DE3617398A1 - Hubschrauber - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen, insbesondere für taktische Transportzwecke bestimmten Hubschrauber der Bauart mit einem vorderen Rumpf, auf dessen Oberseite ein Haupt­ rotor angeordnet ist, wobei ein Hilfsrotor an einem Heckleitwerk vorgesehen ist, welches seinerseits als integrale Einheit am rückwärtigen Ende eines von der Rückseite des Rumpfs ausgehenden Leitwerks-Trägers angesetzt ist.

Die Ausgestaltung von taktischen Transport-Hubschraubern stellt eine Anzahl von unveränderlichen Problemen, welche auf die sich widersprechenden Anforderungen zurückzuführen sind, z.B. die Forderung nach maximaler Tragfähigkeit des Hubschraubers kombiniert mit optimal stromlinienförmiger Ausgestaltung zur Erhöhung der Geschwindigkeit und Verbesserung der Manövrierfähigkeit.

Bei bekannten taktischen Hubschraubern hat der Rumpf üblicherweise die Form eines langgestreckten recht­ eckigen Parallelepipeds, während der Leitwerks-Träger üblicherweise die Form eines sich zum rückwärtigen Ende verjüngenden Konus hat, von dem zwei separate, eine obere und eine untere Flosse bildende getrennte feste Ansätze vorspringen.

Die vorstehend angesprochene bekannte Ausgestaltung führt zu erhöhter Tragfähigkeit und Stabilität des Hubschraubers auf Kosten der optimalen Stromlinienform während des Flugs und - insbesondere - des Schwebe­ flugs. Tatsächlich strömt die vom Hauptrotor erzeugte Luftströmung beim Schwebeflug oder beim Vorwärtsflug mit niedriger bis mittlerer Geschwindigkeit entlang der äußeren Seitenfläche des Rumpfes und insbesondere des Leitwerks-Trägers, was zu Ablöse­ wirbeln führt, die ihrerseits eine relativ hohe ent­ lang des Hubschraubers verteilte fiktive Belastung darstellen, die normalerweise als "Gewichtsbelastungs"- Widerstand bezeichnet wird. Hierdurch wird nicht nur die Tragfähigkeit des Hubschraubers verringert, sondern auch seine senkrechte Stabilität beeinträchtigt.

Darüber hinaus haben bekannte Hubschrauber des be­ schriebenen Typs einen seitlichen Widerstand und dem­ zufolge eine relativ schlechte Querstabilität infolge der Kegelstumpfform des Leitwerks-Trägers und der relativ schmalen seitlichen Flossenflächen.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, einen Hubschrauber, und zwar insbesondere einen taktischen Transport-Hubschrauber zu schaffen, der so ausgebildet ist, daß sein scheinbarer Gewichts-Widerstand verringert und sein Querwiderstand im Vergleich zu den bekannten Hubschraubern gleicher Art und Größe erhöht ist.

Ausgehend von dieser Aufgabenstellung wird ein Hub­ schrauber mit einem Rumpf, einem auf der Oberseite des Rumpfs angeordneten Hauptrotor, einem vom rückwärtigen Ende des Rumpfs ausgehenden Leitwerks-Träger, an dessen freiem Ende ein Heckleitwerk als integrale Einheit angesetzt ist, welches eine obere und eine untere Flosse und einen an der oberen Flosse angeordneten Hilfs­ rotor aufweist, erfindungsgemäß so ausgebildet, daß der rückwärtige Teil des Rumpfs und der Leitwerks-Träger Querschnitte haben, deren äußere Profile jeweils einen im wesentlichen ogivalen oberen Abschnitt, welcher um so stärker zugespitzt ist, je näher sich der jeweilige Querschnitt dem Heckleitwerk befindet, und einen mit den gegenüberliegenden Enden des oberen Abschnitts jeweils eine im wesentlichen scharfe Kante bildenden, größtenteils flachen unteren Übergangsabschnitt aufweisen, und daß die Übergangsbereiche zwischen dem oberen und dem unteren Abschnitt der Querschnitte zwei vom vorderen Ende des Rumpfs bis zum rückwärtigen Ende des Leitwerks-Trägers durchlaufende Kanten bildet, welche die untere Flosse des Heckleitwerks schneiden. Die Außenfläche des Heckleitwerks ist dabei zweckmäßig als durchgehende pfeilförmige Flügelfläche ausgebildet.

