DE2901115A1

DE2901115A1 - Combined fixed and rotary wing aircraft - has lift rotor plane inclined for forward thrust and air from propulsion unit blown over control surfaces

Info

Publication number: DE2901115A1
Application number: DE19792901115
Authority: DE
Inventors: Erwin Foell
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-01-12
Filing date: 1979-01-12
Publication date: 1980-07-24

Abstract

The fixed-cum-rotary wing aircraft has a pair of horizontal rotors centred above the fixed-wing tips, driven via shafting by a power unit in the fuselage. Forward thrust is provided by angling the rotor plane at 20-30 deg. w.r.t. the aircraft's longitudinal axis, in the direction of flight. Adequate flow velocity over the control surfaces - pref. of inverted-V form - is ensured by blowing air/gas over them, via internal ducting from the propulsion unit. For landing, a sub-assembly within the cabin comprising pilot's seat and controls can be tilted forwards about a horizontal hinge.

Description

Flächens chraub er He screwed the surface

Die Erfindung betrifft einen Flächenschrauber mit Tragflächen und Rotoren.The invention relates to a flat screwdriver with wings and Rotors.

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.Known wing screwdrivers have rotors and for climbing a propeller or jet engine intended for propulsion. Through the separated Drives result in a relatively high construction cost.

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.The invention is based on the object of a FlächenschraubEr to train initially specified type so that he is in a design for travel speeds above that of a helicopter has the simplest possible structure.

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.This object is achieved according to the invention in that the plane the rotors is inclined in the direction of flight and that the drive device the rotors has at least one fan or drives whose gas jets for Tail unit are guided. Due to the inclined arrangement of the rotors in the direction of flight these can be used for both climbing and forward flight be, whereby a separate drive device for the propulsion is omitted. That The tail unit through which the blower air flows and the rotor downdraft flows into it especially when climbing and at low flight speeds a sufficient one Maneuvering or Controllability, since in these flight conditions the engine power is very high is high and thus a powerful fan jet is generated. In addition, the Rotors are used for the control.

Zweckmäßige Ausgestaltungen nach der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Appropriate refinements according to the invention are set out in the subclaims specified.

Beispielsweise Ausführungsformen nach der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.Exemplary embodiments according to the invention are given below explained in more detail with reference to the drawings.

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).1 shows a plan view of a first embodiment of a Flat wrench, FIG. 2 a front view of the flat wrench according to FIG. 1, 3 shows a side view of the flat screwdriver, with only part of the cabin is pivotable to the rotor plane, FIG. 4 shows a modification in which the entire cabin is pivotable relative to the rotor plane, Fig. 5 is a plan view and a front view of an embodiment with two tail girders and FIG. 6 the flat screwdriver according to FIG. 5 in the down position (A) and in the put-on position (B).

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.In the construction according to FIGS. 1 and 2 is in the region of the ends of Wing 1 of the flat wrench Each has a rotor 2 arranged, the axis of which 3 runs at an angle to the wing or to the longitudinal axis of the flat wrench, that the plane of the rotors 2 opposite the longitudinal axis of the flat screwdriver in the direction of flight is inclined and forms an acute angle with the longitudinal axis of the flat wrench, as FIGS. 3 and 4 show. This angle can be on the order of 20 to 300 lie.

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.The rotor axes 3 are fixedly arranged on the wings 1 and they are in the construction according to FIGS. 1 and 2 by a in the body of the flat screwdriver arranged drive unit 4 is driven via drive shafts 5. As a drive unit 4, a turbine engine can be used, the exhaust gas jet of which acts as a fan, or a drive unit can be provided which drives a separate fan. Of the The gas jet emerging from the fan is passed through the tail unit support or the fuselage extension 6 directed to the tail unit 7, where the gas jets exit the rudder 8 of the tail unit, as indicated by arrows in FIGS.

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.Any tail unit can be provided as the tail unit, preferably a V-tail, in particular a negative V-tail, is provided through which a positive roll moment can be generated.

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.This means that when the wing screwdriver is placed on the ground, it points in the direction of flight inclined rotors are approximately parallel to the ground, the body of the wing screwdriver must be pivoted together with the rotors accordingly. So in this flight condition the pilot can take a different position is in the embodiment according to 3 shows a part of the cabin, for example the pilot's seat with the instrument panel Z can be pivoted forward by the angle indicated in FIG. 3.

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.In the forward-pivoted position of the pilot's seat, the Flat screwdrivers can be put on like a conventional lifting screwdriver. Fig. 3 shows the pilot's seat in the position it occupies when flying forward.

