DE29806346U1 - plane - Google Patents
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"Flugzeug""Airplane"
'Flugzeug"'Airplane"
Die Erfindung richtet sich auf ein Flugzeug mit einem Rumpf, Tragflächen, einem Höhen- sowie einem Seitenleitwerk.The invention relates to an aircraft with a fuselage, wings, a horizontal stabilizer and a vertical stabilizer.
Flugzeuge sind in einer Vielzahl von Gestaltungen bekannt, wobei die Anordnung und Gestaltung von Rumpf- und Tragflächen ebenso unterschiedlich sind wie die Formen der Tragflächen und Rümpfe, letztere im wesentlichen grob als Zigarrenform ausgebildet. Bei den Tragflächen gibt es sogenannte Delta-Tragflächen, die insbesondere bei Hochgeschwindigkeitsflugzeugen eingesetzt werden, auch sind sogenannte Nurflügler bekannt, hier bildet der Rumpf lediglich den Übergang zwischen den beiden in der Regel relativ großen Tragflächen. Airplanes are known in a wide variety of designs, whereby the arrangement and design of the fuselage and wings are just as different as the shapes of the wings and fuselage, the latter essentially being roughly cigar-shaped. In terms of wings, there are so-called delta wings, which are used in particular in high-speed aircraft, and so-called flying wings are also known, where the fuselage merely forms the transition between the two, usually relatively large, wings.
Sind die Fluggeräte mit Delta-Flügeln in der Regel bei höheren Geschwindigkeiten äußerst gut einzusetzen, so haben sie relativ schlechte Langsamflugeigenschaften. Die Flugzeuge mit Standardtragflächen können zwar in der Regel vergleichsweise langsam fliegen und haben auch vergleichsweise geringe Landegeschwindigkeiten, allerdings sind etwa Notwasserlandungen oder ähnliche unvorhersehbare fahrgestellose Landungen mit Problemen verbunden.While aircraft with delta wings are generally extremely effective at higher speeds, they have relatively poor slow flight characteristics. Aircraft with standard wings can generally fly relatively slowly and also have relatively low landing speeds, emergency water landings or similar unpredictable landings without undercarriage are associated with problems.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Flugzeugkon-The object of the present invention is to provide an aircraft
zeption zu finden, die Vorteile der Hochgeschwindigkeit mit den Vorteilen guter Langsamflugeigenschaften, insbesondere einer guten Notlandeeigenschaft, verbindet.conception that combines the advantages of high speed with the advantages of good slow flight characteristics, in particular good emergency landing characteristics.
Mit einem Flugzeug der eingangs bezeichneten Art wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Rumpf wenigstens in einer seiner Hauptebenen vom Bug bis zum Hohen- und/oder Seitenleitwerk sich im wesentlichen geradlinig erweiternd ausgebildet ist.With an aircraft of the type described at the outset, this object is achieved according to the invention in that the fuselage is designed to expand essentially in a straight line at least in one of its main planes from the bow to the horizontal and/or vertical stabilizer.
Bei der Erfindung erweitert sich der Rumpf wenigstens in einer seiner Hauptebenen vom Bug zum Heck auf die Breite bzw. Höhe des entsprechenden Leitwerkes im wesentlichen geradlinig, wobei mit dem Ausdruck "im wesentlichen geradlinig" auch leichte gekrümmte Linienverläufe erfaßt sein sollen, die in der Regel schon aus strömungstechnischen Gründen eingesetzt werden.In the invention, the fuselage expands in at least one of its main planes from the bow to the stern to the width or height of the corresponding tail unit in an essentially straight line, whereby the expression "essentially straight" is also intended to include slightly curved lines, which are generally used for aerodynamic reasons.
