DE3316143A1

DE3316143A1 - Ringrotorsystem fuer flugkoerper

Info

Publication number: DE3316143A1
Application number: DE3316143A
Authority: DE
Inventors: Hubert 9020 Klagenfurt Pichler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-05-04
Filing date: 1983-05-03
Publication date: 1983-11-10

Description

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J.

Ringrotorsystem für Flugkörper

Me Erfindung betrifft ein Ringrotorsysterr. mit zwei paral= IeI übereinander angeordneten gegenläufigen kingrotoren, die an zv/ei gegenüberliegenden Querachspunkten neigbar gelagert sind und die auf einem Schienensystem ua eine zentral ange= ordnete kugelförmige Sabine laufen, wobei die am oberen Ro= tor verstellbaren Rotorblätter mittels eines über ihnen ange= ordneten und hydraulisch betriebenen Lruckringes gesteuert v/erden, die Innenringe beider Rotoren als Gasturbinenläufer ausgebildet sind, die durch Preßluft aus den um die Kabine verteilt angebrachten Strahldüsen angetrieben v/erden, das Ringrotorsystem an Rande der Rotoren axial von einem stati= sehen Schutzmantelring mit einer elastischen Gummiwulstauf= lage umschlossen ist und das tragende Luftpolster unterhalb der Rotoren von einem äußeren und inneren I-iantelflügel um= geben ist.

Ss sind Drehflügelflugzeuge bekannt, bei denen eine Steuer= ung durch Abdecken der Rotorfläche mit ausfahrbaren oder seitlich verschiebbaren Abdeckplatten erreicht wird (DS OS 29 12 213, Kahler - DE OS 28 12 669, Jefferson). Sei anderen Flugkörpern werden zwecks Steuerung die Rotor= blätter mittels eines mit dem Rotor mitrotierendem Steuer= gestänge mit Hebeln vertikal verstellt (DE AS 24 34 o42,Dornie:

Ferner wird bei den bekannten Hubschraubern der Antrieb über eine koaxiale Welle oder durch eine Strahlreaktion an den Blattenden besorgt.

Außerdem haben die herkömmlichenFlugseuge und Hubschrauber nur einen relativ geringen Sicherheitsfaktor und setzen Pi= loten und Passagiere bei jedem Flug einer potentiellen Ge= fahr aus. Überdies bilden freilaufende Propeller und Rotoren am Boden für !menschen eine permanente Gefahrenquelle und bei Kollisionen in der Luft bzw.im Fluge eine unabwendbare Ab= sturzgefahr.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe r.ugrur.do, ein Rinfrotorsystern so auszugestalten, caß ein car.it aucgerüsteter Fluf=

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f.

iiörper einwandfrei {'.esteueri, gacturbinengemäß angetrieben und mit honer Cicherneit geflogen v/erden kann.

Ein solches Ringrotorsystem wird erfindungsgemäß vorteil= haft mit zwei übereinanderliegenden und gegenläufigen Ring= rotoren ausgestaltet, wobei ein Asynchronlauf der Rotoren eine Achsdrehung nach rechts- oder linksherum verursacht.

Beim Ringrotorsystem ist auch die schon bekannte Achsneigung, die an zwei gegenüberliegenden Querachspunkten an der Kabine erfolgt, vorgesehen und der Steuerung des Plugkörpers in den Vorwärts- und Rückwärtsflug dient.

Die beiden Rotoren lagern bekannterweise mit ihren Innen= ringen roll- oder gleitbar auf einem neigbaren Tragring.

Beide Ringrotoren weisen je einen Innen- und Außenring auf, die von Abstandsspeichen in der Rotorebene gehalten werden.

Die Innenringe sind kabinenseitig mit schalenförmigen Tür= binenschächten ausgestaltet und sind für den Preßluftantrieb vorgesehen.

'nährend der untere Ringrotor feststehende und in einem be= stimmten Anstellwinkel eingebaute Rotorblätter aufweist, sind die Rotorblätter des oberen Ringrotors vertikal verstell= bar ausgebildet und lassen sich zu- und aufklappen.

