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Flächens chraub er
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Die Erfindung betrifft einen Flächenschrauber mit Tragflächen und
Rotoren.
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Bei bekannten Flächenschraubern sind für den Steigflug Rotoren und
für den Vortrieb ein Propeller- oder Düsentriebwerk vorgesehen. Durch die getrennten
Antriebe ergibt sich ein relativ hoher Bauaufwand.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen FlächenschraubEr der
eingangs angegebenen Art so auszubilden, daß er bei einer Auslegung für Reisegeschwindigkeiten
über der eines Hubschraubers einen möglichst einfachen Aufbau aufweist.
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Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Ebene
der Rotoren in Flugrichtung geneigt angeordnet ist und daß die Antriebseinrichtung
der Rotoren wenigstens ein Gebläse aufweist oder antreibt, dessen Gasstrahlen zum
Leitwerk geführt sind. Durch die in Flugrichtung geneigte Anordnung der Rotoren
können diese sowohl für den Steigflug als auch für den Vorwärts flug ausgenutzt
werden, wodurch eine gesonderte Antriebseinrichtung für den Vortrieb entfällt. Das
von der Gebläseluft durchströmte und vom Rotorabwind angeströmte Leitwerk gewährleistet
vor allem beim Steigflug und bei geringen Fluggeschwindigkeiten eine ausreichende
Manövrier-bzw. Steuerfähigkeit, da in diesen Flugzuständen die Motorleistung sehr
hoch ist und damit ein kräftiger Gebläsestrahl erzeugt wird. Zusätzlich können die
Rotoren für die Steuerung eingesetzt werden.
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Zweckmäßige Ausgestaltungen nach der Erfindung sind in den Unteransprüchen
angegeben.
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Beispielsweise Ausführungsformen nach der Erfindung werden nachfolgend
anhand der Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigen Fig. 1 eine Draufsicht auf eine erste Ausführungsform eines
Flächenschraubers, Fig. 2 eine Vorderansicht des Flächenschraubers nach Fig. 1,
Fig. 3 eine Seitenansicht des Flächenschraubers, wobei lediglich ein Teil der Kabine
zur Rotorebene verschwenkbar ist, Fig. 4 eine Ausführungsabwandlung, bei der die
gesamte Kabine relativ zur Rotorebene verschwenkbar ist, Fig. 5 eine Draufsicht
und eine Vorderansicht auf eine Ausführungsform t'it zwei Leitwerksträgern und Fig.
6 den Flächenschrauber nach Fig. 5 in der ilugstellung (A) und in der Aufsetzstellung
(B).
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Bei der Bauweise nach den Fig. 1 und 2 ist im Bereich der Enden der
Tragflächen 1 des Flächenschraubers Jeweils ein Rotor 2 angeordnet, dessen Achse
3 derart schräg zur Tragfläche bzw. zur Längsachse des Flächenschraubers verläuft,
daß die Ebene der Rotoren 2 gegenüber der Längsachse des Flächenschraubers in Flugrichtung
geneigt ist und mit der Längsachse des Flächenschraubers einen spitzen Winkel bildet,
wie die Fig. 3 und 4 zeigen. Dieser Winkel kann in der Größenordnung von 20 bis
300 liegen.
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Die Rotorachsen 3 sind an den Tragflächen 1 fest angeordnet und sie
werden bei der Bauweise nach den Fig. 1 und 2 durch ein im Rumpf des Flächenschraubers
angeordnetes Antriebsaggregat 4 über Antriebswellen 5 angetrieben. Als Antriebsaggregat
4 kann ein Turbinentriebwerk verwendet werden, dessen Abgasstrahl als Gebläse wirkt,oder
es kann ein Antriebsaggregat vorgesehen werden, das ein gesondertes Gebläse antreibt.
Der
von dem Gebläse austretende Gasstrahl wird durch den Leitwerksträger bzw. die Rumpfverlängerung
6 zum Leitwerk 7 geleitet, wo die Gasstrahlen am Ruder 8 des Leitwerks austreten,
wie es durch Pfeile in den Fig. 1 bis 4 angedeutet ist.
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Als Leitwerk kann ein beliebiges Leitwerk vorgesehen werden, vorzugsweise
wird ein V-Leitwerk, insbesondere ein negatives V-Leitwerk, vorgesehen, durch welches
ein positives Rollmoment erzeugt werden kann.
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Damit beim Aufsetzen des Flächenschraubers auf den Boden die in Flugrichtung
geneigten Rotoren annähernd parallel zum Boden liegen, muß der Rumpf des Flächenschraubers
zusammen mit den Rotoren entsprechend verschwenkt werden. Damit in diesem Flugzustand
der Pilot eine Sonstige Stellung einnehmen kann, ist bei der Ausführungsform nach
Fig. 3 ein Teil der Kabine, beispielsweise der Sitz des Piloten mit dem InstrumentenpultZ
um den in Fig. 3 angedeuteten Winkel nach vorne verschwenkbar.
