DE4039027A1

DE4039027A1 - COMPOSITE HELICOPTER

Info

Publication number: DE4039027A1
Application number: DE4039027A
Authority: DE
Inventors: David Ernest Hall Balmford; David Vincent Humpherson
Original assignee: Westland Helicopters Ltd
Current assignee: AgustaWestland Ltd
Priority date: 1989-12-08
Filing date: 1990-12-07
Publication date: 1991-06-13
Also published as: GB8927785D0; GB2238995A; IT9048546A0; IT1242176B; GB9026433D0; GB2238995B; IT9048546A1; FR2655611B1; FR2655611A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Verbundhubschrauber mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1. Unter Verbund hubschrauber werden solche Hubschrauber verstanden, die zusätzlich zu einem Auftriebsrotor (Hubrotor) Vorkehrungen zum Erzeugen eines Auftriebs und/oder eines Vortriebs aufweisen.The invention relates to composite helicopters with the Features of the preamble of claim 1. Under composite helicopters are understood to be those helicopters that precautions in addition to a lift rotor for generating lift and / or propulsion exhibit.

Bei einem speziellen Verbundhubschrauber wird während des Vorwärtsfluges eine Auftriebskomponente durch einen fest stehenden Tragflügel und mindestens eine Komponente der Vortriebskraft mit Hilfe eines anderen Mittels als des Auftriebsrotors erzeugt.With a special compound helicopter during the Forward flight a buoyancy component by a firm standing wings and at least one component of the Propulsion by means other than that Buoyancy rotor generated.

Beim Betrieb eines solchen Verbundhubschraubers wird der Auftriebsrotor zur Erzeugung von Kräften für den vertikalen Abhebe-/Lande- und Schwebebetrieb verwendet und wird fort schreitend mit der Erhöhung der Vorwärtsgeschwindigkeit entlastet bzw. zurück- und abgeschaltet, und die Auftriebs komponente, die durch die Tragflügel erzeugt wird, nimmt zu. Bei entlastetem Rotor und Vortriebskräften, die durch andere Mittel erzeugt werden, ist ein Verbundhubschrauber in der Lage, höhere Vorwärtsgeschwindigkeiten als ein herkömmlicher Hubschrauber zu erreichen. Abhängig von einer Reihe von Faktoren kann dies jedoch auf Kosten der Leistung gehen, und es können eine Reihe von Nachteilen auftreten. Wenn bei spielsweise der Auftriebsrotor durch einen Antriebsmotor über ein Getriebe angetrieben wird, ist es erforderlich, daß eine Gegendrehmomentvorrichtung der Wirkung des Auftriebsrotor drehmomentes im vertikalen Abhebe-/Lande-, Schwebe- und Langsam-Flugbetrieb entgegenwirkt, und daß Vorkehrungen getroffen werden, um eine Giersteuerung zu erreichen. Wenn ein herkömmlicher Schwanzrotor für diese Zwecke verwendet wird, treten Nachteile auf, weil im Vorwärtsflug der Schwanz rotor Energie absorbiert, die sonst für den Vortrieb genutzt werden kann, und auch zu Widerstandsbelastungen führen kann. When operating such a composite helicopter, the Buoyancy rotor to generate forces for the vertical Lifting / landing and levitation operations are used and will continue striding with the increase in forward speed relieved or switched back and forth, and the buoyancy Component generated by the wing is increasing. With relieved rotor and propulsive forces by others Generated is a compound helicopter in the Capable of higher forward speeds than a conventional one To reach helicopter. Depending on a number of However, factors can go at the expense of performance, and a number of disadvantages can arise. If at for example, the buoyancy rotor via a drive motor a gear is driven, it is necessary that a Counter torque device of the action of the buoyancy rotor torque in vertical take-off / landing, floating and Slow flight counteracts, and that precautions be taken to achieve yaw control. If a conventional tail rotor is used for this purpose disadvantages occur because in the forward flight the tail rotor absorbs energy that would otherwise be used for propulsion can be, and can also lead to resistance loads.

Es ist bereits ein Verbundhubschrauber aus der GB-A-10 32 771 bekannt, bei dem die Vortriebskräfte durch einen mit einem Leitungskanal zusammenwirkenden Propeller (ducted propeller) erzeugt werden, der am Ende eines sich nach hinten erstrek kenden Schwanzauslegers befestigt ist. Vertikale Flügel oder Steuerruder, die auf der Auslaßseite des Leitungskanales befestigt sind, lenken Vortriebsluft für die Giersteuerung ab und erzeugen erforderlichenfalls eine seitliche Kraft, um dem Einfluß des Auftriebsrotormomentes entgegenzuwirken. Während ein Propeller eine verhältnismäßig wirksame Vorkehrung zur Erzeugung eines Vortriebsschubes darstellt, macht ein solcher Propeller eine Antriebswelle erforderlich, die sich in Längsrichtung des Schwanzauslegers erstreckt und eine Gewichtsbelastung an einer Stelle einführt, an der dies für eine günstige Lage des Massenschwerpunktes höchst nachteilig ist.It is already a composite helicopter from GB-A-10 32 771 known in which the propulsive forces by a with a Line duct cooperating propeller (ducted propeller) be generated that extends to the end of one to the rear kenden tail boom is attached. Vertical wing or rudder on the outlet side of the conduit are attached, deflect propulsion air for yaw control and, if necessary, generate a lateral force to the Counteract the influence of the buoyancy rotor torque. While a propeller is a relatively effective precaution to Generation of a thrust, makes one Propeller requires a drive shaft that is in Longitudinal direction of the tail boom and a Introduces weight load at a point where this is for a favorable location of the center of gravity highly disadvantageous is.

Um Vorwärtsfluggeschwindigkeiten zu erreichen, die über den maximalen Vorwärtsfluggeschwindigkeiten bekannter, herkömm licher Hubschrauber liegen, z. B. über 370 km/h (200 Knoten), ist es erforderlich, daß der Propeller eines derartigen Verbundhubschraubers in der Lage ist, die maximale, verfüg bare Antriebsleistung aufzunehmen, wenn der Auftriebsrotor entlastet bzw. abgeschaltet ist. Um diese Forderung zu erfüllen, können die Dimension des Propellers und der zugeordnete Leitungskanal extrem groß und damit die Antriebs welle extrem schwer werden, wodurch das angesprochene Gewichtsproblem noch erheblich erschwert wird.To achieve forward flight speeds above the maximum forward flight speeds known, conventional Licher helicopter, z. B. over 370 km / h (200 knots), it is necessary that the propeller of such Compound helicopter is able to the maximum, avail bare drive power when the lift rotor is relieved or switched off. To meet this demand can meet the dimension of the propeller and the assigned conduit extremely large and therefore the drive wave become extremely heavy, which means that Weight problem is made even more difficult.

Es ist bei herkömmlichen Hubschraubern bekannt, die Zirkula tion von Luft über einer Schwanzauslegerfläche dadurch zu steuern, daß Luft aus dem Schwanzausleger geblasen wird, um eine Seitenkraft zu erzeugen, deren Größe und Richtung so gewählt wird, daß sie dem Einfluß des Auftriebsrotor-Drehmo mentes entgegenwirkt. Dies ist beispielsweise aus GB-A- 9 59 075 und GB-A- 20 12 223 bekannt. GB-A- 9 59 075 beschreibt auch eine Flossen- und Steuerruderanordnung zur Erzeugung von seitlichen Kräften für die Giersteuerung während des Vor wärtsfluges. Hierbei handelt es sich um herkömmliche Hub schrauber, und die Vortriebskräfte für den Vorwärtsflug werden ausschließlich vom Auftriebsrotor abgeleitet.It is known in conventional helicopters, the circula tion of air over a tail boom surface control that air is blown out of the tail boom to to generate a side force, its size and direction so is chosen that it the influence of the buoyancy rotor torque counteracts. This is for example from GB-A- 9 59 075 and GB-A-20 12 223 known. GB-A-9 59 075 describes also a fin and rudder arrangement for generating lateral forces for yaw control during the fore upward flight. This is a conventional hub screwdriver, and the driving forces for the forward flight are derived exclusively from the buoyancy rotor.