Damit kombiniert ein erfindungsgemäßes Flugzeug beispielsweise einen etwa Delta-förmigen Rumpf mit herkömmlichen Tragflächen, was bedeutet, daß die Flugeigenschaften des Flugzeuges sehr gut sind, sowohl was die höheren Geschwindigkeiten angeht als auch die Landeeigenschaften, durch den einen Auftriebskörper bildenden sich erweiternden Rumpf, beispielsweise in der horizontalen Ebene.Thus, an aircraft according to the invention combines, for example, a roughly delta-shaped fuselage with conventional wings, which means that the flight characteristics of the aircraft are very good, both in terms of higher speeds and landing characteristics, due to the expanding fuselage forming a lifting body, for example in the horizontal plane.
Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Dabei kann es zweckmäßig sein, wenn der Rumpf in Aufsicht etwa Delta-förmig ausgebildet ist mit einer herkömmlichen Tragflächenanbindung, wobei der Rumpf in der Seitenansicht sich zum Heck verjüngend ausgebildet ist.Embodiments of the invention emerge from the subclaims. It can be expedient if the fuselage is designed to be approximately delta-shaped when viewed from above with a conventional wing connection, whereby the fuselage in the side view is designed to taper towards the rear.
Eine Alternative besteht darin, daß der Rumpf in Seitenansicht als im wesentlichen geradlinig in die Oberkante des Seitenleitwerkes übergehend ausgebildet ist mit herkömmlicher Anbindung der Tragflächen.An alternative is that the fuselage in side view is designed as an essentially straight line merging into the upper edge of the vertical stabilizer with conventional connection of the wings.
Je nach Alternative kann das Heck des Rumpfes als Höhenleitwerk ausgebildet sein oder wenigstens als Teil des Seitenleitwerkes .Depending on the alternative, the rear of the fuselage can be designed as a horizontal stabilizer or at least as part of the vertical stabilizer.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß der Rumpf sowohl in Aufsicht wie in Seitenansicht sich bis zur Außenkontur des Höhen- und Seitenleitwerkes erweiternd ausgebildet ist, wiederum mit herkömmlicher Anbindung der Tragflächen.A further embodiment of the invention consists in the fact that the fuselage is designed to extend to the outer contour of the horizontal and vertical stabilizer both in plan view and in side view, again with conventional connection of the wings.
Für kleinere Flugzeuge kann darüber hinaus vorgesehen sein, die Tragflächen unter, in oder über den Rumpf in Richtung auf das Heck einschwenkbar zu gestalten, um ein solches Fluggerät trailerbar auszubilden.For smaller aircraft, it may also be possible to design the wings to be pivoted under, into or over the fuselage towards the tail in order to make such an aircraft trailerable.
Dadurch, daß der Rumpf in Aufsicht ein spitzwinkliges Dreieck bildet, d.h. der von der Außenkontur gebildete Winkel kleiner als 45° ist, bildet der Rumpf selber einen Teil des Auftriebkörpers mit Erzielung optimaler Langsamflugeigenschaften. Because the fuselage forms an acute triangle when viewed from above, i.e. the angle formed by the outer contour is less than 45°, the fuselage itself forms part of the lifting body, achieving optimal slow flight characteristics.
Der Rumpf kann querschnittlich vom Bug zum Heck unterschiedlich gestaltet sein, etwa in der Nähe des Bugs im wesentlichen kreisförmig, im mittleren Bereich im wesentlichen elliptisch und im Bereich des Hecks als äußerst flachgedrückte Ellipse.The hull can have a different cross-section from bow to stern, for example essentially circular near the bow, essentially elliptical in the middle area and an extremely flattened ellipse in the area of the stern.
Je nach Größe des Flugzeuges kann der durch die erfindungsgemäße Gestaltung zusätzlich gewonnene Raum im Rumpf als zusätzlicher Stauraum oder Passagierraum genutzt werden.Depending on the size of the aircraft, the additional space in the fuselage gained by the inventive design can be used as additional storage space or passenger space.
