DE420678C - Schraubenflugzeug mit nur einer Hubschraube - Google Patents

Description

Das ideale Schraubenflugzeug ist mit nur einer Hubschraube zu denken. Die Stabilität ist bei Anwendung nur einer Hubschraube in hohem Maße durch die gyroskopische Wirkung der rotierenden Massen sowie durch ähnliche aerodynamische Kreiselwirkungen gewährleistet. Die Ausführbarkeit einer Einschraubenflugmaschine ist aber durch das Vorhandensein eines großen Reaktionsmomentes sehr in Frage gestellt. Das Fahrgestell mit Insassen und Motor eines derartigen Schraubenfliegers würde beim Verlassen des Erdbodens sofort in gegenläufige Rotation zur Hubschraube geraten. Bei bisherigen \^rersuchen wurde dieser Übelstand durch Anwendung zweier oder mehrerer gegenläufiger Hubschrauben behoben. Da aber gegenläufige Schrauben die Kreiselwirkungen aufheben, sind solche Maschinen labil.
Um aber doch zum Einschraubenflieger zu kommen, hat man besondere Ausgleichschrauben und auch Dämpfungsflächen vorgeschlagen. Eine weitere Möglichkeit, das Reaktionsmoment auszugleichen, liegt der vorliegenden Erfindung zugrunde.

Den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet ein Hubschraubenflugzeug mit nur einer Hubschraube, bei welchem der Vortrieb selbst das Gegenmoment zum Reaktionsmoment erzeugt. Vortrieb und Gegenmoment ist untrennbar dauernd in einem vorhanden. Besondere, nur diesem Zwecke dienende Ausgleichschrauben sind nicht vorgesehen. Die Flugmaschine ist in besonderer und neuer Weise so konstruiert, daß der Schraubenzug die zwei Funktionen, Vortrieb und Gegenmoment, ohne weiteres übernimmt. Das Neue der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß das Gegenmoment nicht durch besondere Bauelemente erzeugt werden muß, sondern daß es mit dem und durch den Vortrieb infolge zweckentsprechender Anordj nung stets vorhanden ist. Das Flugzeug ist so i konstruiert, daß der Schraubenzug nicht, wie I üblich, symmetrisch zur Gesamtmitte der Maschine wirkt, sondern variabel abdrehend und ausgleichend zum jeweiligen Reaktionsmoment.

In den Abb. ia, ib bis 5a, 5b der Zeichnung sind fünf verschiedene Ausführungen desselben Leitgedankens in Draufsichten dargestellt. Die Resultante des Schraubenzuges liegt bei allen Ausführungen so, daß ein variables Plus auf der Seite vorhanden ist, nach welcher das Fahrgestell infolge des jeweiligen Reaktionsmomentes ausweichen will. Nachstehend wird nun der Aufbau sowie Auf-, Abwärts- und Horizontalflug der fünf Ausführungen erläutert. Alle Abbildungen zeigen denselben durch Pfeile angedeuteten Drehsinn der Hubschraube. Ebenso ist die Reaktion der horizontalen Mittelachse bzw. des Fahrgestelles durch die Pfeile r angedeutet. Als Übertragung von der Hubschraubenachse zum Vortrieb sind Kegelräder gezeichnet, doch können auch andere Mittel, wie Ketten, Kardane usw., verwendet werden.

