umfang mit Turbinenschaufeln 55 versehen, auf welche die Abgase der Düsenantriebsaggregate 50, 51 geleitet werden können. Falls die Kreisel 52 als separate Organe neben den Propellern 53 angeordnet sind, so werden die Schwungmassen 54 über geeignete, in der Zeichnung nicht dargestellte Getriebe von den Propellern 53 angetrieben. Gemäss Fig. 3 ist die ringförmige Schwungmasse 53 an den Flügelenden der Propellerflügel 53a befestigt. Diese Schwungmasse 54 verleiht ähnlich wie beim Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1 dem Flügelkörper die nötige Stabilität im Räume. Hinter den Düsenantriebsaggregaten 50 und 51 sind

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Abgaskanäle 56 vorhanden, welche die Abgase der Düsenantriebsaggregate 50,51 direkt auf die Turbinenschaufeln leiten. Diese Abgaskanäle 56 münden hinter den Turbinenschaufeln 55 in Austrittsrohre 57, welche gegenüber der Mittelebene des Scheibenkörpers 1 um 45 geneigt sind, so dass der austretende Gasstrahl unter einem Winkel von ca. 45° gegen den Boden gerichtet ist und beim Start des Flugkörpers einen Auftrieb bewirkt. Die beiden hinteren Düsenantriebs aggre gate 51 sind auf gestrichelt angedeuteten Kreisscheiben 67 um 180° schwenkbar, so dass die Schubkraft aller vier Düsenantriebsaggregate 50,51 in derselben Richtung wirken kann. Falls die hinteren beiden Düsenantriebsaggregate 51 so geschwenkt sind, dass ihre Schubkraft in der gleichen Richtung wirkt wie die Schubkraft der vorderen Düsenantriebsaggregate 50, so werden durch nicht dargestellte Dreiweghahnen die den Düsenantriebsaggregaten 51 zugeordneten Austrittsrohre 57 geschlossen und die Abgaskanäle 5t der Aggregate 51 mit den Leitungen verbunden, so dass die Frischluft durch die Leitungen und die Kanäle 56 zu den Düsenantriebsaggregaten 51 gelangen kann. Zur Kühlung und zum Antrieb der Turbinenschaufeln 55 sind Leitungen 59,60 und 61 vorgesehen. Durch die Leitungen 59 strömt bei sich bewegendem Flugkörper zusatz liehe Kühlluft, deren Menge von der Geschwindigkeit des Flugkörpers abhängt, während über die Leitungen 60, durch die Strömung der Abgase der vorderen Düsenantriebsaggregate 50, Frischluft angesaugt und den Turbinenschaufein 55 zugeführt wird, üeber die Leitungen 61 wird ein Teil der durch die hinteren Düsenantriebsaggregate 51 angesaugten Frischluft auf die Turbinenschaufeln 55 gelenkt.

Im Zentrum des Flugkörpers ist analog zum Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1 eine Kabine 63 für die Passagiere und eine zweite Kabine 62 für den Piloten vorgesehen. Die Passagierkabine ist mit einer Anzahl Fenstern versehen. An diesen Kabinen sind vier Fallschirme 64 be-

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festigt, welche die im Falle von Gefahr vom äusseren Teil des Scheibenkörpers losgelösten Kabinen tragen können, wie aus Fig. 4 ersichtlich ist.

Zur Steuerung des Flugkörpers sind vier einziehbare Steuerflossen 65 vorgesehen. Der Brennstoff für die Düsenantriebsaggregate 50,51 ist in vier symmetrisch angeordneten Behältern 66 untergebracht, die im Betrieb gleichmässig entleert werden.

Die Wirkungsweise des beschriebenen Flugkörpers, welche der Wirkungsweise des Flugkörpers gemäss Fig. 1 entspricht, ist wie folgt:

Zum Start des Flugkörpers wirkt die Schubkraft der hinteren beiden Düsenantriebsaggregate 51 in entgegengesetzter Richtung zur Schubkraft der beiden vorderen Düsenantriebsaggregate 50. Dadurch werden die vier Scheibenpropeller 53 in der durch Pfeile angedeuteten Drehrichtung angetrieben. Der Anstellwinkel der Propellerflügel 53 a der Scheibenpropeller 53 wird beim Start so eingestellt, dass eine möglichst grosse Auftriebskraft erzeugt wird. Durch die vier Austrittsrohre 57 werden die Abgase der Düsenantriebs aggre gate 50,51 gegen den Boden gerichtet, so dass die Schubkraft der Aggregate 50,51 zum Abheben des Flugkörpers beim Senkrechtstart benützt wird.