Erkennbar verbinden sich eine Fülle von Vorteilen mit der erfindungsgemäßen Flugzeuggestaltung. Gewährleistet ist ein einfacher Aufbau, Spanngurte, Beplankungen und/oder Bespannung können variabel gestaltet werden, höchste Stabilität wenig Schwingungen, insbesondere kein Flattern und kein Abriß des Höhenleitwerkes.It is clear that a multitude of advantages are associated with the aircraft design according to the invention. A simple structure is guaranteed, tensioning belts, planking and/or covering can be designed variably, maximum stability, few vibrations, in particular no fluttering and no tearing off of the horizontal tail unit.
Der Rumpf kann als Auftriebskörper dienen, was zu ruhigem sicheren Fliegen und besten Langsamflugeigenschaften führt. Die Ladefläche ist vergrößert bei geringerem Treibstoffver-The fuselage can serve as a buoyancy body, which leads to quiet, safe flying and the best slow flight characteristics. The loading area is larger with lower fuel consumption.
brauch und verminderter Seitenwindempfindlichkeit.use and reduced sensitivity to crosswinds.
Im Notfalle sind gute Notlande- und Notwassereigenschaften gegeben ebenso wie ein Ausstieg mit dem Fallschirm gefahrloser vorgenommen werden kann, da ein Anschlag am Höhenleitwerk vermieden werden kann.In an emergency, good emergency landing and emergency ditching characteristics are available, and parachute exits can be made more safely, as impact with the horizontal tail assembly can be avoided.
Bei ultraleichten Sportflugzeugen bietet die größere Rumpffläche eine zusätzliche Fläche etwa für Solarzellen.In ultralight sports aircraft, the larger fuselage area provides additional space for solar cells, for example.
Die erfindungsgemäße Gestaltung der Flugzeuge läßt sich sowohl bei Modellflugzeugen einsetzten, bei Ultraleicht-, Sport-, Reise-, Passagier-, Transport- und Kampfflugzeugen, wobei die Vorteile des Delta-Prinzips, nämlich die Stabilität und die Gestaltung des Auftriebkörpers, mit denen der Tragflächenflugzeuge (Langsamflugeigenschaften, stabiles Flugverhalten) kombiniert sind.The aircraft design according to the invention can be used in model aircraft, ultralight, sports, travel, passenger, transport and combat aircraft, whereby the advantages of the delta principle, namely the stability and the design of the lifting body, are combined with those of the wing aircraft (slow flight characteristics, stable flight behavior).
Eine Gestaltung kann darüber hinaus so getroffen werden, daß etwa das Höhenleitwerk eingezogen bzw. ausgezogen ausgebilden sein kann, auch kann die Rumpfnase aus der gewählten Dreiecksform herausragen.Furthermore, the design can be such that the horizontal tail unit can be retracted or extended, and the fuselage nose can also protrude from the selected triangular shape.
Vorteile eines Rumpfes, der unmittelbar in das Seitenleitwerk übergeht, bestehen darin, daß hier beispielsweise besondere Flugzeuge für unterschiedliche Einsatzzwecke ent-The advantages of a fuselage that merges directly into the vertical stabilizer are that, for example, special aircraft can be designed for different purposes.
sprechend gestaltet sein können, diese Flugzeuge können Tragfläche und/oder Höhenleitwerk als Schulter-, Mitteloder Tiefdecker anbinden, dies gilt in gleicher Weise für das Höhenleitwerk.can be designed accordingly, these aircraft can have wings and/or horizontal tail units as shoulder, mid or low-wing aircraft, this also applies to the horizontal tail unit.
Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Diese zeigt in:The invention is explained in more detail below using the drawing, for example. This shows:
Fig. 1 ein Aufsichtschema auf einen FlugzeugrumpfFig. 1 a plan view of an aircraft fuselage
nach einer ersten Variante der Erfindung,according to a first variant of the invention,
Fig. 2 ein Seitenansichtschema auf ein FlugzeugrumpfFig. 2 a side view diagram of an aircraft fuselage
nach nach einer zweiten Variante der Erfindung, according to a second variant of the invention,
Fig. 3 eine vereinfachte räumliche Darstellung einesFig. 3 a simplified spatial representation of a
Flugzeuges nach der ersten Variante der Erf indung,Aircraft according to the first variant of the invention,
Fig. 4 bis 6 Seitenansicht, Aufsicht und Frontansicht unterschiedlicher Flugzeugvarianten nach dem Schema gemäß Fig. 1,Fig. 4 to 6 Side view, top view and front view of different aircraft variants according to the diagram in Fig. 1,
Fig. 7 die räumliche Darstellung zweier Segelflug-Varianten nach Schema Fig. 1,Fig. 7 the spatial representation of two glider variants according to the scheme Fig. 1,
Fig. 8 die Aufsicht auf eine Flugzeugvariante mitFig. 8 the top view of an aircraft variant with
Verschwenkbaren Flügeln,Pivoting wings,
Fig. 9 die räumliche Darstellung eines FlugzeugesFig. 9 the spatial representation of an aircraft
nach dem Konstruktionsschema gemäß Fig. 2,according to the design scheme shown in Fig. 2,
Fig. 10 bis 12 in gleicher Darstellung wie in Fig. 9 Flugzeuge nach Schema gemäß Fig. 2 mit unterschiedlichen Querschnittsformen,Fig. 10 to 12 in the same representation as in Fig. 9 aircraft according to the scheme in Fig. 2 with different cross-sectional shapes,
Fig. 13 Seitenansicht, Aufsicht und FrontansichtFig. 13 Side view, top view and front view
einer Flugzeuggestaltung etwa gemäß Fig. 9,an aircraft design such as Fig. 9,
Fig. 13a bisFig. 13a to
Fig. 17 Seitenansichten unterschiedlicher Rumpfge-Fig. 17 Side views of different fuselages
staltungen,events,
Fig. 18 Querschnittsformen möglicher Rumpfgestaltun-Fig. 18 Cross-sectional shapes of possible hull designs
gen sowie inand in
Fig. 19 die räumliche Darstellung einer Flugzeugrumpfgestaltung als Kombination der Varianten gemäß Fig. 1 und 2.Fig. 19 the spatial representation of an aircraft fuselage design as a combination of the variants according to Fig. 1 and 2.
Das in Fig. 1 dargestellte, allgemein mit 1 bezeichnete Flugzeug weist gegenüber dem mit 2a bezeichneten Rumpf her-The aircraft shown in Fig. 1, generally designated 1, has a fuselage with 2a.
• . · JJ• . · JJ
köimnlicher Bauweise einen um die schraffierte Fläche vergrößerten Rumpf 2 auf, an dem Tragflächen 3 in herkömmlicher Bauweise angebunden sind, wobei der Rumpf 2 in das Höhenleitwerk 4 übergeht. Schwarz dargestellt sind die im Bereich des Höhenleitwerkes entfallenden Flächen.In conventional construction, the aircraft has a fuselage 2 enlarged by the hatched area, to which wings 3 are attached in a conventional manner, with the fuselage 2 merging into the horizontal tail unit 4. The areas that are lost in the area of the horizontal tail unit are shown in black.
Erkennbar erweitert sich der Rumpf vom mit 5 bezeichneten Bug zum mit 6 bezeichneten Heck in einer leicht geschwungenen, im wesentlichen aber geraden Linie 7.The hull can be seen to extend from the bow, marked 5, to the stern, marked 6, in a slightly curved, but essentially straight line 7.
Ausgestaltungen der Rumpfformen dieser ersten erfindungsgemäßen Variante sind in den nachfolgenden Fig. 3 bis 8 wiedergegeben. The hull shapes of this first variant according to the invention are shown in the following Figs. 3 to 8.
