DE2507514C3 - Hybrid-Luftschiff - Google Patents

Description

ist.

2. Hybrid Luftschiff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundriß des Tragflügels (2) die Form eines gleichschenkligen Dreiecks aufweist

3. Hybrid-Luftschiff nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der freie Rand (3) des Tragflügels (2) gerade, geknickt, gekrümmt oder geschwungen ausgebildet ist.

4. Hybrid-Luftschiff nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß stromauf des deutlich ausgeprägten Tragflügels (2) und diesem zugeordnet sowohl zur Steuerung als auch zur Regulierung des Gesamtauftriebes dienende Hilfsflügel (4) vorgesehen sind.

rein aerostatisch getragenen Luftschiffen erlaubt. Hierdurch wird die Manövrierfähigkeit entscheidend verbessert Schließlich wird bei Hybrid-Luftschiffen noch die Handhabung am Boden erleichtert, da das Hybrid-Luftschiff wie ein Flugzeug startet und landet (allerdings mit wesentlich geringeren Geschwindigkeiten), nicht sofort verankert zu werden braucht und keine Haltemannschaften benötigt

Hybrid-Luftschiffe, die die Form eines Auftnsbskörpers haben, sind aber in der Herstellung aufwendig und darüber hinaus im Fluge aerodynamisch nicht stabil. Der Tragflügel großer Streckung hat ein hohes Baugewicht, etwa bis zu 60 kp pro m² projizierter Fläche. Damit ein solcher Tragflügel einen Auftrieb erzeugen kann, der merklich größer ist als sein Gewicht, müssen solche Hybrid-Luftschiffe relativ schnell fliegen (ca. 330 km/h). Das ist wegen der großen benetzten Oberfläche aller Luftschiffe und des daher rührenden hohen Reibungswiderstandes unvorteilhaft da es große Antriebsleistungen erfordert und hohen Treibstoffverbrauch nach sich zieht Die Wirtschaftlichkeit solcher Hybrid-Luftschiffe mit einem Tragflügel großer Streckung ist fraglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Hybrid-Luftschiff der eingangs beschriebenen Art so weiterzubilden, daß seine Wirtschaftlichkeit außer Frage steht

Hierzu ist es insbesondere erforderlich, einen leichten, konstruktiv einfach zu gestaltenden Tragflügel anzuwenden, der bei mäßigem Luftwiderstand einen aerodynamischen Auftrieb erzeugt, der ein Mehrfaches seines eigenen Gewichtes beträgt

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der Tragflügel ein solcher mit einer Streckung von

vorzugsweise

Die Erfindung betrifft ein Hybrid-Luftschiff mit einem Rumpf, der zur Erzeugung eines aerostatischen Auftriebanteils mit einem Gas, welches leichter als Luft ist gefüllt ist und mit einem am Rumpf angeordneten, deutlich ausgeprägten Tragflügel ohne aerostatischen Auftriebsanteil zur Erzeugung eines aerodynamischen Auftriebsanteils durch den Tragflügel in Verbindung mit einem Horizontalantrieb.

Derartige Hybrid-Luftschiffe sind bekannt Der Rumpf des Luftschiffes erzeugt den aerostatischen Auftrieb, indem er den Raum für die Gasfüllung zur Verfügung stellt Es sind auch Luftschiffe bekannt, die zusätzlich einen Tragflügel mit großer Streckung (WF » 20) aufweisen, sowie Luftschiffe, deren Rumpf die Form eines Auftriebskörpers hat d. h. so geformt ist daß der Rumpf bei horizontaler Bewegung zusätzlich erheblichen aerodynamischen Auftrieb erzeugt (Aviation Week + Space Technology Vol. 101 [19741 Nr. 4, S. 40-51 und Vol. 101[19741Nr. 13,S. 42-46).

Bei Hybrid-Luftschiffen sorgt der Tragflügel in Verbindung mit dem Horizontalantrieb — also durch Flug — mit entsprechend angepaßtem Anstellwinkel des Tragflügels für ständiges Gleichgewicht zwischen dem Gesamtauftrieb und dem Gesamtgewicht des Luftschiffes. Hierdurch kann sowohl auf die Mitnahme von Ballast und das Abblasen von Traggas als auch auf komplizierte und schwere Anlagen zur Ballastwasserrückgewinnung aus den Triebwerksabgasen verzichtet werden. Weiter erzeugt der Tragflügel beim Kurvenflug durch Schräglage (Rollen) des gesamten Fahrzeuges eine Zentripetalkraft, die kleinere Kurvenradien als bei WF< 10

WF < 3

ist Dabei bedeutet b die Spaa^weite und F die projizierte Fläche des Tragflügels.

Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß ein Tragflügel kleiner Streckung in den oben angegebenen Grenzen nicht nur konstruktiv einfach auszuführen ist, sondern auch mit geringem Eigengewicht hohe Festigkeit und großen aerodynamischen Auftrieb verbindet Dies gilt insbesondere für einen Tragflügel, der im Grundriß die Form eines gleichschenkligen Dreiecks aufweist Der freie Rand des Tragflügels kann dabei gerade, geknickt, gekrümmt oder geschwungen

so ausgebildet sein. Derartige Hybrid-Luftschiffe mit schlanken Flügeln können daher über eine gegebene Distanz einen größeren Anteil ihres Gesamtgewichtes als zahlende Nutzlast tragen und verbrauchen pro Gewichtseinheit beförderter Nutzlast weniger Kraft stoff als jedes andere existierende Luftfahrzeug.

Stromauf des Tragflügels können sowohl zur Steuerung als auch zur Regulierung des Gesamtauftriebes dienende Hilfsflügel vorgesehen sein, die verschwenkbar angeordnet sind. Diese Hilfsflügel induzie- ren durch ihre Rand- bzw. Vorderkantenwirbel am Tragflügel Zusatzgeschwindigkeiten und ändern damit die am Tragflügel vorhandene Druckverteilung. Auf diese Weise kann durch Änderung des Anstellwinkels der Hilfsflügel ohne Änderung des Anstellwinkels des gesamten Fahrzeuges bzw. des Tragflügels der aerodynamische Auftrieb und damit auch der Gesamtauftrieb reguliert werden. Darüber hinaus erzeugen die Hilfsbügel bei Start und Ladnung zusätzlichen Auftrieb, der

diese Manöver erleichtert.

In den Figuren ist ein Hybrid-Luftschiff nach der Erfindung dargestellt und im folgenden beschrieben. Es zeigt

Fig, I eine Draufsicht auf das Hybrid-Luftschiff in schematisierter Darstellung und

Fig.2 eine Seitenansicht des Hybrid-Luftschiffes gemäß F ig. 1.

Der wesentliche Teil des Rumpfes des Hybrid-Luftschiffes stellt den Raum 1 zur Verfugung, der in bekannter Weise mit einem Gas, leichter als Luft, gefüllt ist Das Hybrid-Luftschiff ist mit einem Tragflügel 2 kleiner Streckung versehen. In durchgezogenen Linien ist der Tragflügel 2 mit einer Streckung

A = »IF = 1,5

dargestellt, während die strichpunktierte Linie einen Tragflüge! mit einer Streckung

A = »IF = 1
zeigt. Der Tragflügel 2 besitzt die Form eines gleichschenkeligen Dreiecks, wobei sein freier Rand 3 hier gerade ausgebildet dargestellt ist.

Stromauf des Tragflügels 2 sind schwenkbare Hilfsflügel 4 vorgesehen, die zur Steuerung des Hybrid-Luftschiffes wie auch zur Regulierung des Gesamtauftriebes dienen.

Die große Wirtschaftlichkeit des Hybrid-Luftschiffes ergibt sich aus dem folgenden Rechenmodell, dem der deutsche Vorkriegs-Zeppelin LZ-129 »Hindenburg« zugrunde gelegt wurde, der lediglich mit einem schlanken Dreiecksflügel der Streckung A = 1,5 ausgerüstet ist Dieser Tragflügel würde bei einer Spannweite von ft = 105 m ca. 30 t wiegen und bei ca. 230 km/h Fahrt etwa 250 t aerodynamischen Auftrieb erzeugen.

Ein derartiges Hybrid-Luftschiff, gebaut mit dem gegenwärtigen technischen Wissen, mit einem Gesamtgewicht von 450 t könnte ohne weiteres eine Nutzlast von etwa 1501 mit 230 km/h über eine Entfernung von 10 000 km transportieren und würde dabei ca. 1,2 t Treibstoff pro Tonne Nutzlast verbrauchen. Die Antriebsleistung beträgt ca. 25 000 Fi.

Hiereu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche;

1. Hybrid-Luftschiff mit einem Rumpf, der zur Erzeugung eines aerostatischen Auftriebsanteiles mit einem Gas, welches leichter als Luft ist gefüllt ist und mit einem am Rumpf angeordneten, deutlich ausgeprägten Tragflügel ohne aerostatischen Auftriebsanteil zur Erzeugung eines aerodynamischen Auftriebsanteils durch den Tragflügel in Verbindung mit einem Horizontalantrieb, dadurch gekennzeichnet, daß der deutlich ausgeprägte Tragflügel (2) ein solcher mit einer Streckung von

&IF< 10 vorzugsweise