Das hintere Ende des Schwanzauslegers eines Hubschraubers nach US-A- 38 07 662 hat die Form eines Bootsschwanzes (boat tail) und weist angelenkte Flügel zur Steuerung der Richtung der Luft, die aus dem Schwanzausleger ausgetrieben wird, auf. Die Luft wird in das Innere des Schwanzauslegers durch ein Axialstromgebläse mit veränderlicher Steigung eingespeist, und die Flügel bzw. Schaufeln können so verstellt werden, daß Luft in seitlichen Richtungen ausgetrieben wird, um seitliche Schübe zu erzielen, die dem Einfluß des Auftriebsrotordreh momentes entgegenwirken und zur Giersteuerung dienen , oder aber sie können so verstellt werden, daß Luft nach hinten ausgetrieben wird, um einen Vortriebsschub zu erzeugen. Es sind ferner Schlitze im Schwanzausleger vorgesehen, durch die Luft hindurchgeblasen wird, um die Luftzirkulation um den Schwanzausleger herum zu steuern und damit zusätzliche seitlich gerichtete Kräfte zu erzielen, die dem Einfluß des Auftriebsrotordrehmomentes entgegenwirken. Eine besonders zweckmäßige Verwendung von Gebläseluft zur Erzielung von Vortriebskräften für Flüge mit höheren Geschwindigkeiten wird jedoch mit einer derartigen Vorrichtung nicht erzielt, weil Luft verwendet wird, um seitliche Kräfte für die Giersteuer ung im Vorwärtsflug zu erzeugen, wodurch die Vortriebskompo nente verringert und zusätzlicher Luftwiderstand erzeugt wird. Dieser Widerstand entsteht aus einer Momentimpulsände rung der abgelenkten Gebläseluft in Flugrichtung. Dieser Effekt ist besonders deutlich, wenn Luft in einem Winkel von 90° zur Flugrichtung abgeführt wird, um eine rasche Drehung bei hoher Vorwärtsfluggeschwindigkeit zu erreichen.The rear end of a helicopter's tail boom according to US-A-38 07 662 has the shape of a boat tail (boat tail) and has articulated wings to control the direction the air that is expelled from the tail boom. The air gets through to the inside of the tail boom Axial flow blower fed with variable pitch, and the wings or blades can be adjusted so that Air is expelled in lateral directions to lateral To achieve thrusts that are influenced by the lift rotor rotation counteract the moment and serve to control yaw, or but they can be adjusted so that there is air to the rear is driven out to generate a thrust. It slots are also provided in the tail boom through which Air is blown through to allow air to circulate around the To steer tail boom around and thus additional to achieve lateral forces that are influenced by the Counteract the buoyancy rotor torque. A special one Appropriate use of forced air to achieve Driving forces for flights at higher speeds but not achieved with such a device because Air is used to apply lateral forces for yaw control generation in forward flight, which makes the propulsion compo nente reduced and additional air resistance generated becomes. This resistance arises from a momentum pulse deflected fan air in the direction of flight. This Effect is particularly evident when air is at an angle of 90 ° to the direction of flight is carried out for a quick turn to reach at high forward flight speed.

Ein Hubschrauber nach der US-A- 39 57 226 mit zwei kleinen Tragflügeln weist drei Düsen am hinteren Ende eines Schwanz auslegers auf. Jede Düse besitzt eine Drosselklappe zur Steuerung der Abgabe von Luft, die in das Innere des Schwanz auslegers mit Hilfe eines Gebläses mit veränderlicher Steigung eingespeist wird. Eine erste Düse, die auf einer Seite des Schwanzauslegers befestigt ist, gibt Luft nach außen ab, um einen seitlichen Schub zu erzeugen, der dem Einfluß des Auftriebsrotor-Drehmomentes entgegenwirkt, und durch Einstellung der Drosselklappe wird dieser Schub so verändert, daß er das Gieren während des Schwebens und des Langsamfluges steuert. Eine zweite Düse, die auf der entge gengesetzten Seite des Schwanzauslegers befestigt ist, wird in Verbindung mit der ersten Düse verwendet, um eine Gier steuerung nur während der Eigenrotation zu erzeugen. Die dritte Düse ist im Ende des Schwanzauslegers so angeordnet, daß sie nach rückwärts gewandt ist; sie wird verwendet, um Luft abzuführen, damit ein Druck für den Vortrieb bei Flug mit hoher Geschwindigkeit erzeugt wird. Diese Düsenanordnung ergibt keine optimale Ausnutzung der Gebläseluft beim Schwebe- und Langsamflugbetrieb, weil ein Luftstrom höherer Energie, als er für bestimmte alternative Lösungen erforder lich ist, in die erste Düse eingespeist werden muß, damit die Seitenkraft erzeugt wird, die erforderlich ist, um der Wirkung des Auftriebsrotor-Drehmomentes entgegenzuwirken. Diese Forderung nach Luft höherer Energie kann nur durch erhöhten Massenfluß bei gleicher Strahlgeschwindigkeit erfüllt werden, was ein Gebläse mit größerem Durchmesser oder mit höherer Strahlgeschwindigkeit bei gleichem Massenfluß erfordert. Beide Lösungen benötigen eine erhöhte Leistung für das Gebläse, ein großes Gebläse ist jedoch schwierig zu installieren und bedingt ein höheres Gewicht.A helicopter according to US-A-39 57 226 with two small ones Wings have three nozzles at the rear end of a tail boom on. Each nozzle has a throttle valve Control the release of air into the interior of the tail boom with the help of a blower with variable Slope is fed. A first nozzle on a Side of the tail boom attached, gives way to air outside to create a side thrust that matches the Counteracts influence of the buoyancy rotor torque, and this thrust becomes like this by adjusting the throttle valve changed that he had the yaw while hovering and Slow flight controls. A second nozzle on the opposite opposite side of the tail boom is attached used in conjunction with the first nozzle to create a greed generate control only during self-rotation. The third nozzle is arranged in the end of the tail boom so that it faces backwards; it is used to To discharge air, so that a pressure for propulsion during flight is generated at high speed. This nozzle arrangement does not result in optimal use of the blower air when Hover and slow flight operations because of an air flow higher Energy than required for certain alternative solutions Lich, must be fed into the first nozzle so that the Lateral force is generated, which is required to the Counteracting the effect of the lift rotor torque. This demand for higher energy air can only be met by increased mass flow at the same jet speed what a blower with a larger diameter or with higher jet speed with the same mass flow required. Both solutions require increased performance for the blower, however, a large blower is difficult to install and requires a higher weight.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Betriebsweise eines Verbundhubschraubes zu verbessern, und insbes. einen Verbund hubschrauber vorzuschlagen, bei dem andere Vorrichtungen als ein herkömmlicher Schwanzrotor vorgesehen sind, um seitliche Kräfte zu erzeugen, die dem Effekt des Hauptrotordrehmomentes entgegenwirken und die für eine Giersteuerung ausgenutzt werden, und bei dem ferner Vortriebskräfte für den Vorwärts flug mit hoher Geschwindigkeit mit Hilfe einer anderen Vorrichtung als mit einem einem Kanal zugeordneten Propeller erzeugt werden, derart, daß das Gewicht und der Widerstand eines Schwanzauslegers, die Teil des Verbundhubschraubes sind, ein Minimum werden sowie im wesentlichen die gesamte Energie der Antriebsleistung für den Vortrieb bei Vorwärts flug mit hoher Geschwindigkeit zur Verfügung steht.The object of the invention is to operate a To improve composite helicopter, and in particular a composite propose helicopters in which devices other than a conventional tail rotor are provided to lateral Generate forces that affect the effect of the main rotor torque counteract and exploited for yaw control and, furthermore, propulsive forces for the forward fly at high speed with the help of another Device as with a propeller assigned to a channel be generated such that the weight and resistance a tail boom, which is part of the compound helicopter are a minimum as well as essentially the whole Energy of the drive power for forward propulsion flight at high speed is available.

Gemäß der Erfindung ist ein gattungsgemäßer Verbundhubschrau ber gekennzeichnet durch eine Schlitzvorrichtung im Schwanz ausleger, durch die Luft zur Steuerung der Zirkulation über eine Außenfläche des Schwanzauslegers geblasen werden kann, wodurch eine seitliche Kraft auf den Schwanzausleger ausgeübt wird, deren Größe und Richtung geeignet ist, dem Einfluß des Auftriebsrotodrehmomentes auf den Rumpfaufbau beim vertikalen Abhebe-/Lande-, Schwebe- und Langsamflugbetrieb entgegenzu wirken, Luftauslaßöffnungen mit einer Drehklappenanordnung an jeder Seite des Schwanzauslegers in der Nähe des hinteren Endes, durch die Luft abgeführt werden kann, um Seitenkräfte für die Giersteuerung beim vertikalen Abhebe-/Lande-, Schwebe- und Langsamflugbetrieb zu erzeugen, eine durch das Triebwerk angetriebene Gebläsevorrichtung, die einen Luft strom mit niedrigem Druckverhältnis zur Einspeisung in die Schlitzvorrichtung und die Luftauslaßöffnungen beim verti kalen Abhebe-/Lande-, Schwebe- und Langsamflugbetrieb abgibt, und die ferner einen Luftstrom mit geeignetemhöherem Druck verhältnis zum Vortrieb für den Flug mit hoher Geschwin digkeit abgeben kann, und eine Flossen- und Steuerruderanord nung, die auf dem Schwanzausleger befestigt ist, wobei das Steuerruder so betätigbar ist, daß es seitliche Kräfte für die Giersteuerung beim Vorwärtsflug mit hoher Geschwindigkeit ergibt.According to the invention is a generic composite helicopter Characterized by a slit device in the tail boom, through the air to control circulation via an outer surface of the tail boom can be blown, which exerts a lateral force on the tail boom whose size and direction is appropriate, the influence of the Buoyancy rotor torque on the fuselage structure in vertical To take off / land, hover and slow flight act on air outlet openings with a rotary valve arrangement each side of the tail boom near the rear In the end, through which air can be evacuated to lateral forces for yaw control during vertical take off / landing, To generate hover and slow flight operation, one by the Engine powered blower device that has an air low pressure flow for feeding into the Slit device and the air outlet openings at verti kalen takes off / landing, hovering and slow flight operations, and further an air stream of suitably higher pressure ratio to propulsion for high-speed flight and a fin and rudder arrangement tion, which is attached to the tail boom, which The rudder can be actuated so that there are lateral forces for yaw control when flying forward at high speed results.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird Luft mit höherem Druckverhältnis, die von der durch den Hubschrauberantrieb angetriebenen Gebläsevorrichtung für den Vortrieb abgegeben wird, durch den Schwanzausleger hindurchgeführt und vom rückwärtigen Ende des Auslegers durch eine nach hinten gerichtete Düse abgegebenIn one embodiment of the invention, air with higher Pressure ratio by the by the helicopter drive driven blower device for propulsion delivered is passed through the tail boom and from rear end of the boom by a backward directed nozzle dispensed

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist ein Gasturbinentriebwerk mit einem von dem Triebwerk angetriebe nen Bypaßgebläse auf jedem der feststehenden Tragflügel befestigt und Luft mit höherem Druckverhältnis wird hinter dem Triebwerk für den Vortrieb bei einem Flug mit hoher Geschwindigkeit abgegeben.In another embodiment of the invention is a Gas turbine engine with one driven by the engine bypass blowers on each of the fixed wings attached and air with higher pressure ratio is behind the engine for propulsion on a flight at high Given speed.