Die Erfindung ist nachstehend in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert, und zwar zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines in der erfindungs­ gemäßen Weise ausgebildeten Hubschraubers;

Fig. 2 eine Draufsicht auf den in Fig. 1 gezeigten Hubschrauber;

Fig. 3 eine Vorderansicht des in den Fig. 1 und 2 gezeigten Hubschraubers;

Fig. 4 die schematische Ansicht einer Anzahl von aufeinanderfolgenden Querschnitten, wobei in der einen Hälfte die Profilschnitte des vorderen Teils des Rumpfes und in der anderen Hälfte die Profilschnitte im rück­ wärtigen Teil des Rumpfs des in den voraus­ gehenden Figuren gezeigten Hubschraubers veranschaulicht sind;

Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie V-V in Fig. 1; und

Fig. 6 einen Schnitt entlang der Linie VI-VI in Fig. 1.

In den Fig. 1, 2 und 3 ist mit 1 ein taktischer Transport-Hubschrauber mit einem vorderen Rumpf 2 bezeichnet, von dessen rückwärtigem Ende ein nach hinten weisender, im wesentlichen horizontaler Leitwerks-Träger 3 vorspringt, dessen vorderes Ende integral mit dem Rumpf 2 verbunden und dessen rückwärtiges Ende ein als integrale Einheit angesetztes Leitwerk 4 mit einer oberen Flosse 5 und einer unteren Flosse 6 trägt.

Durch die obere Abschlußwand des Rumpfs 2 tritt eine Antriebswelle 7 hindurch, an deren oberem Ende eine Nabe 8 für einen Hauptrotor 9 angeschlossen ist, welcher eine Anzahl von Rotorblättern 11 trägt, wobei der von den Rotorblättern 10 überstrichene kreisförmige Arbeits­ bereich 11 sich rückwärts über den Leitwerks-Träger 3 bis kurz vor die obere Flosse 5 erstreckt.

Der Rumpf 2 weist an seinem vorderen Ende ein Cockpit 12 und dahinter einen (nicht gezeigten) rückwärtigen Lade­ raum auf, der von außen durch zwei Türen 13 zugänglich ist, (von denen in Fig. 1 nur eine dargestellt ist,) welche gleitend verschiebbar auf horizontalen Schienen 14 gehaltert sind.

Der Rumpf 2 hat im wesentlichen die Form eines langgestreckten rechteckigen Parallelepipeds, dessen vorderer Abschnitt 15 sich nach vorn und dessen rück­ wärtiger Abschnitt 16 sich nach rückwärts verjüngt und mit dem vorderen Ende des Leitwerks-Trägers 3 verbunden ist.

Wenn der Rumpf 2 in der in Fig. 4 veranschaulichten Weise an verschiedenen Stellen in rechtwinklig zur Längsachse des Hubschraubers verlaufenden Ebenen geschnitten wird, ergeben sich vom vorderen Ende des Rumpfs 2 aus Querschnitte, deren Schnittflächen sich in dem (in Fig. 4 auf der rechten Seite gezeigten) vorderen Abschnitt 15 allmählich vergrößern, und die sich im Bereich des (in Fig. 4 auf der linken Seite gezeigten) rückwärtigen Abschnitts 16 allmählich kleiner werden. Genauer gesagt, jeder der Querschnitte bildet ein äußeres Profil, dessen oberer Teil 17 bezogen auf eine senkrechte Achse eine ogivale, d.h. spitzbogen­ ähnliche Form hat, während der untere Abschnitt 18 im wesentlichen eben ist und mit den gegenüberliegenden unteren Enden des oberen Abschnitts 17 jeweils eine im wesentlichen scharfe Kante im Anschlußbereich bildet.

Wie in Fig. 4 gezeigt ist, wird der obere Abschnitt 17 jedes Querschnitts im rückwärtigen Abschnitt 16 des Rumpfs 2 zunehmend spitzer, je näher der Querschnitt sich dem Vorderende des Leitwerks-Trägers 3 nähert.

Wie in den Fig. 2, 5 und 6 erkennbar ist, werden bei einer Zerteilung des Leitwerks-Trägers 3 in rechtwinklig zur Längsachse des Hubschraubers 1 verlaufenden Ebenen vom vorderen Ende des Leitwerks-Trägers 3 aus gesehen Schnitte erzeugt, deren Querschnittsfläche sich in Richtung zum Heckleitwerk 4 verringert. Jeder dieser Schnitte weist ein äußeres Profil auf, dessen oberer Abschnitt 19 bezogen auf eine senkrechte Achse im wesentlichen ogival ist und der mit zunehmender Annäherung an das Heckleitwerk 4 spitzer wird. Der untere Abschnitt 20 des Leitwerks-Trägers 3 ist wieder im wesentlichen eben abgeschlossen und bildet eine scharfe Kante mit den gegenüberliegenden Enden des oberen Abschnitts 19.