Sobald der Flugkörper eine gewisse Höhe erreicht hat, werden die hinteren beiden Düsenantriebsaggregate 51 um 180° gedreht, so dass die Schubkraft aller vier Düsenantriebsaggregate 50,51 in derselben Richtung wirkt. Eine Auftriebskraft wird dann nur noch durch die vorderen beiden Düsenantriebsaggregate 50 mittels des aus den zugeordneten Austrittsrohren 57 austretenden Abgasstrahles und durch die von den Abgasen der Aggregate 50 beaufschlagten Scheibenpropeller 5,3 bewirkt, während die hinteren Düsenantriebsaggregate 51 eine reine Vorschubkraft erzeugen, 'da ihre Abgase weder durch die entsprechenden Austrittsrohre 57 austreten noch die zugeordneten Scheibenpropeller

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53 beaufschlagen.

Das Landen bzw. Wassern des Flugkörpers erfolgt auf dem Starten entsprechende Weise ab fester Erde oder ab Wasserfläche.

Durch Verändern des Anstellwinkels der Propellerflügel 12a bzw. 53 a wird die durch die drehend angetriebenen Scheibenpropeller 12 bzw. 53 erzeugte Auftriebskraft auf den Flugkörper verändert. Die Grosse dieser Auftriebskraft kann zudem durch Regulieren der Drehzahl der Scheibenpropeller 12 bzw. 53 eingestellt werden.

Beim Auftreten von für die Passagiere und Besatzung gefährlichen Störungen, z.B. Feuerausbruch, Ausfall von Steuerungs- oder Antriebselementen usw. können,wie bereits erwähnt, die Kabinen 21,22 und 62,63 vom äusseren. ringförmigen Teil des Flugkörpers getrennt werden. Diese Trennung kann mit mechanischen, hydraulischen oder elektronischen Einrichtungen ausgeführt werden. Der losgetrennte Mittelteil 2 des Flugkörpers mit den Kabinen wird mittels der Fallschirme 24 bzw. 64 auf für die Passagiere und die Besatzung ungefährliche Weise abgesenkt. In Bodennähe werden die Kabinen durch Abbremsraketen abgebremst, so dass eine möglichst sanfte Landung auf dem Boden oder dem Wasser erfolgt.

In den Fig. 5 und 6 ist in Draufsicht der untere bzw. der obere Passagierraum 70 bzw. 71 dargestellt. In beiden Passagierräumen 70 und 71 sind drehbare Sitze 73 an der Peripherie des kreisrunden Raumes in zwei Reihen angeordnet. Dabei sind die Sitze der einen Reihe jeweils gegenüber den Sitzen der anderen Reihe versetzt, so dass die Sitze 73 beider Reihen zu Liegeseitzen 73' ausgeklappt werden können.

Im unteren Passagierraum "/D ist eine weitere Reihe von Sitzen 73 angeordnet, welche durch einen Gang 74 von den beiden anderen Sitzreihen getrennt ist. Im Zentrum des Raumes 70 sind Räume 75 vorhanden, welche für

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die verschiedenen Zwecke benutzt werden können.

Beim oberen Passagierraum 71, der kleiner ist als der .untere Passagierraum 70, ist in der Mitte der Pilotenraum 76 vorgesehen, welcher mittels Lift in seiner vertikalen Lage verstellbar ist.

Die beschriebenen Flugkörper können in vertikaler Richtung sowohl vom Boden als auch vom Wasser aus starten und entsprechend landen.

Durch die Kreisel 10 bzw. 52 wird der Flugkörper in den verschiedenen Fluglagen stabilisiert.

Der diskusförmige Flugkörper weist eine aerodynamisch günstige Form auf, so dass der Luftwiderstand auch bei grossen Geschwindigkeiten klein gehalten wird.

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Claims

Patentansprüche

1. Flugkörper, gekennzeichnet durch einen diskusförmig ausgebildeten Scheibenkörper (1), der mit mindestens einem, durch die Abgase eines Düsenantriebsaggregates (11,50, 51) über eine Turbine (13,55) angetriebenen Scheibenpropeller (12,53) versehen ist, der in ihrem Anstellwinkel verstellbare Propellerflügel (12a,53a) aufweist und der als Hubschraube zur Erzeugung einer Auftriebskraft dient.

2. Plugkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Scheibenkörper (1) einen nach aussen gewölbten zentralen Mittelteil (2) aufweist, der auf der oberen Seite des Scheibenkörpers (1) zur Erzeugung einer Auftriebskraft stärker gewölbt ist als auf der unteren Seite.

3. Flugkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Scheibenpropeller (12,53) als Kreisel (10,52) zur Stabilisierung der Lage des Flugkörpers ausgebildet ist und eine Schwungmasse (28,54) trägt.

4. Flugkörper nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen vom Scheibenpropeller (12,53) getrennten und von diesem angetriebenen Kreisel (10,52).

5. Flugkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Umfang des Scheibenpropellers (12,53) Schaufeln (13,55) angeordnet sind, welche von den Abgasen des Düsenantriebsaggregates (11,50_t51) beaufschlagt sind.

6. Flugkörper nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere in gleicher Richtung wirkende Düsenantriebsaggregate (11) an der einen Umfangshälfte des Scheibenkörpers gleichmässig verteilt angeordnet sind, von denen jedes einen Scheibenpropeller (12) antreibt.

7. Flugkörper nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Düsenantriebsaggregate (50,51) symmetrisch bezüglich einer Diagonalen des Scheibenkörpers am Rande desselben angeordnet sind, von denen die in Flugrichtung

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gesehen hinteren beiden Düsenantriebsaggragate (51) um eine rechtwinklig zur Mittelebene des Scheibenkörpers (1) stehende Achse um 180^ schwenkbar gelagert sind,wobei jedem Düsenantriebsaggregat (50,51) ein Scheibenpropeller (53) zugeordnet, ist.

8. Flugkörper nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Scheibenkörper (1) Kanäle (14,16) vorgesehen sind, welche die Abgase der Düsenantriebsaggregate (11,50,51) auf die Schaufeln (13,55) der Scheibenpropeller (12,53) lenken.

9. Flugkörper nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle (56) in Austrittsrohre (57) münden, deren Achse um 45° zur Mittelebene des Scheibenkörpers (1) geneigt sind, um die Abgase der Düsenantriebsaggregate (50,51) nach unten umzulenken.

10. Flugkörper nach den Ansprüchen 7 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass die den hinteren Düsenantriebsaggregaten (51) zugeordneten Kanäle (56) unter Unterbrechung deren Verbindung mit den Austrittsrohren (57) mit Luftzuführkanalen (58) verbindbar sind, wenn die hinteren Düsenantriebsaggregate (51) in eine Stellung gedreht sind, in der der Schub aller vier Düsenantriebsaggregate (50,51) in derselben Richtung wirkt.

11. Flugkörper nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Scheibenkörper weitere Luftkanäle (17; 59,60,61) zum Zuführen von Luft zu den an den Scheibenpropellern (12,53) angeordneten Schaufeln (13,55) vorhanden sind.

12. Flugkörper nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenantriebsaggregate (11) in zwei rechtwinklig zueinander stehende Richtungen schwenkbar im Scheibenkörper (1) befestigt sind, um die Schubkraft der Aggregate (11) für die Vorwärtsbewegung und die Aufwärtsbewegung des Flugkörpers auszunützen.

13. Flugkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Scheibenkörper (1) mit hydraulisch verstellbaren Stabilisatoren (-26) , Höhenflossen (19) , Trimklappe (20) und Leitwerk (2 7) ausgerüstet ist.

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14. Flugkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Mittelteil (2) des Scheibenkörpers (1) eine von diesem ablösbare Kabine (21,22,62,63) für Passagiere und Besatzung angeordnet ist, an der Fallschirme (23,64) angebracht sind.

15. Flugkörper nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwei von den vier Scheibenpropellern (12,53) im Uhrzeigersinne angetrieben sind, während die anderen beiden Scheibenpropeller (12,53) sich im Gegenuhrzeigersinne drehen.

16. Flugkörper nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anstellwinkel der Propellerflügel (12a,53a) des Scheibenpropellers (12,53) durch ein Planetengetriebe mit gesteuerter Drehzahl einstellbar ist.

17. Flugkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper schwimmfähig ist und ab Wasser starten und auf dem Wasser landen kann.

18. Flugkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Pilotenraum von seiner oberen Lage in die unterste Stelle des Körpers mittels eines Liftes verstellbar ist.

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