Ein Verbundhubschrauber nach der Erfindung weist einen aerodynamisch besonders günstigen Schwanzausleger auf, der einen minimalen Luftwiderstand im Vorwärtsflug ergibt. Die Forderung, daß Gebläseluft seitliche Schubkräfte erzeugt, damit dem Einfluß des Auftriebsrotordrehmomentes entgegen gewirkt wird, und damit eine Giersteuerung beim vertikalen Abhebe-/Lande-, Schwebe- und Langsamflugbetrieb erzielt wird, wird dadurch reduziert, daß Luft zur Steuerung der Zirkulation der Auftriebsrotor-Abwindluft (downwash air) um den Schwanzausleger geblasen wird, wodurch erreicht wird, daß die in der Abwindluft zur Verfügung stehende Energie die seitliche Kraft ergibt, die erforderlich ist, um dem Einfluß des Auftriebsrotor-Drehmomentes entgegenzuwirken. Gleichzei tig kann das Gebläse so dimensioniert werden, daß es die maximale Menge an Triebwerksenergie aufnimmt, die zur Verfügung steht, wenn der Rotor entlastet oder abgeschaltet wird, damit die Forderung nach Luft mit höherem Druckverhält nis für den Vortrieb erfüllt ist, wobei Giersteuerungskräfte bei einem Flug mit hoher Geschwindigkeit durch die Flosse und das Steuerruder erzeugt werden.A compound helicopter according to the invention has one aerodynamically particularly favorable tail boom, the results in minimal air resistance in forward flight. The Requirement that blower air generate lateral thrust, thus counteracting the influence of the lift rotor torque is knitted, and thus a yaw control in vertical Take-off / landing, hovering and slow flight operations achieved is reduced by the fact that air to control the Circulation of the downwash air the tail boom is blown, whereby it is achieved that the energy available in the waste air gives lateral force that is required to influence counteracting the buoyancy rotor torque. Simultaneously tig the blower can be dimensioned so that it maximum amount of engine energy that is used to Is available when the rotor is unloaded or switched off so that the demand for air with a higher pressure ratio nis for propulsion is met, with yaw control forces when flying through the fin at high speed and the rudder are generated.