In Fig. 2 ist in Seitenansicht die Änderung der Rumpfform eines herkömmlichen Rumpfes 2b mit Tragflächen 3b wiedergegeben, wobei dort schraffiert der in Seitenansicht vergrößerte Rumpf 2' wiedergegeben ist, die im Bereich des Seitenleitwerkes 8 wegfallende Fläche ist dort wiederum schwarz angelegt.In Fig. 2, the change in the fuselage shape of a conventional fuselage 2b with wings 3b is shown in side view, where the fuselage 2' enlarged in side view is shown hatched there, the area that is eliminated in the area of the vertical stabilizer 8 is again shown in black there.
Erkennbar erweitert sich hier die in Seitenansicht gesehene Rumpfbegrenzungslinie 9 vom Bug 5 zum Heck 6 als leicht gekrümmte Linie, in der Anmeldung auch als geradlinig bezeichnet. It is noticeable that the hull boundary line 9 seen in side view extends from the bow 5 to the stern 6 as a slightly curved line, also referred to as straight in the application.
ur-u:tur-u : t
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Varianten dieser Rumpfform zeigen die Fig. 9 bis 18.Variants of this hull shape are shown in Fig. 9 to 18.
Aus Fig. 3 wird erkennbar, daß sich der Querschnitt des Rumpfes 2 bei der Variante gemäß Fig. 1 von einer forderen Kreisform über eine im wesentlichen elliptische Form hin zu einer flach gedrückten Ellipse zum Höhenleitwerk 4 verändern kann, in diesen Bereichen können Tanks vorgesehen sein kann, zusätzlicher Stauraum oder bei Kleinflugzeugen auf der Oberfläche Solarzellen.From Fig. 3 it can be seen that the cross-section of the fuselage 2 in the variant according to Fig. 1 can change from a forward circular shape to an essentially elliptical shape to a flattened ellipse to the horizontal tail unit 4. Tanks can be provided in these areas, additional storage space or, in the case of small aircraft, solar cells on the surface.
Entsprechende Varianten von Flugzeuggestaltungen zeigen die Fig. 4 bis 6, wobei die Erfindung nicht auf diese dargestellten Rumpf- und Tragflächenformen beschränkt ist.Corresponding variants of aircraft designs are shown in Figs. 4 to 6, whereby the invention is not limited to the fuselage and wing shapes shown.
In Fig. 7 ist ein Leichtflugzeug, z.B. ein Segelflugzeug, dargestellt, dessen freie Delta-förmige, zum Höhenleitwerk ausgerichtete Rumpffläche mit Solarzellen 10 belegt sein kann, um ggf. einen elektromotor-getriebenen Propeller 11 mit Energie zu versorgen. Hier kann natürlich auch eine einfache Bespannung vorgesehen sein.Fig. 7 shows a light aircraft, e.g. a glider, whose free delta-shaped fuselage surface aligned with the horizontal stabilizer can be covered with solar cells 10 in order to supply an electric motor-driven propeller 11 with energy if necessary. A simple covering can of course also be provided here.
In Fig. 8 ist die Möglichkeit dargestellt, etwa an einem kleinen Sportflugzeug nach der Gestaltungsvariante gemäß Fig. 1 die Tragflächen 3' schwenkbar über oder unter den Rumpf 2 zu gestalten, um ein solches Flugzeug ggf. trailerbar zu machen oder in einem Hangar Stauraum zu sparen.Fig. 8 shows the possibility of designing the wings 3' of a small sports aircraft according to the design variant shown in Fig. 1 so that they can pivot above or below the fuselage 2 in order to make such an aircraft trailerable if necessary or to save storage space in a hangar.