Abb. la, ib. Die Achse α mit der Zugschraube b läuft seitwärts der Hubschraubenachse c und der Mittelachse m auf der Seite, nach welcher das Fahrgestell infolge des Reaktionsmomentes ausweichen will. Die Wirkung der Schraube b läßt sich von einer gewissen untersten Grenze bis zur Höchstleistung beliebig steigern. Die Steigerung geschieht entweder durch Erhöhung der Tourenzahl vermittels Getriebeschaltung (Abb. ib) usw. oder durch Vergrößerung der Schraubensteigung (Abb. ia). Für diesen Fall läuft die Zugschraube b stets mit der höchsten Tourenzahl. Die kleinste Steigung oder die kleinste Tourenzahl sind so zu bemessen, daß bei Abwärtsflug, also geringstem

Reaktionsmoment, nur so viel Schraubenzug entsteht, als nötig ist, diesem bei möglichst geringer Vorwärtsfahrt entgegenzuwirken. Beim Einhalten einer gewollten Höhenlage und noch mehr beim Aufwärtsflug wird entsprechend dem größeren Reaktionsmoment das Gegenmoment erhöht. Dies geschieht entweder durch Vergrößerung der Steigung oder durch Erhöhung der Tourenzahl der

ίο Zugschraube b. Die bei diesen drei Fällen auftretende geringe Vorwärtsfahrt kann durch Querstellung des Steuers d noch gebremst werden. Soll aus dem anfänglich geringen Vorwärtstreiben schnellerer Horizontalflug beginnen, so wird entweder die Steigung oder die Tourenzahl der Zugschraube b erhöht. Da bei Steigerung des Zuges Verstärkung des Gegenmomentes eintritt, würde die Maschine bei unverändertem Reaktionsmoment der Hubschraube anfangen, linksdrehend zu kreisen. Um dem entgegenzuwirken, sind zwei Maßnahmen vorgesehen. Erstens kann (Abb. ia) der Geradeausflug durch Ausschlag des Steuers d nach rechts erzwungen werden.

Die Maschine würde bei Horizontalflug geradeaus, also stets mit nach rechts gestelltem Steuer fliegen. Je größer der Schraubenzug und je schneller der Vorwärtsflug, desto größer muß der entsprechende Steuerausschlag sein. Kurven werden durch Steuerausschlag von der jeweiligen Grundstellung des Steuers aus erzielt. Zweitens kann (Abb. ib) der Geradeausflug durch Verkürzung des Hebelarmes, an dem die Schraube b angreift, erreicht werden. Je schneller der Horizontalflug vor sich gehen soll, desto kurzer muß entsprechend dem größeren Gegenmoment der Abstand der Zugschraubenachse α von der Mittelachse m sein. Das Steuer d dient dann ausschließlich zum Kurvenfahren. Bei Linkskurven kann man auch den Hebelarm, an dem die Zugschraube b angreift, etwas langer lassen. Die Änderung des Hebelarmes geschieht nach Abb. ib durch Drehung des Getriebekastens um die Achse a. Dadurch schwingt die Zugschraubenachse im Kreise und kann in verschiedenen Abständen von der Mittelachse m gehalten werden. Die Erhöhung des Schraubenzuges erfolgt allmählich oder auch in kleinen Abständen, so daß von der sehr geringen Anfangsgeschwindigkeit aus verschiedene Geschwindigkeiten bis zur Höchstgeschwindigkeit gefahren werden können. Entsprechend der geforderten Mehrleistung muß beim Übergang zum erst langsamen, dann schnelleren Horizontalflug dem Motor mehr Gas und Vorzündung gegeben werden. Dies kann automatisch oder von Hand geschehen.

Abb. 2a. Die Achsen a, a¹ mit ihren Zugschrauben b, b¹ laufen links und rechts der Hubschraubenachse c. Die Achse α ist von der Mittelachse m weiter entfernt als die Achse σ¹. Die Wirkung beider stets zugleich laufender Zugschrauben kann ähnlich wie bei Ausführung nach Abb. ia durch veränderliche Steigung variiert werden. Der Unterschied der Achsabstände von der Mittelachse m ist so bemessen, daß bei kleinstem Schraubenzug unter möglichst geringer Vorwärtsfahrt und Abwärtsbewegung Ausgleich zum Reaktionsmoment stattfindet. Für schnelleren Horizontalflug, Aufwärtsflug, Kurve und Motor gilt das bei Ausführung nach Abb. ia Gesagte.