Ein Verbundhubschrauber nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung mit einem Rumpfaufbau mit einem sich vom Rumpf nach hinten erstreckenden Schwanzausleger, einer Auftriebs rotoranordnung mit einer Mehrzahl von Rotorblättern, die über dem Rumpfaufbau befestigt sind und die einen größeren Teil des Auftriebs beim vertikalen Abhebe-/Lande-, Schwebe- und Langsamflugbetrieb ergeben, einem feststehenden Tragflügel, der sich seitlich von jeder Seite des Rumpfes nach außen erstreckt und einen größeren Teil des Auftriebs bei Flugbe trieb mit hoher Geschwindigkeit in Vorwärtsrichtung erzeugt, einer Gasturbinentriebwerksanlage, die auf dem Rumpfaufbau befestigt ist, und einer Kraftübertragung mit Getriebe, die zwischen Triebwerksanlage und den Auftriebsrotor einge schaltet ist, wobei der Auftriebsrotor von dem Triebwerk so angetrieben werden kann, daß er einen Auftrieb erzeugt, ist gekennzeichnet durch ein Axialgebläse mit veränderlicher Steigung, das im Rumpfaufbau in der Nähe des vorderen Endes des Schwanzauslegers angeordnet ist, eine Übertragungsvor richtung, die zwischen Getriebe und Gebläse eingeschaltet ist, wobei das Gebläse von dem Triebwerk über das Getriebe angetrieben sein kann, eine Lufteinlaßvorrichtung im Rumpf aufbau, durch die Umgebungsluft von dem Gebläse eingesaugt werden kann, einen im Rumpfaufbau angeordneten Kanal zur Aufnahme eines Luftstromes mit erhöhtem Druckverhältnis aus dem Gebläse und zur Abgabe dieser Luft in den Schwanzaus leger, eine Schlitzanordnung im Schwanzausleger um Gebläse luft mit niedrigem Druckverhältnis über eine Außenfläche des Schwanzauslegers zu blasen, derart, daß die Zirkulation der darüberstreichenden Luft gesteuert wird, wobei eine Seiten kraft auf den Schwanzausleger ausgeübt wird, deren Größe und Richtung geeignet ist, dem Einfluß auf den Rumpfaufbau des Auftriesrotordrehmomentes entgegenzuwirken, Luftauslaßöff nungen an jeder Seite des Schwanzauslegers in der Nähe eines seiner Enden, das vom Gebläse entfernt angeordnet ist, wobei die Luftauslaßöffnung eine Drehklappenvorrichtung aufweist, die so betätigbar ist, daß die Luftauslaßöffnungen geöffnet werden, damit Gebläseluft niedrigen Luftverhältnisses daraus entfernt werden kann, wodurch seitliche Kräfte auf den Schwanzausleger zur Giersteuerung während des vertikalen Abhebe-/Lande-, Schwebe- und Langsamflugbetriebes erzeugt werden, eine Flossen- und Steuerruderanordnung die auf dem Schwanzausleger in der Nähe des entfernten Endes des Ausle gers befestigt ist, wobei das Steuerruder so betätigbar ist, daß seitliche Kräfte für die Giersteuerung während des Vorwärtsfluges mit hoher Geschwindigkeit erzeugt werden, und eine nach hinten gerichtete Luftauslaßdüsenvorrichtung, die am entfernten Ende des Schwanzauslegers vorgesehen ist und die eine Türschließvorrichtung aufweist, die zwischen einer Position, in der die Düsenvorrichtung geschlossen ist, und einer Position, in der die Düsenvorrichtung geöffnet ist, verstellt werden kann, damit Gebläseluft mit einem höheren Druckverhältnis daraus abgegeben werden kann, um Vortriebs kräfte für den Vorwärtsflug mit hoher Geschwindigkeit zu erzeugen.A compound helicopter according to another embodiment the invention with a fuselage structure with a different from the fuselage tail extension, a buoyancy rotor arrangement with a plurality of rotor blades that over the fuselage are attached and a large part buoyancy during vertical take-off / landing, floating and Slow flight operation result in a fixed wing, which extends to the side from each side of the fuselage extends and a larger part of the buoyancy at Flugbe propelled at high speed in the forward direction, a gas turbine engine plant based on the fuselage is attached, and a power transmission with gearbox between the power plant and the lift rotor is switched, the lift rotor from the engine so can be driven to generate buoyancy characterized by an axial fan with variable Slope that in the fuselage structure near the front end the tail boom is arranged, a transfer direction switched between gearbox and blower with the blower from the engine through the transmission can be driven, an air intake device in the fuselage construction, sucked in by the ambient air from the blower can be a channel arranged in the fuselage Recording an air flow with an increased pressure ratio the blower and to discharge this air into the tail casual, a slot arrangement in the tail boom around the fan air with a low pressure ratio over an outer surface of the To blow tail boom so that the circulation of the sweeping air is controlled, one side force is exerted on the tail boom, their size and Direction is appropriate, the influence on the hull structure of the To counteract the rotor torque, air outlet on each side of the tail boom near one its ends, which is located away from the fan, wherein the air outlet opening has a rotary flap device, which can be actuated so that the air outlet openings are opened so that blower air from it low air ratio can be removed, causing lateral forces on the Tail boom for yaw control during vertical Take off / landing, hover and slow flight operation generated become a fin and rudder arrangement which on the Tail boom near the distal end of the Ausle gers is attached, the rudder being actuated so that lateral forces for yaw control during the Forward flight are generated at high speed, and a rearward air outlet nozzle device which is provided at the distal end of the tail boom and which has a door locking device between a Position in which the nozzle device is closed, and a position in which the nozzle device is open, can be adjusted so that fan air with a higher Pressure ratio can be given to propulsion forces for forward flight at high speed produce.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist ein Verbundhubschrauber mit einem Rumpfaufbau mit einem sich vom Rumpf nach hinten erstreckenden Schwanzausleger, einer Auftriebsrotoranordnung mit einer Mehrzahl von Rotorblättern, die über dem Rumpfaufbau befestigt sind und die einen größeren Teil des Auftriebes beim vertikalen Abhebe-/Lande-, Schwebe- und Langsamflugbetrieb liefern, einem feststehenden Tragflügel, der sich seitlich von jeder Seite des Rumpfes nach außen erstreckt und einen größeren Teil des Auftriebes beim Flugbetrieb mit hoher Geschwindigkeit in Vorwärtsrich tung erzeugt, und einer Kraftübertragung mit einem Getriebe, das zwischen eine am Rumpf befestigte Gasturbinentriebwerks anlage und den Auftriebsrotor eingeschaltet ist, wobei der Auftriebsrotor durch das Triebwerk so angetrieben werden kann, daß er einen Auftrieb erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasturbinentriebwerksanordnung eine Triebwerk-Bypaß- Gebläsevorrichtung aufweist, daß eine Kanalvorrichtung, die Luft aus der Triebwerk-Bypaß-Gebläsevorrichtung über das Triebwerk führt, um heißes Gas, das aus der Leistungsturbine der Triebwerksanordnung abgegeben wird, zu erfassen und stromabwärts in bezug auf das Triebwerk damit zu vermischen sowie ein Gemisch aus Bypaß-Gebläseluft und Abgas zu erzeu gen, das über die Kanalvorrichtung in den Schwanzausleger geführt wird, eine Schlitzvorrichtung im Schwanzausleger das Gemisch mit einem niedrigen Druckverhältnis über eine Außenfläche des Schwanzauslegers bläst, um die Luftzirku lation zu steuern, wodurch eine seitliche Kraft auf den Schwanzausleger entsteht, die nach Größe und Richtung in der Lage ist, dem Einfluß des Rumpfaufbaues des Auftriebrotor drehmomentes entgegenzuwirken, eine Auslaßöffnungsvorrichtung an jeder Seite des Schwanzauslegers in der Nähe eines Endes des Auslegers ausgebildet ist, die von dem Triebwerk abgele gen angeordnet ist, wobei die Auslaßöffnungsvorrichtung eine Drehklappenvorrichtung aufweist, die so betätigbar ist, daß sie die Luftauslaßöffnungen öffnet, damit das Gemisch mit niedrigem Druckverhältnis daraus entweichen kann, wodurch seitliche Kräfte auf den Schwanzausleger für die Giersteue rung während des vertikalen Abhebe-/Lande-, Schwebe- und Langsamflugbetriebes erzeugt werden, eine Flossen- und Steuerrudervorrichtung auf dem Schwanzausleger in der Nähe des entfernten Endes des Auslegers befestigt ist, wobei das Steuerruder so betätigbar ist, daß es seitliche Kräfte für die Giersteuerung während des Vorwärtsfluges mit hoher Geschwindigkeit erzeugt, und eine nach hinten gerichtete Luftauslaßdüsenvorrichtung am entfernten Ende des Schwanz auslegers vorgesehen ist, die eine Türschließvorrichtungen aufweist, welche zwischen einer Position, in der die Düsen vorrichtung geschlossen ist, und einer Position, in der die Düsenvorrichtung geöffnet ist, verstellbar ist, damit ein Luft-Abgas-Gemisch aus dem Bypaß-Gebläse (43) mit höherem Druckverhältnis daraus abgegeben werden kann, um Vortriebs kräfte für den Vorwärtsflug mit hoher Geschwindigkeit zu erzeugen.According to a further embodiment of the invention, a composite helicopter with a fuselage structure with a tail boom extending rearward from the fuselage, a lift rotor arrangement with a plurality of rotor blades which are fastened over the fuselage structure and which a larger part of the lift during vertical lift-off / landing , Hover and slow flight operation, a fixed wing that extends laterally from each side of the fuselage and generates a larger part of the lift during flight operations at high speed in the forward direction, and a power transmission with a transmission that is between one on the fuselage attached gas turbine engine and the buoyancy rotor is turned on, the buoyancy rotor can be driven by the engine so that it generates a buoyancy, characterized in that the gas turbine engine assembly has an engine bypass blower device that a e duct device that directs air from the engine bypass fan device over the engine to capture and mix hot gas discharged from the power turbine of the engine assembly with it downstream of the engine, and a mixture of bypass fan air and Generating exhaust gas that is fed into the tail boom via the channel device, a slit device in the tail boom blows the mixture at a low pressure ratio over an outer surface of the tail boom to control the air circulation, thereby creating a lateral force on the tail boom that occurs after Size and direction is able to counteract the influence of the fuselage structure of the lift rotor torque, an outlet opening device is formed on each side of the tail boom near one end of the boom, which is arranged away from the engine, the outlet opening device being a rotary flap v device that is operable to open the air vents to allow the low pressure ratio mixture to escape therefrom, thereby generating lateral forces on the tail boom for yaw control during vertical takeoff / landing, levitation and slow flight operations, a fin and rudder assembly is mounted on the tail boom near the distal end of the boom, the rudder being operable to generate lateral forces for yaw control during high speed forward flight, and a rearward air outlet nozzle assembly at the far end the tail boom is provided, which has a door closing devices, which is adjustable between a position in which the nozzle device is closed and a position in which the nozzle device is open, so that an air-exhaust gas mixture from the bypass blower ( 43 ) with height erem pressure ratio can be given to generate propulsive forces for forward flight at high speed.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist ein Verbundhubschrauber mit einem Rumpfaufbau mit einem sich vom Rumpf nach hinten erstreckenden Schwanzausleger, einer Auftriebsrotoranordnung mit einer Mehrzahl von Rotorblättern, die über dem Rumpfaufbau befestigt sind und die einen größeren Teil des Auftriebes beim vertikalen Abhebe-/Lande-, Schwebe- und Langsamflugbetrieb liefern, einem feststehenden Tragflügel, der sich seitlich von jeder Seite des Rumpfauf baues aus erstreckt und einen größeren Teil des Auftriebs bei Vorwärtsflug mit hoher Geschwindigkeit erzeugt, einer Gasturbinentriebwerksanlage, die auf jedem feststehenden Tragflügel befestigt ist, um einen Vortriebsschub für den Vorwärtsflug mit hoher Geschwindigkeit zu erzeugen, und einer Übertragungsvorrichtung mit einem Getriebe, das zwischen Triebwerk und Auftriebsrotor eingeschaltet ist, wobei der Auftriebsrotor von dem Triebwerk angetrieben werden kann, um eine Auftriebsbewegung zu erzeugen, gekennzeichnet durch eine Kanalvorrichtung, die mit der Triebwerk-Bypaß-Gebläsevorrich tung zur Abgabe von Anzapfluft mit niedrigem Druckverhältnis aus der Triebwerk-Bypaß-Gebläsevorrichtung in das Innere des Schwanzauslegers verbunden ist, eine Schlitzvorrichtung im Schwanzausleger, die die Luft niedrigen Druckverhältnisses über eine Außenfläche des Schwanzauslegers bläst, um die dort zirkulierende Luft zu steuern, wobei eine seitliche Kraft auf den Schwanzausleger erzeugt wird, deren Größe und Richtung dem Einfluß des Auftriebrotordrehmomentes auf den Rumpfaufbau entgegenwirkt, Luftauslaßöffnungen, die auf jeder Seite des Schwanzauslegers in der Nähe eines entfernten Endes des Auslegers angeordnet sind und die Drehklappen aufweisen, welche so betätigbar sind, daß sie die Auslaßöffnungen öffnen, damit Luft niedrigen Druckverhältnisses daraus abgeführt werden kann, wodurch seitliche Kräfte auf den Schwanzausleger für die Giersteuerung während des vertikalen Abhebe-/Lande-, Schwebe-und Langsamflugbetriebes erzeugt werden, eine Ventilvorrichtung, die der Kanalvorrichtung zugeordnet ist, um die Kanäle zu schließen, wodurch die Abgabe von Bypaß-Gebläseluft mit niedrigem Druckverhältnis in den Schwanzausleger beendet wird und Bypaß-Gebläseluft mit höherem Druckverhältnis nach hinten in bezug auf das Trieb werk gerichtet wird, um einen Vortriebsschub zu erzeugen, und eine Flossen- und Steuerrudervorrichtung, die auf dem Schwanzausleger in der Nähe des fernen Endes befestigt ist, wobei das Steuerruder so betätigbar ist, daß es seitliche Kräfte für die Giersteuerung während des Vorwärtsfluges mit hoher Geschwindigkeit ergibt.In a further embodiment of the invention is a Composite helicopter with a fuselage structure with a different from Fuselage extending tail tail, one Buoyancy rotor arrangement with a plurality of rotor blades, which are attached over the fuselage structure and the one greater part of the buoyancy during vertical take-off / landing, Deliver hover and slow flight operations, a fixed Wing extending laterally from each side of the fuselage construction extends from and a larger part of the buoyancy Forward flight generated at high speed, one Gas turbine power plant operating on each fixed The wing is attached to a propulsion thrust for the Generate forward flight at high speed, and one Transmission device with a gearbox between Engine and buoyancy rotor is turned on, the Buoyancy rotor can be driven by the engine generate a buoyancy movement, characterized by a Duct device with the engine bypass blower device device for the delivery of bleed air with a low pressure ratio from the engine bypass blower device to the interior of the Tail boom is connected, a slot device in the Tail booms that hold the air at low pressure blows over an outer surface of the tail boom to the there to control circulating air, exerting a lateral force on it the tail boom is generated, their size and direction the influence of the drive rotor torque on the fuselage counteracts air vents on each side of the Tail boom near a distal end of the Boom are arranged and have the rotary flaps, which can be actuated so that they have the outlet openings open so that air of low pressure ratio from it can be dissipated, causing lateral forces on the Tail boom for yaw control during vertical Lifting / landing, hovering and slow flight operation generated be a valve device that the channel device is assigned to close the channels, causing the Delivery of bypass blower air with low pressure ratio in the tail boom is terminated and bypass blower air with higher pressure ratio to the rear with respect to the drive is directed to generate a thrust, and a fin and rudder device that on the Tail boom is attached near the far end, the rudder being operable to be lateral Forces for yaw control during forward flight with high speed results.

Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeich nung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigt:The invention in connection with the drawing tion explained using exemplary embodiments. It shows:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines Verbundhub schraubers nach einer Ausführungsform der Erfindung, Fig. 1 is a schematic side view of a Verbundhub wrench according to an embodiment of the invention,

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II der Fig. 1, Fig. 2 shows a section along the line II-II of Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III der Fig. 1, Fig. 3 is a section along the line III-III of Fig. 1,

Fig. 4 eine schematische Seitenansicht eines Verbundhub schraubers nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung, Fig. 4 is a schematic side view of a Verbundhub screwdriver according to another embodiment of the invention,

Fig. 5 eine schematische Seitenansicht eines Verbundhub schraubers nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, und Fig. 5 is a schematic side view of a compound screwdriver according to another embodiment of the invention, and

Fig. 6 eine schematische Aufsicht auf den Verbundhubschrau ber nach Fig. 5 in Ansicht von oben. Fig. 6 is a schematic plan view of the composite helicopter according to FIG. 5 in a view from above.

Ein Verbundhubschrauber 10 nach einer Ausführungsform der Erfindung weist, wie in Fig. 1 dargestellt, einen Rumpfaufbau 11 mit einem sich nach hinten erstreckenden Schwanzausleger 12 auf. Eine Auftriebs- bzw. Hubrotoranordnung 13 mit einer Mehrzahl von Rotorblättern 14 ist drehbar über dem Rumpf angeordnet, und ein feststehender Tragflügel 15 erstreckt sich seitlich von jeder Seite des Rumpfes nach außen. Eine Antriebsvorrichtung, im Falle dieser Ausführungsform aus ein oder mehreren Gasturbinentriebwerken 16 bestehend, ist auf dem Rumpf befestigt, und jedes Triebwerk ist so ausgelegt, daß es die Auftriebsrotoranordnung 13 mit Hilfe einer Übertragungsvorrichtung antreibt, die eine Triebwerksan triebswelle 17, ein Getriebe 18 und eine Hauptrotorantriebs welle 19 umfaßt.A composite helicopter 10 according to an embodiment of the invention has, as shown in FIG. 1, a fuselage structure 11 with a tail boom 12 extending to the rear. A lift rotor assembly 13 having a plurality of rotor blades 14 is rotatably disposed above the fuselage and a fixed airfoil 15 extends laterally outward from each side of the fuselage. A drive device, in the case of this embodiment consisting of one or more gas turbine engines 16 , is mounted on the fuselage, and each engine is designed to drive the lift rotor assembly 13 by means of a transmission device, the drive shaft 17 , a transmission 18 and one Main rotor drive shaft 19 includes.

Eine Gebläsevorrichtung mit einem Axialgebläse 20 mit veränderlicher Steigung ist im Rumpf in der Nähe eines vorderen Endes des Schwanzauslegers 12 angeordnet. Eine Übertragungsvorrichtung mit einer Gebläseantriebswelle 21 verbindet das Gebläse 20 mit dem Getriebe 18, durch das das Gebläse angetrieben werden kann. Eine Lufteinlaßvorrichtung mit einer oder mehreren Einlaßöffnungen 22 ist im Rumpf vorgesehen, damit das Gebläse 20 Umgebungsluft ansaugen kann. Das Gebläse 20 gibt Luft mit erhöhtem Druck an einen Kanal 23, über den die Luft in das Innere des Schwanzauslegers 12 strömt.A blower device having a variable pitch axial fan 20 is disposed in the fuselage near a forward end of the tail boom 12 . A transmission device with a blower drive shaft 21 connects the blower 20 to the transmission 18 , through which the blower can be driven. An air inlet device with one or more inlet openings 22 is provided in the fuselage so that the blower 20 can suck in ambient air. The blower 20 delivers air with increased pressure to a channel 23 , via which the air flows into the interior of the tail boom 12 .

Auf einer Seite des Schwanzauslegers sind in der Nähe der Oberseite und der Unterseite des Auslegers in Längsrichtung verlaufende Schlitze 24 und 25 vorgesehen, durch die Gebläse luft mit einem geeigneten Druckverhältnis aus dem Schwanzaus leger abgeführt werden kann. Wie in Fig. 2 gezeigt, sind die Schlitze so angeordnet, daß die Luft nach abwärts gerichtet über die Steuerbordseitenfläche des Schwanzauslegers heraus geführt wird. Der Ausdtritt von Luft aus den Schlitzen 24 und 25 wird durch eine Ventilvorrichtung gesteuert, die bei dieser Ausführungsform ein Drehklappenventil 26 (Fig. 2) ist, das durch eine umlaufende Betätigungsvorrichtung oder eine andere geeignete Vorrichtung (nicht dargestellt) betätigt werden kann.On one side of the tail boom near the top and bottom of the boom longitudinal slots 24 and 25 are provided through the air blower can be discharged from the tail out leg with a suitable pressure ratio. As shown in Fig. 2, the slots are arranged so that the air is directed downward over the starboard side surface of the tail boom. The escape of air from slots 24 and 25 is controlled by a valve device, which in this embodiment is a butterfly valve 26 ( Fig. 2) that can be operated by a rotary actuator or other suitable device (not shown).

Luftauslaßöffnungen 27 sind an jeder Seite des Schwanzaus legers 12 in der Nähe des gebläsefernen Endes vorgesehen, und die Auslaßöffnungen 27 können durch Drehflügel bzw. -klappen 28 geschlossen werden (Fig. 3).Air outlet openings 27 are provided on each side of the tail end layer 12 near the end remote from the blower, and the outlet openings 27 can be closed by rotary flaps or flaps 28 ( Fig. 3).

Das gebläseferne Ende des Schwanzauslegers 12 ist als Auslaßdüse 29 ausgebildet und mit Drehtüren 30 zum Ver schließen der Auslaßdüse versehen.The distal end of the tail boom 12 is formed as an outlet nozzle 29 and provided with revolving doors 30 for closing the outlet nozzle.

Eine Flosse 31 und ein Steuerruder 32 sind auf dem Schwanz ausleger 12 in der Nähe des gebläsefernen Endes des Schwanz auslegers 12 befestigt.A fin 31 and a rudder 32 are attached to the tail boom 12 near the distal end of the tail boom 12 .

Im Betrieb des Verbundhubschraubes 10 nach Fig. 1 überträgt beim Abhebe-, Lande-, Schwebe- und Langsam-Flugbetrieb das Gasturbinentriebwerk (bzw. die Gasturbinentriebwerke) Leistung in das Getriebe 18, um die Auftriebsrotoranordnung 13 und das Gebläse 20 anzutreiben; ein größerer Teil der verfügbaren Triebwerksleistung wird zum Antrieb des Auftriebs rotors, und ein kleinerer Teil zum Antrieb des Gebläses verwendet. Die gleichsinnige Blattwinkelverstellung (collec tive pitch) der Rotorblätter 14 wird so eingestellt, daß entsprechende Auftriebskräfte erzeugt werden, und die periodische Blattwinkelverstellung (cycling pitch) wird an den Rotorblättern so vorgenommen, daß seitliche und/oder vordere und hintere Kräfte für Trimm- und Manövrierzwecke erzeugt werden. . In operation of the Verbundhubschraubes 10 of Figure 1 landing, hovering and low-speed flight operation, the gas turbine engine transfers during lift-off, (or the gas turbine engine) to drive power into the gearbox 18 to the lifting rotor assembly 13 and the blower 20; A larger part of the available engine power is used to drive the lift rotor, and a smaller part to drive the fan. The same-direction blade pitch adjustment (collective pitch) of the rotor blades 14 is set so that corresponding buoyancy forces are generated, and the periodic blade angle adjustment (cycling pitch) is carried out on the rotor blades so that lateral and / or front and rear forces for trimming and maneuvering purposes be generated.