Kabinenseitig ist auf jedem Rotorblatt auf der Profilseite ein Blattgleitrad vorgesehen. Übpr diesen Blattgleiträdern schwebt ein an Druckzylindern befestigter statischer Druck= ring, der im Betrieb auf die Blattgleiträder drückt und die Rotorblätter nach unten zuklappt. Dieser Druckring kann so betrieben werden, daß er entweder die Rotorblätter zyklisch, sektorweise oder total um den Ring schließt.

Auf der Unterseite eines jeden Rotorblattes des oberen Ring= rotors ist eine Druckfeder oder ein Druckzylinder vorgesehen, welche die Rotorblätter nach der Entlastung durch den Druck= ring wieder in einen gewünschten Anstellwinkel und schließ= lieh bis zum Anschlag nach oben drücken.

Eine derartige Druckringsteuerung ermöglicht vorteilhaft schnelle Richxungsänderungen des Flugkörpers.

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Wenn ζ.3.die Rotorblätter im rechten Sektor durch den Druckring geschlossen werden, dann wird Ger Rotor in diesem Bereich ausgehungert und das ganze Ringr.otorsystem erfährt auf der Gegenseite einen stärkeren Auftrieb, so daß sich die Rotorebene neigt und der Flugkörper dadurch in einen Eori= zontalflug einschwenkt. Läßt man z.B. den L'ruckring weiter nach rechts- oder linksherum abrollen, dann werden cer Reihe nach die auf den geschlossenen Sektor folgenden und noch offenen Rotorblätter geschlossen, während sich die vom Druckring dahinter freigegebenen Rotorblätter wieder öffnen. Der Plugkörper ändert darauf sofort seine Flug= richtung. Es ist ebenso unschwer das Ringrotorsystem durch Schließen und Öffnen der Rotorblätter durch aen Druckring vom Vorwärts- auf den Rückwärtsflug umzuschwenken oder in einen Zick—Zack-Kurs umzusteuern.

Mit dem Tragring verbunden sind auch die weiters vorgesehen Bremszylinder, die von Haltebügeln über aen Innenringen der Ringrotoren gehalten v/erden. Dadurch ist es möglich, die Ringrotoren zwecks Achsdrehung einzeln abzubremsen, wodurch die Kabine in die Drehrichtung des Ringrotors mit= genommen v/ird.

Das Ringrotorsystem ist außerhalb der Rotoren bzw.derRing= rotorebene mit einem statischen Schutzmantelring umgeben, der auf seiner Außenfläche einen elastischen Gummiwulst aufweist.

Um die Auf- und Vortriebskraft des tragenden und schieben= den Luftpolsters zu erhöhen, wird erfindungsgemäß eine Luftpolsterummantelung vorgeschlagen, die als aerodynamisch geformter Mantelflügel ausgebildet und mit dem Schutzmantel= ring strömungstechnisch ineinander übergehnd verbunden ist. Außerdem ist auch kabinenseitig am Tragring befestigt ein ebenso aerodynamisch ausgebildeter Mantelflügel vorgesehen.

Als eine weitere Möglichkeit zur Erreichung eines optimalen V/irkungsgrades der Ringrotoren werden vorteilhaft ausge= bildete Rotorblätter vorgeschlagen, die an ihrer Unterseite vertikal abstehende und schräg nach innen v/eisende aero= dynamisch geformte Strömungsleitriupen aufweisen.

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liuohstehenc werden Ausführungsbeispiele äer Erfindung anhand oer Zeicnnungen beschrieben. Die Zeichnungen zeigen:

Fig.1 einen Schnitt des Ringrotorsystems von der Seite, Fig.2 eine Seitenansicht der Blattverstellung in gegen=

über Fig.1 größerem Maßstab,
Fig.3 eine Seitenansicht eines Teiles des Ringrotorsystems mit der Blattverstellung in Aktion und in gegenüber

Fig.1 kleinerem Maßstab,
Fig.4 einen v/eiteren Schnitt des Ringrotorsystems in gegen=

über Fig.1 größerem Maßstab-,.
Fig. 5 einen Schnitt des Ringrotarsys'tems aus dem ^uerachs= punkt- bzw.Heigungsbereich in gegenüber Fig.1 grö=

ßerem Maßstab,
Fig.6 einen Schnitt aus dem Bereich des Rotorinnenringes in

gegenüber Fig.4 gleichem Maßstab, Fig.7 eine Ansicht des Rotorblattes mit den Strönungsleit=

rippen in gegenüber Fig.1 bis 6 vergrößertem Maßstab Fig.8 einen Schnitt des Ringrotorsystems für Flugkörper mit zwei Demonstrationen der Neigungsmögliehkeiten des Ringrotorsystems in gegenüber Fig.1 kleinerem

Maßstab und
Fig.9 eine Draufsicht auf das Triebwerk des Ringrotorsy= stems in gegenüber Fig.1 bis 9 größerem Maßstab.