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.In the embodiment according to FIG. 4, the entire cabin 8 is the flat screwdriver pivotable relative to the wings 1 and the fuselage extension 6, with between the fuselage extension 6 and the cabin 8 a collapsible cladding 9 is provided can be.

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.In the embodiment according to FIG. 4, a nose wheel is used instead of a nose wheel swing-out mounting bracket 10 provided, as a rear support, the tail unit be designed accordingly or provided with rollers 11 on the underside. In Fig. 4 shows the wing screwdriver in the forward flight position. When placed on the ground, the fuselage extension 6 with the tail unit 7 as well the wings 1 and the rotor axis 3 about the axis 12 downwards pivoted so that the plane of the rotors 2 is essentially parallel to the landing area lies.

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.In the embodiment according to FIG. 5, two tail girders 13 are provided, which run from the outer area of the wings 1 to the rear and the negative Wear V-tail 7. The two rotors 2 are each driven by a turbine engine 14 driven, which is arranged on the wings 1 at the front end of the tail girder is. The tail unit girders 13 through which the exhaust gas flow is directed to the tail unit 7 can run straight back. In the embodiment of FIG. 5 run the tail boom obliquely to the longitudinal axis of the flat screwdriver backwards, like this that at maximum propulsive power of the turbines 14 their exhaust gas flow to the tail girders can be bypassed outside, as indicated by dashed arrows in FIG is.

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.The reversal of the exhaust gas flow in den.Leitwerksträgern 13 can by a flap, not shown, can be made, which is also in intermediate positions is adjustable so that part of the exhaust gas flow to the outside and another part is guided through the tail unit to the rudder flowing around the tail unit. Appropriately the tail girder is designed to be somewhat offset, as shown in FIG. 5. In this embodiment, a deflection flap for the exhaust gas flow can be omitted.

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.As turbines for driving the rotors 2 are expediently those are provided that work with recoil during fast flight and slow flight transmit the maximum force to the rotor shaft. The rotors are also expedient designed so that they have sufficient buoyancy and maximum propulsive power result. The rotors can mesh with one another or if there are more than four rotor blades also be arranged so that the rotor blades do not mesh.

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.In FIG. 6, the flat screwdriver according to FIG. 5 is at A in the Jacking or forward flight position and at B in 4 the touchdown or. Landing position reproduced, in which the rotor plane is essentially parallel to the landing area. Here is which is suspended between the tail girders on the continuous wing 1 Cabin 8 around the axis 12 (Fig. 5) relative to the wing 1 and the tail girders 13 and pivoted forward relative to the rotor plane.

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.So that the rotor shafts 3 can be made relatively short the wings 1 are expediently placed in the upper area of the cabin 8. It Fixed or adjustable rotor blades can be provided. Even with the In the embodiment according to FIGS. 5 and 6, it is possible to use only part of the cabin 8 to make the transverse axis pivotable or tiltable in the direction of flight. The rotor shafts 3 can optionally also outside the ends of the wings 1 in a corresponding Strut can be arranged.

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.To control the flat wrench, the rotors 2 and the on the one hand the downdraft of the rotors flowed around it and on the other hand the exhaust gas flow or a fan flow directly through the tail unit can be used, the Guiding of the blower air through the tail unit, especially in slow and climb flight is effective because the engine power is correspondingly high and thus the fan jet is correspondingly strong. Due to the inventive design of a flat wrench with rotors inclined in the direction of flight can be used in a simpler and more advantageous manner Way a vertical take-off aircraft with a cruising speed of up to in the order of 500 km / h, the combination of a corresponds to a conventional helicopter with a twin-engine propeller-driven travel plane.

Claims

Claims 1. Flat screwdriver with wings and rotors, characterized in that the plane of the rotors (2) is inclined in the direction of flight and that the drive device (4, 14) of the rotors has at least one fan or drives, the gas jets of which are guided to the tail unit (7).

2. Flat screwdriver according to claim 1, characterized in that the Cabin (8) or part of the cabin aw relative to the transverse axis of the flat screwdriver is designed to be pivotable to the rotor plane

3. Flat screwdriver according to the claims 1 and 2, characterized in that the wings with the arranged thereon Rotors are attached to the top of the cabin.

4. Flat screwdriver according to the preceding claims, characterized in that that each rotor is driven by an associated drive unit (14) and are provided by the drive units from tail girder (13), through which the blower or exhaust gas flow is led to the tail unit (7).

5. Flat screwdriver according to claim 4, characterized in that the Tail girders (13) run backwards at an angle to the longitudinal axis of the flat wrench and are provided with a deflection device through which the gas flow entirely or can be partially directed to the outside to increase the propulsion power.

6. Flat screwdriver according to the preceding claims, characterized in that that a negative V-tail is provided.