In Fig. 9 ist im wesentlichen in räumlicher Darstellung eine Flugzeugrumpfgestaltung nach dem Prinzip der Fig. 2 wiedergegeben, wobei hier der Rumpf im wesentlichen kreis- bzw. ellipsenförmig ausgebildet ist.Fig. 9 essentially shows a three-dimensional representation of an aircraft fuselage design according to the principle of Fig. 2, whereby the fuselage is essentially circular or elliptical in shape.
Die Fig. 10, 11 und 12 zeigen das gleiche Gestaltungsprofil, allerdings mit unterschiedlichen Rumpfquerschnittsformen.Fig. 10, 11 and 12 show the same design profile, but with different fuselage cross-sectional shapes.
In der Fig. 13 ist in Seitenansicht, Aufsicht und Frontansicht ein Verkehrsflugzeug nach dem Gestaltungsprinzip gemäß Fig. 2 wiedergegeben, woraus erkennbar wird, daß ein relativ großer Stauraum zusätzlich gewonnen wird, sei es um Tanks unterzubringen oder insbesondere um eine größere Nutzlast zu befördern.Fig. 13 shows a side view, top view and front view of a commercial aircraft according to the design principle of Fig. 2, from which it can be seen that a relatively large amount of additional storage space is gained, either to accommodate tanks or, in particular, to transport a larger payload.
Die Fig. 13a, sie entspricht der Seitenansicht gemäß Fig. 13, einschließlich die Fig. 17 zeigen unterschiedliche Rumpfformen, so etwa die Fig. 14, die eines Großraumflugzeuges, während Fig. 15 ein zweisitziges Flugzeug mit Mittelmotorantrieb zeigt.Fig. 13a corresponds to the side view according to Fig. 13, including Fig. 17 shows different fuselage shapes, such as Fig. 14, that of a wide-body aircraft, while Fig. 15 shows a two-seater aircraft with a mid-engine drive.
Die Fig. 18 zeigt Variationen der Rumpfquerschnitte, wobei, wie sich aus den Fig. 9 bis 12 ergibt, die Querschnittsformen über die gesamte Rumpflänge ändern können.Fig. 18 shows variations of the fuselage cross-sections, whereby, as can be seen from Figs. 9 to 12, the cross-sectional shapes can change over the entire fuselage length.
Schließlich ist in Fig. 19 eine Kombination beider Rumpf-Finally, Fig. 19 shows a combination of both fuselage
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gestaltungen wiedergegeben, hier ist die spitzwinklige Delta-Form in Horizontalebene kombiniert mit einer der Sicht zum Seitenleitwerk erweiternden Rumpfform.designs, here the acute-angled delta shape in the horizontal plane is combined with a fuselage shape that expands the view to the vertical stabilizer.
Das mit 1'' bezeichnete Flugzeug trägt die entsprechenden Bezugszeichen seiner Elemente ergänzt durch einen Doppelstrich. The aircraft designated 1'' bears the corresponding reference symbols of its elements supplemented by a double dash.
Natürlich sind die beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung noch in vielfacher Hinsicht abzuändern, ohne den Grundgedanken zu verlassen; entscheidend ist die Kombination einer verbreiterten Rumpfform mit herkömmlichen Tragflächen, wobei die Tragflächenanbindung in unterschiedlicher Weise vorgenommen werden kann, wie sich dies beispielsweise aus dem Vergleich der Fig. 13a und 14 bzw. 17 ergibt.Of course, the described embodiments of the invention can be modified in many ways without abandoning the basic idea; the decisive factor is the combination of a widened fuselage shape with conventional wings, whereby the wing connection can be made in different ways, as can be seen, for example, from the comparison of Fig. 13a and 14 or 17.
Claims (6)
dadurch gekennzeichnet,3. Aircraft according to claim 1 or 2,
characterized,
dadurch gekennzeichnet,4. Aircraft according to claim 1,
characterized,
dadurch gekennzeichnet,5. Aircraft according to claim 1,
characterized,
dadurch gekennzeichnet,6. Aircraft according to claim 1,
characterized,
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