Auf aem Tragring 1 sind Mutrollensätze 16 zu je zwei Rollen für den Führungslauf der zwei parallel übereinander ange= ordneten und gegenläufigen Ringrotoren vorgesehen (Fig.1, 4,5,8).

Die zwei Innenringe 7, 7'der Ringrotoren rasten und rollen mit ihren nach innen vorstehenden Gleitschienen 7, 7' in den Nuten der Kutrollen 16 (Fig.1,4,5,8).

Die Innenringe 7, 7' und die Außenringe 17, 19 werden von den Abstandsspeichen 18, 2o konzentrisch in der Rotorebene gehalten.

Zwischen den Innenringen 7, 7' und den Außenringen 17, 19 sind in gleichen Abständen im Kreisring die Rotorblätter 5, 6 angeordnet, wobei die Rotorblätter 6 des unteren

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Rotors fix nit dem innen- und .Außenring 7 ',19 verbunden sind, und die Rotorblätter 5 des oberen Ringrotors verti= kai neigbar zwischen dem Innen- und Außenring 7,17 lagern Fig.1,4,7).

In die Turbinenschächte der Rotoreninnenringe 7,7' sind muldenförmig ausgestaltete Scnaufelschalen 3,4 integriert, die auf die Strahlachsen der auf dem Tragring 1 befestigten und um die Kabine 22 verteilt vorgesehenen Preßluftdusen ausgerichtet sind (Fig.5,6,9).

Ein statischer Druckring 11. wird von den am Tragring 1 befestigten Druckzylindern 12 über den Gleitrollen 8 der Rotorblätter- 5 gehalten, wobei 'der Truckring 11 im Betrieb auf die Gleitrollen 8 drückt und dadurch die Rotorblätter 5 nach unten zuklappt. Erfindungsgemäß lassen sich die Druck= zylinder 12 -auch einzeln bedienen, wodurch die Rotorblät= ter vorteilhaft zyklisch einzeln, sektorweise oder in der Ringrotorebene total geschlossen werden können Fig.1,2,3,4, 5,6,8).

Mittels dieser Druckringsteuerung 11,12 ist es z.B.möglich, die Rotorblätter 5 in einem Rotorsektor allein zu schließen, so daß dann auf der Gegenseite ein Auftrieb erreicht wird, wodurch sich das ganze Ringrotorsystem an den Querachspunk= ten 2 neigt 3o,31 (Fig.8).

Wird z.B.ein zugeklappter Rotorblattsektor nach Erreichen eines gewählten Neigungswinkels der sich neigenden Ring= rotorsystemebene vom Druckring 11 entlastet, dann öffnen sich die Rotorblätter 5 wieder durch die unter ihnen ange= brachten Druckfedern oder Druckzylindern 1o und das Ring= rotorsystem behält den erreichten !Neigungswinkel bei 3o,31 (Fig.8).

Eine Achsdrehung wird z.B.unter anderem auch dadurch er= reicht, indem die Druckzylinder 12 einzeln hintereinander betrieben werden, so daß der Pruckring 11 zyklisch in einer Richtung über den Gleitrollen 8 der Rotorblätter 5 abrollt, und die Rotorblätter 5 nach unten zuklappt unc die ei ei: ir: der Folge wieder bis zum Anschlag 9 öffnen (Fig.2,3,5).

Als ein weiteres Mittel zur Ringrotorsteuerurifr, bzw.für «ie

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Achsdrehunr cina die Schleif backenbremse«. 13,14,15 vor= f^reaehen (Fi £.^,G).

Uie Rotorblätter ί?, 6 können auf der Unterseite erf in= dungsgemäß mit Strömungsleitrippen 28 ausgestaltet v/er= den, die den Luftstron darunter nach innen lenken, dadurch ein spiralförmiges Strömungsfeld erzeugen, das das tragen= de und schiebende Luftpolster verstärkt.(Fig.7).

Das Rotorsystem ist am Rande der Ringrotoren von einem Schutzmantelring 21 umschlossen, der an seiner Außenseite einen elastischen Gummiwulst als Stoßdämpfer aufweist.und der von Streben, die nach innen bis zum Tragring 1 reichen, statisch gehalten wird:. (Pig. 1 ,4,8)..

Zur Erhöhung des Wirkungsgrades ist das Ringrotorsysteia mit einer statischen Luftpolsterummantelung ausgestattet 32,33. I'iese besteht erfindungsgemäß aus einem äußeren und inneren Hantelflügel.32,33, wobei beide Mantelflügel ein aerodynamisch geformtes Profil aufweisen. Der äußere Man= telflügel 32 ist mit dem Schutzmantelring 21 ströntungs= technisch ineinander übergehend verbunden und der innere Mantelflügel 33 wird vom Tragring 1 gehalten (Fig.1,4,8).

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Claims

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Rinqrotorsystem für Flugkörper

Patentansprüche

1) Ringrotorsystem mit zwei parallel übereinander angeorä= neten gegenläufigen Ringrotoren, die an zwei gegenüber= liegenden Querachspunkten neigbar gelsgert sind und auf einem Schienensystem um eine kugelförmige Kabine laufen, wobei der obere Rotor vertikal verstellbare Rotorblätter aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotorblätter (5) durch einen über ihnen angeordneten statischen Lruckring (11 zyklisch oder in einem radial total gescnlossen werden können, der untere Rotor (6) dagegen unbewegliche Rotor= blätter (6) eingebaut aufweist, bei den Ringrotoren (5,6) an ihren Innenringen (7,7') kabinenseitig Turbinenschau= fein (3,4) für den Preßluftantrieb der Rotoren vorgesehen sind, am Tragring (1) mehrere Strahldüsen (34,35) in Ab= ständen um die Kabine (22) verteilt angeordnet sind, der Tragring (1) auch die Bremsvorrichtungen (13,15) trägt, das Ringrotorsystem am Rande der Rotoren (5,6) axial von einem statischen Schutamantelring (21) umschlossen ist und daß zwei Mantelflügel (32,33) unterhalb Ger Rotoren den Abstron.= raum umschließen.

2) Ringrotorsystem nacn Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Rotorblatt (5) im Innenring (7) und is Außen= ring (17) vertikal neigbar gelagert sind.

3) Ringrotorsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Rotorblatt (5) auf seiner inneren Profilseite ein gelagertes Gleitrad (8) für die Lruckringsteuerung (11) aufweist.

4) Ringrotorsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Rotorblatt (5) mit einer Feder oder einem Ituckzylinder (1o) mit dein Tnnenrinp, (7) el f;r;ti Feh ve-r= bundc-n ist υ η α welche rii:.'j Rotorblatt {[j) ui-.ch ei ein i'u klappen wieder in die Ausgang^stel Ilun^ zurück archen.

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: '.*:·: Γ":·:"*;.": Az.1724/82-1

7 Patentansprüche

ί>.) Kin^ro lorsy:; Lum iir:cfj An:.;pruch 1, aadurcn gekennzeichnet, daß die Rotorblätter (5,6) auf ihrer Unterseite mit ver= tikal nach unten abstehenden und mit ihrem Profilende nach innen weisenden StrÖmungsleitrippen (2S) ausge= staltet sind.

6) Ringrotorsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lruckring (11) mit den am Tragring (1) befestig= ten hydraulischen Lruckzylindern (12) verbunden ist und durch sie betrieben und gesteuert wird.

7) Ringrotorsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Turbinenschaufeln (3>4) schachtartig ausgebildet sind und muldenförmige Schaufelschalen aufweisen.

8) Ringrotorsystem nacn Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Außenseite·des Schutzmantelringes (21) ein elastischer Gummiwulst oder dgl.als Stoßdämpfer vorge= sehen ist.

9) Ringrotorsystem nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelflügel (32,33) ein aerodynamisches Profil aufweisen.

10) Ringrotorsystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Mantelflügel (32) mit dem Schutzmantel= ring (21) strömungstechnisch ineinander übergehend ver= bunden ist.

11) Ringrotorsystem nacn Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Mantelflügel (33) "vom Tragring (1) gehalten wird. - ..

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