Bei diesen Betriebsarten wird die Steigung der Flügel des Gebläses 20 so eingestellt, daß Umgebungsluft durch die Einlaßöffnung 22 angesaugt wird und Luft mit einem geeigneten Druckverhältnis, z. B. 1,05, an den Kanal 23 und von dort in das Innere des Schwanzauslegers 12 abgegeben wird, der als eine Überdruckauffüllkammer wirkt. Die Klappenventile 26, die den Schlitzen 24 und 25 zugeordnet sind, werden in eine Offen-Stellung bewegt, wodurch Luft aus dem Inneren des Schwanzauslegers durch die Schlitze abströmen kann. Wenn der Hauptrotor 13 von oben gesehen im Uhrzeigersinn rotiert, tendiert der Rumpf dazu, in gleicher Richtung als Reaktion auf das durch den Hauptrotor aufgebrachte Drehmoment zu rotieren. Gleichzeitig ist Abwindluft aus den Rotorblättern über den Schwanzausleger vorhanden. Die Luft, die aus den Schlitzen auf der Steuerbordseite des Schwanzauslegers abströmt, bewegt sich schneller als die Abwindluft, so daß ein niedrigerer Druck auf die Steuerbordseitenfläche des Schwanzauslegers ausgeübt wird als auf die Backbordseiten fläche. Damit wird eine Seitenkraft auf den Schwanzausleger von Backbord nach Steuerbord ausgeübt, die der Tendenz des Rumpfes, in Reaktion auf das Hauptrotordrehmoment zu rotie ren, entgegenwirkt.In these modes, the pitch of the blades of the blower 20 is adjusted so that ambient air is drawn in through the inlet opening 22 and air with a suitable pressure ratio, e.g. B. 1.05, to the channel 23 and from there into the interior of the tail boom 12 , which acts as an overpressure filling chamber. The flapper valves 26 associated with slots 24 and 25 are moved to an open position, allowing air to flow out of the interior of the tail boom through the slots. When the main rotor 13 rotates clockwise when viewed from above, the fuselage tends to rotate in the same direction in response to the torque applied by the main rotor. At the same time, there is waste air from the rotor blades via the tail boom. The air flowing out of the slots on the starboard side of the tail boom moves faster than the blow-off air, so that a lower pressure is exerted on the starboard side surface of the tail boom than on the port sides. This exerts a lateral force on the tail boom from port to starboard that counteracts the tendency of the fuselage to rotate in response to the main rotor torque.

Bei diesen Betriebsarten werden Seitenkräfte für die Gier steuerung durch selektives Öffnen der Drehklappen 28 erzeugt, die den Auslaßöffnungen 27 zugeordnet sind, damit Luft von der einen oder der anderen Seite des Schwanzauslegers austreten kann und dadurch eine Seitenkraft erzeugt wird, die dem auf die Seitenkraft reagierenden Auftriebsrotormoment hinzuaddiert oder von ihm abgezogen wird. Falls erwünscht, können die Drehklappen, die der Auslaßöffnung auf der Backbordseite des Schwanzauslegers zugeordnet sind, geöffnet werden, damit Luft abgeführt werden kann, um eine Seitenkraft zu erzeugen, die der Seitenkraft hinzuaddiert wird, die am Schwanzausleger durch Abführen von Luft aus den Schlitzen erzeugt wird, wobei die Summe dieser Kräfte die Kraft ist, die erforderlich ist, um dem Hauptrotordrehmoment entgegen zuwirken. In these modes, side forces for yaw control are generated by selectively opening the flaps 28 associated with the exhaust ports 27 to allow air to escape from one side or the other of the tail boom and thereby generate a side force that is responsive to the side force Buoyancy rotor torque is added or subtracted from it. If desired, the rotary flaps associated with the exhaust port on the port side of the tail boom can be opened to allow air to be vented to create a side force that is added to the side force that is generated at the tail boom by venting air from the slots , the sum of these forces being the force required to counteract the main rotor torque.

Der Vorwärtsflug wird eingeleitet, indem den Rotorblättern eine nach vorwärts gerichtete, zyklische Blattwinkelverstel lung aufgegeben wird. Wenn sich die Vorwärtsgeschwindigkeit aufbaut, bewirken die Tragflügel 15 einen zunehmenden Auftrieb, der ermöglicht, daß die gleichsinnige Blattwinkel verstellung der Rotorblätter allmählich abnimmt, wodurch der Rotor entlastet wird. Wenn der Rotor entlastet wird, nimmt die Drehmomentreaktion des Rumpfes ab; dies führt dazu, daß weniger Luft aus den Schlitzen abgeführt werden muß, um eine Seitenkraft zu erzeugen, die dem Effekt des Auftriebsrotor drehmomentes entgegenwirkt. Die Vorwärtsgeschwindigkeit wird dadurch aufgebaut, daß die Steigung der Gebläseflügel so erhöht wird, daß das Gebläse Luft mit höherem Druckverhält nis, z. B. 1,5, in das Innere des Schwanzauslegers abgibt. Die Türen 30 der Auslaßdüse 29 am entfernten Ende des Schwanzaus legers werden geöffnet, so daß die Luft mit höherem Druckver hältnis aus dem Schwanzausleger entweichen und Antriebskräfte für den Vorwärtsflug mit hoher Geschwindigkeit erzeugen kann. Gleichzeitig wird die zyklische Blattwinkelverstellung der Rotorblätter so vorgenommen, daß eine im wesentlichen horizontale Rotorscheibe aufrecht erhalten wird. Wenn die Vorwärtsgeschwindigkeit sich aufbaut, nimmt die Geschwindig keit der über die Flosse 31 und das Steuerruder 32 strömenden Luft zu, so daß Seitenkräfte für die Giersteuerung durch Betätigen des Ruders erzielt werden können.Forward flight is initiated by giving the rotor blades a forward, cyclical blade angle adjustment. When the forward speed builds up, the wings 15 cause an increasing lift, which allows that the same-direction blade angle adjustment of the rotor blades gradually decreases, whereby the rotor is relieved. When the rotor is relieved, the torsion torque response decreases; this means that less air has to be removed from the slots to generate a side force that counteracts the effect of the buoyancy rotor torque. The forward speed is built up by increasing the slope of the fan blades so that the fan air with a higher pressure ratio such. B. 1.5, in the interior of the tail boom. The doors 30 of the outlet nozzle 29 at the distal end of the tail boom are opened so that the air can escape at a higher pressure ratio from the tail boom and can generate driving forces for forward flight at high speed. At the same time, the cyclic blade angle adjustment of the rotor blades is carried out in such a way that an essentially horizontal rotor disk is maintained. When the forward speed builds up, the speed of the air flowing over the fin 31 and the rudder 32 increases, so that lateral forces for yaw control can be obtained by operating the rudder.

Der Verbundhubschrauber 10 nach dieser Ausführungsform der Erfindung hat den Vorteil, daß ein aerodynamisch extrem günstiger Schwanzausleger gebaut werden kann, der bei Vorwärtsflug einen minimalen Luftwiderstand hat. Gleichzeitig kann bei Erfüllung der Forderung nach Luft höheren Druckver hältnisses, die für den Vortrieb gefordert wird, das Gebläse 20 so dimensioniert werden, daß es eine maximale Triebwerks leistung absorbiert, die zur Verfügung steht, wenn der Auftriebsrotor entlastet bzw. zurückgeschaltet wird.The composite helicopter 10 according to this embodiment of the invention has the advantage that an aerodynamically extremely favorable tail boom can be built, which has a minimal air resistance when flying forward. At the same time can meet the demand for air higher Druckver ratio, which is required for the propulsion, the blower 20 so that it absorbs a maximum engine power that is available when the lift rotor is relieved or switched back.

Ein zusätzlicher Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, daß Luft über den Schwanzausleger geführt werden kann, um die Luftzirkulation zu steuern, so daß die Energie genutzt werden kann, die bei Auftriebsrotorabwind verfügbar ist, um eine Seitenkraft zu erzielen, die dem Auftriebsrotordrehmo ment entgegenwirkt. Dies ergibt die Möglichkeit, die ge wünschten Antihub-Rotordrehmomentkräfte auf Kosten einer geringeren Leistung zu erzeugen, als dies der Fall ist, wenn die gewünschte Seitenkraft durch Abführen von Luft aus einer Strahldüse erhalten wird.An additional advantage of this embodiment is in that air can be passed over the tail boom, to control the air circulation so that the energy is used that is available in the case of buoyant rotor downwind to achieve a side force that the lift rotor torque counteracts. This gives the opportunity to ge wanted anti-lift rotor torque forces at the expense of one generate less power than is the case when the desired lateral force by removing air from a Jet nozzle is obtained.

Ein Verbundhubschrauber 40 nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung (Fig. 4) weist ein Gasturbinentriebwerk 41 mit Bypaß-Gebläse auf; das Triebwerk 41 ist über eine Antriebs welle 42, die aus der Vorderseite des Triebwerkes vorsteht, mit einem Getriebe 18 verbunden, das über eine Auftriebsro torantriebswelle 19 mit einem Hauptrotorsystem 13 gekoppelt ist. Die Merkmale des Verbundhubschraubers 40 nach Fig. 4, die den Merkmalen des Verbundhubschraubes 10 nach Fig. 1 entsprechen, haben die gleichen Bezugszeichen und werden nicht mehr weiter beschrieben.A compound helicopter 40 according to another embodiment of the invention ( FIG. 4) has a gas turbine engine 41 with a bypass fan; the engine 41 is connected via a drive shaft 42 , which protrudes from the front of the engine, to a transmission 18 which is coupled via a Auftriebsro gate drive shaft 19 with a main rotor system 13 . The features of the composite helicopter 40 according to FIG. 4, which correspond to the features of the composite helicopter 10 according to FIG. 1, have the same reference numerals and are no longer described.

Das Triebwerk 41 weist ein Bypaß-Gebläse 43 mit Gebläseflü geln mit variabler Steigung (nicht dargestellt) auf. Luft, die von dem Bypaß-Gebläse 43 abgegeben wird, wird über das Triebwerk durch einen Kanal 44 geleitet, der in einen Kanal 45 mündet, welcher an seinem stromabwärts gelegenen Ende mit dem Inneren des Schwanzauslegers 12 verbunden ist. Ein Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß die Bypaß-Geblä seluft heiße Gase, die aus der Turbinenstufe des Triebwerks (nicht dargestellt) kommen, umfaßt und dann mit diesen Auspuffgasen stromabwärts in bezug auf das Triebwerk mischt, damit ein Luft/Abgas-Gasgemisch erzielt wird, das aus den Schlitzen 24/25, den Auslaßöffnungen 27 oder der Luftauslaß düse 29, je nach Bedarf, abgegeben wird.The engine 41 has a bypass blower 43 with Gebläseflü gels with variable pitch (not shown). Air discharged from the bypass blower 43 is routed through the engine through a duct 44 which opens into a duct 45 which is connected at its downstream end to the interior of the tail boom 12 . An advantage of this arrangement is that the bypass fans include hot gases coming from the turbine stage of the engine (not shown) and then mix these exhaust gases downstream with respect to the engine to achieve an air / exhaust gas mixture is that from the slots 24/25 , the outlet openings 27 or the air outlet nozzle 29 , as required, is delivered.

Im Betrieb des Hubschraubers 40 werden während des vertikalen Abhebe-/Lande-, Schwebe- und Langsamflugbetriebes, wenn das Rotorsystem angetrieben wird, um Auftriebskräfte zu erzeugen, die Gebläseflügel des Bypaß-Gebläses 43 auf einen minimalen Verstellwinkel eingestellt, so daß das Gebläse einen Luft strom mit niedrigem Druckverhältnis erzeugt, der aus den Schlitzen 24/25 und den Auslaßöffnungen 27 abgeführt werden kann. Für einen Vorwärtsflug mit hoher Geschwindigkeit wird die Steigung der Gebläseflügel auf einen maximalen Steigungs winkel erhöht, so daß das Gebläse einen Luftstrom mit höherem Druckverhältnis erzeugt, der aus der Auslaßdüse 29 am entfernten Ende des Schwanzauslegers abgeführt wird, um Vortriebskräfte zu erzeugen.In operation of the helicopter 40 , during the vertical lift, landing, hover, and slow flight operations when the rotor system is being driven to generate lift forces, the fan blades of the bypass fan 43 are set to a minimum adjustment angle so that the fan releases air Generated stream with a low pressure ratio, which can be discharged from the slots 24/25 and the outlet openings 27 . For a high speed forward flight, the pitch of the fan blades is increased to a maximum pitch angle so that the fan generates a higher pressure ratio air stream that is exhausted from the outlet nozzle 29 at the distal end of the tail boom to generate propulsive forces.

Ein Verbundhubschrauber 50 nach einer weiteren Ausführungs form der Erfindung, die in den Fig. 5 und 6 dargestellt ist, weist ein Bypaß-Gebläse-Gasturbinentriebwerk 51 auf, das in jeden der seitlich am Rumpf angeordneten feststehenden Tragflügel 15 eingebaut ist. Die Merkmale des Verbundhub schraubers 50, die gleich denen des Verbundhubschraubes 10 nach Fig. 1 sind, erhalten gleiche Bezugszeichen und werden nicht mehr beschrieben.A composite helicopter 50 according to a further embodiment of the invention, which is shown in FIGS . 5 and 6, has a bypass blower gas turbine engine 51 which is installed in each of the fixed wings 15 arranged laterally on the fuselage. The features of the compound helicopter 50 , which are the same as those of the compound helicopter 10 according to FIG. 1, are given the same reference numerals and are no longer described.

Jedes Triebwerk 51 ist über eine Kraftübertragungseinrich tung, die eine Triebwerksantriebswelle 52 aufweist, für den Antrieb des Auftriebsrotorsystems 13 über ein Getriebe 18 geschaltet. Die Tragflügel 15 sind im oberen Bereich des Rumpfes 11 so befestigt, daß die Antriebswellen 52 im wesentlichen horizontal von den Triebwerken durch die Tragflügel und den Rumpf verlaufen und mit dem Getriebe 18 verbunden sind.Each engine 51 is connected via a power transmission device, which has an engine drive shaft 52 , for driving the lift rotor system 13 via a transmission 18 . The wings 15 are fastened in the upper region of the fuselage 11 so that the drive shafts 52 run essentially horizontally from the engines through the wings and the fuselage and are connected to the transmission 18 .

Ein Bypaß-Gebläse 53 an einem vorderen Stirnende eines jeden Triebwerkes weist Gebläseflügel (nicht dargestellt) mit veränderlicher Steigung auf. Es sind Vorkehrungen getroffen, um Anzapfluft mit niedrigem Druckverhältnis, die durch jedes Bypaßgebläse geliefert wird, in Kanäle 54 einzuspeisen, die sich durch die Tragflügel und den Rumpf in das Innere des Schwanzauslegers 12 erstrecken.A bypass blower 53 at a front end of each engine has blower blades (not shown) with variable pitch. Provision is made to feed low pressure ratio bleed air provided by each bypass fan into passages 54 which extend through the wings and fuselage into the interior of the tail boom 12 .

Im Betrieb des Verbundhubschraubers 50 werden die Gebläse flügel (nicht dargestellt) eines jeden Triebwerk-Bypaß-Geblä ses 53 dann, wenn die Triebwerke 51 das Rotorsystem 13 zur Erzeugung von Auftriebskräften antreiben, auf minimale Steigungswinkel eingestellt, so daß die Gebläse Luft mit niedrigem Druckverhältnis in das Innere des Schwanzauslegers 12 über die Kanäle 54 liefern. Diese Luft wird aus den Schlitzen 24, 25 abgeführt, um die Luftzirkulation über den Schwanzausleger zu steuern, wobei eine Seitenkraft mit einer Größe und Richtung, die der Wirkung des Auftriebsrotordrehmo mentes entgegenwirkt, am Schwanzausleger erzeugt wird. Die Luft mit niedrigem Druckverhältnis wird auch selektiv aus den Auslaßöffnungen 27 an jeder Seite des Schwanzauslegers abgeführt, um Seitenkräfte für die Giersteuerung zu erzeugen. Bei Flug mit hoher Geschwindigkeit und bei entlastetem Auftriebsrotor werden die Gebläseflügel auf maximale Stei gungswinkel eingestellt, so daß die Gebläse 53 Luft mit höherem Druckverhältnis abgeben. Die Ventilvorrichtungen (nicht dargestellt), die jedem Kanal 54 zugeordnet sind, werden geschlossen, um zu verhindern, daß Luft mit höherem Druckverhältnis in die Kanäle abgeführt wird, da bei entlast etem Hubrotor kein Bedarf besteht, Luft in das Innere des Schwanzauslegers abzugeben, um Luft aus den Schlitzen 24, 25 abzuführen. Bei Flug hoher Geschwindigkeit werden Giersteuer kräfte erhalten, indem das Steuerruder 32 so betätigt wird, daß Luft zur Abgabe aus den Auslaßöffnungen 27 nicht erfor derlich ist. Damit wird im wesentlichen die gesamte Luft mit höherem Druckverhältnis, die durch die Bypaß-Gebläse erzeugt wird, aus dem rückwärtigen Teil des Triebwerkes zur Erzeugung von Antriebskräften abgeführt.In operation of the composite helicopter 50 , the fan blades (not shown) of each engine bypass fan 53 are set to minimum pitch angles when the engines 51 drive the rotor system 13 to generate lift forces, so that the fan air is at a low pressure ratio deliver into the interior of the tail boom 12 via the channels 54 . This air is discharged from the slots 24 , 25 to control the air circulation via the tail boom, whereby a lateral force with a size and direction that counteracts the action of the buoyancy rotor torque is generated at the tail boom. The low pressure ratio air is also selectively exhausted from the exhaust ports 27 on each side of the tail boom to create side forces for yaw control. When flying at high speed and with a relieved buoyancy rotor, the fan blades are set to the maximum pitch angle so that the fans 53 emit air with a higher pressure ratio. The valve devices (not shown) associated with each channel 54 are closed to prevent air at a higher pressure ratio from being drawn into the channels since there is no need to release air into the interior of the tail boom when the lift rotor is unloaded To remove air from the slots 24 , 25 . At high speed flight, yaw control forces are obtained by operating the rudder 32 so that air to be dispensed from the exhaust ports 27 is not required. In this way, essentially all of the air with a higher pressure ratio, which is generated by the bypass blowers, is discharged from the rear part of the engine in order to generate drive forces.

Der Verbundhubschrauber 50 nach dieser Ausführungsform der Erfindung weist die vorbeschriebenen Vorteile auf; durch Anordnen der Triebwerke an den feststehenden Tragflügeln wird ferner eine wesentliche Verringerung des Kabinengeräusches erzielt, so daß ein Verbundhubschrauber nach dieser Ausfüh rungsform besonders gut geeignet für den Passagiertransport ist.The composite helicopter 50 according to this embodiment of the invention has the advantages described above; by arranging the engines on the fixed wings, a substantial reduction in cabin noise is also achieved, so that a composite helicopter embodiment is particularly well suited for passenger transport according to this embodiment.