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In der nach vorne verschwenkten Stellung des Pilotensitzes kann der
Flächenschrauber wie ein üblicher Hubshrauber aufgesetzt werden. Die Fig. 3 zeigt
den Pilotensitz in der Stellung, die er beim Vorwärtsflug einnimmt.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 ist die gesamte Kabine 8 des Flächenschraubers
relativ zu den Tragflächen 1 und der Rumpfverlängerung 6 verschwenkbar, wobei zwischen
der Rumpfverlängerung 6 und der Kabine 8 eine zusammenschiebbare Verkleidung 9 vorgesehen
sein kann.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 ist anstelle eines Bugrades ein
ausschwenkbarer Aufsetzbügel 10 vorgesehen, als hintere Abstützung kann das Leitwerk
auf der Unterseite entsprechend ausgebildet oder mit Rollen 11 versehen sein. In
Fig. 4 ist der Flächenschrauber in der Stellung des Vorwärtsfluges wiedergegeben.
Beim Aufsetzen auf den Boden wird die Rumpfverlängerung 6 mit dem Leitwerk 7 sowie
den Tragflächen 1
und der Rotorachse 3 um die Achse 12 nach unten
verschwenkt, so daß die Ebene der Rotoren 2 im wesentlichen parallel zur Landefläche
liegt.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 sind zwei Leitwerksträger 13 vorgesehen,
die vom äußeren Bereich der Tragflächen 1 nach hinten verlaufen und das negative
V-Leitwerk 7 tragen. Die beiden Rotoren 2 sind jeweils durch ein Turbinentriebwerk
14 angetrieben, das am vorderen Ende der Leitwerksträger an den Tragflächen 1 angeordnet
ist. Die Leitwerksträger 13, durch welche der Abgasstrom zum Leitwerk 7 geleitet
wird, können gerade nach hinten verlaufen. Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 verlaufen
die Leitwerksträger schräg zur Längsachse des Flächenschraubers nach hinten, so
daß bei maximaler Vortriebsleistung der Turbinen 14 deren Abgasstrom an den Leitwerksträgern
außen vorbeigeleitet werden kann, wie durch gestrichelte Pfeile in Fig. 5 angedeutet
ist.
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Die Umsteuerung des Abgasstromes in den.Leitwerksträgern 13 kann durch
eine nicht dargestellte Klappe vorgenommen werden, die auch in Zwischenstellungen
einstellbar ist, so daß ein Teil des Abgasstromes nach außen und ein anderer Teil
durch den Leitwerksträger zum Umströmender Ruder am Leitwerk geführt wird. Zweckmäßigerweise
wird der Leitwerksträger etwas abgesetzt ausgebildet, wie es die Fig. 5 andeutet.
Bei dieser Ausgestaltung kann eine Umlenkklappe für den Abgasstrom entfallen.
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Als Turbinen für den Antrieb der Rotoren 2 werden zweckmäßigerweise
solche vorgesehen, die bei schnellem Flug mit Rückstoß arbeiten und oei Langsamflug
die maximale Kraft auf die Rotorwelle übertragen. Ebenso werden die Rotoren zweckmäßigerweise
so ausgelegt, daß sie einen ausreichenden Auftrieb und eine maximale Vortriebsleistung
ergeben. Die Rotoren können ineinander kämmen oder bei mehr als vier Rotorblättern
auch so angeordnet sein, daß die Rotorblätter nicht kämmen.
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In Fig. 6 ist bei A der Flächenschrauber nach Fig. 5 in der
Vortriebs-
bzw. Vorwärtsflugstellung und bei B in 4der Aufsetz-bzw. Landestellung wiedergegeben,
in der die Rotorebene im wesentlichen parallel zur Landefläche liegt. Hierbei wird
die zwischen den Leitwerksträgern an der durchgehenden Tragfläche 1 aufgehängte
Kabine 8 um die Achse 12 (Fig. 5) relativ zur Tragfläche 1 und den Leitwerksträgern
13 sowie relativ zur Rotorebene nach vorne verschwenkt.
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Damit die Rotorwellen 3 relativ kurz ausgebildet werden können, werden
die Tragflächen 1 zweckmäßigerweise im oberen Bereich der Kabine 8 angesetzt. Es
können feststehende oder verstellbare Rotorblätter vorgesehen werden. Auch bei der
Ausführungsfrm nach den Fig. 5 und 6 ist es möglich, nur einen Teil der Kabine 8
um die Querachse in Flugrichtung verschwenkbar bzw. kippbar auszubilden. Die Rotorwellen
3 können gegebenenfalls auch außerhalb der Enden der Tragflächen 1 in einer entsprechenden
Verstrebung angeordnet werden.
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Für die Steuerung des Flächenschraubers können die Rotoren 2 und das
einerseits vom Abwind der Rotoren außen umströmte und andererseits vom Abgasstrom
bzw. einem Gebläsestrom direkt durchströmte Leitwerk verwendet werden, wobei die
Führung der Gebläseluft durch das Leitwerk besonders im Langsam- und Steigflug sehr
wirksam ist, da die Motorleistung entsprechend hoch und damit der Gebläsestrahl
entsprechend stark ist. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung eines Flächenschraubers
mit in Flugrichtung geneigt angeordneten Rotoren kann in einfacher und vorteilhafter
Weise ein senkrecht startendes Reiseflugzeug mit einer Reisegeschwindigkeit bis
in die Größenordnung von 500 km/h ausgebildet werden, das der Kombination eines
herkömmlichen Hubschraubers mit einem zweimotorigen Propeller-Reis eflugzeug entspricht.