Abb. 2b. Die Achsen a, a¹ mit ihren Zugschrauben b, b¹ laufen links und rechts der Hubschraubenachse c. Die Übertragungsachse ar ist genutet und läßt sich während des Betriebes in dem Getriebekasten verschieben. Mithin sind die Abstände der Achsen a, a¹ von der Mittelachse in veränderlieh. Die Regulierung des Zuges der Zugschrauben geschieht ähnlich wie bei Ausfühj rung nach Abb. ib durch Veränderung der Tourenzahl. Die Verschiebung der Achsen α, α¹ in Richtung auf Achse α wird nun so weit bewerkstelligt, daß bei kleinstem Schraubenzug unter möglichst geringer Vorwärtsfahrt und Abwärtsbewegung Ausgleich zum Reaktionsmoment stattfindet. Für schnelleren Horizontalflug, Aufwärtsflug gilt das für Ausführung nach Abb. ib Gesagte. Wird für schnelleren Horizontalflug durch Erhöhung der Tourenzahl der Schraubenzug und mit ihm das Gegenmoment gesteigert, so ist eine Verschiebung der drei Achsen a, ar, a² derart zu bewerkstelligen, daß sich die Achse α der Mittelachse m nähert, während sich die Achse ar in gleichem Maße entfernt. Je xoo größer der Schraubenzug und je schneller der Vorwärtsflug, desto weiter müssen die drei Achsen in der angegebenen Richtung verschoben werden, um Geradeausflug beizubehalten. Kurven werden erzielt entweder durch noch weitere Verschiebung der drei Achsen σ, ar, α² nach links oder rechts oder durch Ausschlag des Steuers d. .Für den Motor gilt das für Ausführung nach Abb. ia, ib Gesagte. HG

Abb. 3a. Die Achse 1 a, or mit ihren Zugschrauben b, b¹ laufen in gleichen Abständen links und rechts der Mittelachse m. Die Schraube b ist größer als die Schraube b¹. Der Unterschied der Schraubendurchmesser ist so bemessen, daß bei kleinstem Schraubenzug unter möglichst geringer Vorwärtsbewegung und Abwärtsfahrt Ausgleich zum Reaktionsmoment stattfindet. Für schnelle- ; ren Horizontalflug, Aufwärtsflug, Kurve und , Alotor gilt das für Ausführung nach Abb. la : Gesagte.

Abb. 3b. Die Achsen a, dl· mit ihren Zug- ; schrauben b, b¹ laufen links und rechts der Mittelachse m. Die Schraube b ist größer als die Schraube b¹. Die drei Achsen a, al·, a? sind in derselben Weise verstellbar wie bei Ausführung nach Abb. 2b. Bei symmetrischer Achsenstellung findet infolge des größeren Durchmessers der Schraube b bei kleinstem Schraubenzug unter möglichst geringer Vorvvärtsfahrt und Abwärtsbewegung Ausgleich zum Reaktionsmoment statt. Für schnelleren Horizontalflug, Aufwärtsflug, Schraubenzug, Kurve gilt das für Ausführung nach Abb. 2b, für den Motor das für Ausführung nach Abb. ib Gesagte.

Abb. 4a. Die Achsen a, al· mit ihren Zugschrauben b, b¹ laufen in gleichen Abständen links und rechts der Mittelachse m. Die Schraube b hat eine größere Steigung als die Schraube b¹. Der Unterschied der Steigungen ist so bemessen, daß bei kleinstem Schraubenzug unter möglichst geringer Vorwärtsfahrt und Abwärtsbewegung Ausgleich zum Reaktionsmoment stattfindet. Für schnelleren Horizontalflug, Aufwärtsflug, Schraubenzug, Kurve und Motor gilt das bei Ausführung nach Abb. ia Gesagte.