Claims

1. Composite helicopter with a fuselage structure with a tail boom extending rearward from the fuselage, a buoyancy rotor arrangement with a plurality of rotor blades which are fastened over the fuselage structure and which generate a larger part of the buoyancy during vertical take-off, landing, levitation and slow flight operation gen, a fixed wing that extends laterally from each side of the fuselage and generates a larger part of the lift when flying at high speed in the forward direction, a gas turbine engine, which is attached to the fuselage structure, and a power transmission with transmission, which is between gas turbine engine and Auftriesrotor is switched on, wherein the lift rotor can be operated so that it causes a lift, characterized by
a slot device ( 24 , 25 ) in the tail boom ( 12 ) through which air can be blown to control circulation over an outer surface of the tail boom, thereby exerting a lateral force on the tail boom, the size and direction of which is appropriate, the influence of the lift rotor torque to counteract the fuselage construction ( 11 ) during vertical take-off / landing, hovering and slow flight operation,
Air outlet openings ( 27 ) with a rotary flap assembly ( 28 ) on each side of the tail boom ( 12 ) near the rear end through which air can be exhausted to provide lateral forces for yaw control during vertical takeoff / landing, levitation and slow flight operations produce,
a by the engine ( 16 ) driven Gebläsevor direction ( 20 ), the air flow with a low pressure ratio to the feed into the slot device ( 24 , 25 ) and the air outlet openings ( 27 ) during vertical take-off / landing, levitation and slow flight operation emits and which can also emit an air stream with a suitably higher pressure ratio for propulsion for flight at high speed, and
a fin and rudder assembly ( 31 , 32 ) mounted on the tail boom ( 12 ), the rudder ( 32 ) being operable to provide lateral forces for yaw control when flying forward at high speed.

2. Composite helicopter according to claim 1, characterized in that the blower device ( 20 ) is an axial fan with a variable pitch, which is fastened in the fuselage ( 11 ) and is driven by the engine ( 16 ) via the transmission ( 18 ).

3. A composite helicopter according to claim 1, characterized in that the blower device ( 20 ) has a gas turbine engine bypass blower.

4. Composite helicopter according to one of claims 1-3, characterized in that air with a higher Druckver ratio, which is emitted by the engine-driven blower ( 20 ), passed into the tail boom ( 12 ) and discharged from the rear end to provide a thrust produce.

5. A composite helicopter according to claim 3, characterized in that the gas turbine engine ( 16 ) with the bypass blower device ( 20 ) on each of the fixed wings ( 15 ) is attached and air with a higher pressure ratio provided behind the engine for propulsion at high airspeed becomes.

6. Composite helicopter with a fuselage structure with a tail boom extending from the fuselage, a buoyancy rotor arrangement with a plurality of rotor blades, which are fastened over the fuselage structure and which provide a larger part of the buoyancy during vertical take-off / landing, levitation and slow flight operation ,
a fixed hydrofoil that extends laterally from each side of the fuselage and generates a larger portion of the lift when flying at high speed in the forward direction, a gas turbine engine system that is attached to the fuselage structure, and a power transmission with gearbox that is located between the engine system and the buoyancy rotor is switched on, the buoyancy rotor being able to be driven by the engine in such a way that it generates buoyancy, characterized by
an axial fan ( 20 ) with variable pitch, which is arranged in the fuselage structure ( 11 ) near the front end of the tail boom ( 12 ),
a transmission device which is connected between the gearbox ( 18 ) and the blower ( 20 ), the blower being driven by the engine via the gearbox, an air inlet device ( 22 ) in the fuselage structure ( 11 ) through which ambient air can be drawn in by the blower ,
a channel ( 23 ) arranged in the fuselage structure ( 11 ) for receiving an air stream with an increased pressure ratio from the blower ( 20 ) and for discharging this air into the tail boom ( 12 ),
a slot assembly ( 24 , 25 ) in the tail boom ( 12 ) to blow low pressure blowing air over an outer surface of the tail boom so as to control the circulation of the air passing over it, exerting a lateral force on the tail boom, its size and direction is suitable for counteracting the influence on the fuselage structure of the impeller rotor torque,
Air outlet openings ( 27 ) on each side of the tail arm ( 12 ) near one of its ends, which is arranged away from the blower ( 20 ), the air outlet opening having a rotary flap device ( 28 ) which can be actuated so that the air outlet openings ( 27 ) are opened so that low-air blower air can be removed therefrom, thereby generating lateral forces on the tail boom for yaw control during vertical take-off / landing, hovering and slow flight operation,
a fin and rudder assembly ( 31 , 32 ) attached to the tail boom ( 12 ) near the distal end of the boom, the rudder ( 32 ) being operable to provide lateral forces for yaw control during forward flight high speed are generated, and
a rearwardly directed Luftauslaßdüsenvorrichtung (29) which is provided at the distal end of the tail boom (12) and which has a door locking device, between a position in which the nozzle device (29) is closed, and tion a Posi in which the nozzle device ( 29 ) is open, can be adjusted so that blower air with a higher pressure ratio can be emitted therefrom in order to generate propulsive forces for forward flight at high speed.

7. Composite helicopter with a fuselage structure with a tail boom extending rearward from the fuselage, a buoyancy rotor arrangement with a plurality of rotor blades which are fastened over the fuselage structure and which provide a larger part of the buoyancy during vertical take-off / landing, hovering and slow flight operation deliver, a fixed hydrofoil that extends laterally from each side of the fuselage and generates a larger part of the lift when flying at high speed in the forward direction, and a power transmission with a transmission that is between a gas turbine engine attached to the fuselage and the lift rotor is switched on, wherein the buoyancy rotor can be driven by the engine so that it generates buoyancy, characterized in that
that the gas turbine engine assembly ( 41 ) includes an engine bypass blower device ( 43 ), that a channel device ( 44 , 45 ) that directs air from the engine bypass blower device over the engine to hot gas coming from the power turbine of the engine assembly is discharged, to be recorded and mixed downstream with respect to the engine, and to generate a mixture of bypass blown air and exhaust gas which is guided into the tail boom ( 12 ) via the duct device,
a slit device ( 24 , 25 ) in the tail boom ( 12 ) blows the mixture at a low pressure ratio over an outer surface of the tail boom to control the air circulation, thereby creating a lateral force on the tail boom that is capable of size and direction to counteract the influence of the fuselage structure of the drive rotor torque,
an exhaust port device is formed on either side of the tail boom ( 12 ) near an end of the boom which is remote from the engine ( 41 ), the exhaust port device ( 27 ) having a rotary valve assembly ( 28 ) operable to that it opens the air outlet openings ( 27 ) so that the mixture can escape therefrom with a low pressure ratio, whereby lateral forces are generated on the tail boom for yaw control during the vertical take-off / landing, levitation and slow-speed operation,
a fin and rudder assembly ( 31 , 32 ) is attached to the tail boom ( 12 ) near the distal end of the boom, the rudder ( 32 ) being operable to provide lateral forces for yaw control during high speed forward flight Speed generates, and
a rearward air outlet nozzle device ( 29 ) is provided at the distal end of the tail boom ( 12 ) and has a door closing device which is adjustable between a position in which the nozzle device is closed and a position in which the nozzle device is open , so that an air-exhaust gas mixture can be discharged from the bypass blower ( 43 ) with a higher pressure ratio therefrom in order to generate propulsive forces for forward flight at high speed.

8. Composite helicopter with a fuselage structure with a tail boom extending rearward from the fuselage, a buoyancy rotor arrangement with a plurality of rotor blades which are fastened over the fuselage structure and which provide a larger part of the buoyancy during vertical take-off / landing, hovering and slow flight operation deliver, a fixed wing that extends laterally from each side of the fuselage structure and generates a greater part of the lift when flying forward at high speed, a gas turbine engine system that is attached to each fixed wing to provide a thrust thrust for the forward flight at high speed To generate speed, and a transmission device with a transmission which is connected between the engine and the buoyancy rotor, the buoyancy rotor being able to be driven by the engine to generate a buoyancy movement, characterized by
a duct device ( 54 ) connected to the engine bypass blower device ( 53 ) for discharging bleed air at low pressure ratio from the engine bypass blower device ( 53 ) into the interior of the tail boom ( 12 ),
a slit device ( 24 , 25 ) in the tail boom ( 12 ) which blows the low pressure air over an outer surface of the tail boom to control the air circulating there, creating a lateral force on the tail boom, the size and direction of which is influenced by the influence of the tail boom Counteracting the rotor torque on the fuselage,
Air outlet openings ( 27 ) located on either side of the tail boom ( 12 ) near a distal end of the boom and having the rotary flaps ( 28 ) which are operable to open the outlet openings ( 27 ) for low pressure air can be dissipated from it, thereby generating lateral forces on the tail boom for yaw control during vertical take-off / landing, hovering and slow flight operation,
a valve device ( 26 ) associated with the channel device ( 54 ) to close the channels ( 54 , 54 ) thereby stopping the delivery of low pressure bypass blower air into the tail boom and rearward bypass blower air with higher pressure ratio is directed towards the engine to produce a propulsive thrust, and
a fin and rudder assembly ( 31, 32 ) mounted on the tail boom ( 12 ) near the distal end, the rudder ( 32 ) being operable to exert lateral forces for yaw control during high speed forward flight results.