Die Verbindungspunkte zwischen den oberen Abschnitten 17 und 19 mit den unteren Abschnitten 18 und 20 bilden also zwei kontinuierliche Kanten 21 und 22, welche sich über die gesamte Länge des Rumpfs 2 und des Leitwerks- Trägers 3 erstrecken, so daß sie die untere Flosse 6 schneiden, wobei sie an den jeweiligen Verbindungs­ punkten zwischen der im wesentlichen ebenen Unterseite 23 des Hubschraubers 1 und der Wände 24 und 25 des Rumpfs 2 bzw. des Leitwerks-Trägers 3 ausgebildet sind.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, sind die Wände 24 nach außen gekrümmt und bilden zusammen mit den Türen 13 und den Schienen 14 eine im wesentlichen gleichmäßige Krümmung, so daß die Türen 13 beim Flug mit offenen Türen an der Wand 24 anliegen, ohne den Strömungswiderstand des Hubschraubers 1 wesentlich zu erhöhen.

Das hintere Ende des Leitwerks-Trägers 3 ist mit einem dickeren Mittelabschnitt des Leitwerks 4 verbunden, dessen obere Flosse 5 einen Hilfsrotor 26 und dessen untere Flosse 6 ein Stützrad 27 trägt, welches mit einem Haupt-Fahrwerk 28 zusammenwirkt, welches von der Unterseite des Rumpfs 2 nach unten vortritt, um den Hubschrauber 1 am Boden verfahren zu können.

Wie insbesondere in Fig. 1 erkennbar ist, bilden die obere Flosse 5 und die untere Flosse 6 einen zusammenhängenden festen Körper, dessen Außenfläche eine durchlaufende, im wesentlichen pfeilförmige Flügelfläche 29 bildet.

Aus der vorstehenden Beschreibung ist klar, daß der Hubschrauber sowohl beim Schwebeflug als auch beim Flug mit geringer bis mittlerer Geschwindigkeit einen nur geringen scheinbaren Gewichtsbelastungs-Widerstand hat. Tatsächlich bewirkt die ogivale Form des oberen Abschnitts des Rumpfs 2 und das Vorhandensein der sich durchgehend vom vorderen Ende des Rumpfs 2 zum rück­ wärtigen Ende des Leitwerks-Trägers 3 erstreckenden Kanten 21 und 22 eine saubere Ablösung der vom Haupt­ rotor 9 erzeugten Luftströmung von der Unterseite des Rumpfs des Hubschraubers 1.

Die ogivale Form des oberen Abschnitts des Leitwerks- Trägers 3 und seine konisch zulaufende Form verringert darüber hinaus in erheblichem Maße auch den Gewichts­ belastungs-Widerstand des rückwärtigen Teils des Hubschraubers 1, wodurch die senkrechte Stabilität des Hubschraubers beim Schwebeflug wesentlich verbessert wird.

Schließlich bewirken die relativ breiten, im wesent­ lichen flachen seitlichen Flächen des Rumpfs 2 und ins­ besondere des Leitwerks-Trägers 3 in Verbindung mit der durchgehenden Flügelfläche 29 des Leitwerks 4 eine erhebliche Verbesserung der Querstabilität des Hubschraubers 1.

Claims (4)

1. Hubschrauber mit einem Rumpf, einem auf der Ober­ seite des Rumpfs angeordneten Hauptrotor, einem vom rückwärtigen Ende des Rumpfs ausgehenden Leit­ werks-Träger, an dessen freiem Ende ein Heckleitwerk als integrale Einheit angesetzt ist, welches eine obere und eine untere Flosse und einen an der oberen Flosse angeordneten Hilfsrotor aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der rückwärtige Teil (16) des Rumpfs (2) und der Leitwerks-Träger (3) Querschnitte haben, deren äußere Profile jeweils einen im wesent­ lichen ogivalen oberen Abschnitt (17; 19), welcher um so stärker zugespitzt ist, je näher sich der je­ weilige Querschnitt dem Heckleitwerk (4) befindet, und einen mit den gegenüberliegenden Enden des oberen Abschnitts (17; 19) jeweils eine im wesentlichen scharfe Kante bildenden, weitgehend flachen unteren Verbindungs-Abschnitt (18; 20) aufweisen, und daß die Übergangsbereiche zwischen dem oberen und dem unteren Abschnitt der Querschnitte zwei vom vorderen Ende des Rumpfs (2) bis zum rückwärtigen Ende des Leitwerks- Trägers (3) durchlaufende Kanten (21; 22) bilden, welche die untere Flosse (6) des Heckleitwerks (4) schneiden.

2. Hubschrauber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche des Heckleitwerks (4) eine durch­ laufende pfeilförmige Flügelfläche ist.

3. Hubschrauber nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rumpf (2) gebogene Seiten­ wände (24) von im wesentlichen konstanter Krümmung aufweist, und daß in Anlage an den Seitenwänden (24) gleitend verschiebbar angeordnete Türen (13) gleicher Krümmung vorgesehen sind.

4. Hubschrauber wie beschrieben und in der bei­ liegenden Zeichnung gezeigt.