Abb. 4b. Die Achsen a, al· mit ihren Zugschrauben b, b¹ laufen links und rechts der Mittelachse m. Die Schraube b hat eine größere Steigung als die Schraube b¹. Die drei Achsen a, al·, a² sind in derselben Weise verstellbar wie bei Ausführung nach Abb. 2b. Bei symmetrischer Achsenstellung findet infolge der größeren Steigung der Schraube b bei kleinstem Schraubenzug unter möglichst geringer Vorwärtsfahrt und Abwärtsbewegung Ausgleich zum Reaktionsmoment statt. Für schnelleren Horizontalflug, Aufwärtsflug, Schraubenzug und Kurve gilt das für Ausführung nach Abb. 2b, für den Motor das für Ausführung nach Abb. ib Gesagte.

Abb. 5a. Die Achsen a, al· mit ihren Zugschrauben b, b¹ laufen in gleichen Abständen links und rechts der Mittelachse m. Die Schraube b läuft infolge höherer Übersetzung schneller als die Schraube b^l. Der Unterschied der Tourenzahlen ist so bemessen, daß bei kleinstem Schraubenzug unter möglichst geringer Vorwärtsfahrt und Abwärtsbewegung Ausgleich zum Reaktionsmoment stattfindet. Für schnelleren Horizontalflug, Aufwärtsflug, Schraubenzug, Kurve und Motor gilt das für Ausführung nach Abb. la Gesagte. Abb. 5b. Die Achsen a, a¹ mit ihren Zugschrauben b, b¹ laufen links und rechts der Alittelachse m. Die Schraube b läuft mithöherer Tourenzahl als die Schraube b¹. Die drei Achsen a, dl·, d? sind in derselbe Weise verstellbar wie bei Ausführung nach Abb. 2b. Bei symmetrischer Achsensteliung findet infolge der höheren Tourenzahl der Schraube b bei kleinstem Schraubenzug unter möglichst geringer Vorwärtsfahrt und Abwärtsbewegung Ausgleich zum Reaktionsmoment statt. Für schnelleren Horizontalflug, Aufwärtsflug, Schraubenzug und Kurve gilt das für Ausführung nach Abb. 2b, für den Motor das für Ausführung nach Abb. ib Gesagte.

Claims (6)

Patent-Ansprüche:

1. Schraubenflugzeug mit nur einer Hubschraube, dadurch gekennzeichnet, daß der Vortrieb ein entsprechend den verschieden auftretenden Reaktionsmomenten veränderliches Gegenmoment erzeugt.

2. Schraubenflugzeug nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zugschraube einseitig und seitwärts verschiebbar auf der Seite der Maschine läuft, nach welcher das Fahrgestell infolge des Reaktionsmomentes ausweichen will.

3. Schraubenflugzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei nebeneinanderlaufende Zugschrauben unsymmetrisch und seitwärts verschiebbar zur Gesamtmitte der Maschine wirken, so daß auf der Seite, nach welcher das Fahrgestell infolge des Reaktionsmomentes aus- go weichen will, ein größerer ausgleichender und veränderlicher Zug entsteht.

4. Schraubenflugzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von zwei nebeneinanderlaufenden, seitwärts verschiebbaren Zugschrauben die Zugschraube einen größeren Durchmesser hat, welche auf der Seite läuft, nach welcher das Fahrgestell infolge des Reaktionsmomentes ausweichen will. too

5. Schraubenflugzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von zwei nebeneinanderlaufenden, seitwärts verschiebbaren Zugschrauben die Zugschraube eine größere Steigung hat, welche auf der Seite läuft, nach welcher das Fahrgestell infolge des Reaktionsmomentes ausweichen will.

6. Schraubenflugzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von zwei nebeneinanderlaufenden, seitwärts verschiebbaren Zugschrauben die Zugschraube mit größerer Tourenzahl läuft, welche auf der Seite arbeitet, nach welcher das Fahrgestell infolge des Reaktionsmomentes ausweichen will.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen,