DE583088C - Flugzeug mit rotierender Tragflaeche - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Flugzeug mit rotierender Tragfläche, die um eine mit dem Rumpf gelenkig verbundene Achse drehbar ist. Derartige Flugzeuge, bei denen die Tragfläche mit Hilfe von Treibflügeln durch den Fahrwind in Umdrehung versetzt wird und durch Hebeflügel einen Auftrieb erzeugen, sind bekannt. Erfindungsgemäß wird die Anordnung so getroffen, daß die als ' eine Platte kreisförmiger Grundform gestaltete Tragfläche, die um eine mit dem.Rumpf durch Kreuzgelenk verbundene Achse drehbar ist, an ihrem Umfang mit um tangential angeordnete Zapfen schwenkbaren Hebeflügeln und

»5 auf ihrer unteren Seite mit um schräge Achsen drehbaren, federbelasteten Treibflügeln zur Bewirkung der Drehung der Tragfläche versehen ist Hierdurch wird erreicht, daß die Tragfläche jegliche auftretende Luftbewegung, sei es Bodenwind, Propellerwind oder Fahrwind, beim Starten zur Erzeugung von Auftriebkräften, beim Landen zur Erzeugung von Bremskräften ausnutzen kann, die die Landegeschwindigkeit verringern, während andererseits während der Fahrt keine erhebliche Geschwindigkeitsbehinderung eintritt. Die Kreuzgelenkverbindung zwischen Rumpf und Tragfläche dient dazu, Luftlöcher, Böen u. dgl. zu durchfliegen, wobei Stöße von der Tragfläche auf den Rumpf ausgeglichen werden.

Zum Ausgleich von einseitig im Sinne einer Schrägstellung wirkenden Luftströmungen sind auf der oberen Seite der kreisförmigen Tragfläche zwangsläufig geführte Stabilisierungsflügel 27 vorgesehen. Die am äußeren Rand der Tragfläche angeordneten Hebeflügel werden durch Federn in Ruhestellung gehalten und erst durch die Zentrifugalkraft bei entsprechend hoher Drehzahl der Tragfläche nach außen gespreizt. Hierdurch ergibt sich eine weitere Möglichkeit zur Verringerung des Start- und Landeweges.

Im einzelnen sei die Erfindung an Hand der beispielsweisen Zeichnung erläutert,- in der *5 darstellen:

Fig. ι eine Seitenansicht des Flugzeuges,
Fig. la eine Teilansicht der drehbaren Tragfläche,

Fig. 2 eine Vorderansicht des Flugzeuges, Fig. 3 eine Draufsicht der Tragfläche,
Fig. 4 eine Draufsicht des Flugzeuges, und zwar nach Entfernung der Tragfläche und der Luftführung,

Fig. 5 eine Draufsicht des Flugzeugrumpfes mit der Luftführung,

Fig. 6 einen Querschnitt des Rumpfes mit der Luftführung nach Linie VI-VI der Fig. 1, Fig. 7 eine Seitenansicht des Steuers nebst einem Schnitt durch den rückwärtigen Teil des Rumpfes,

Fig. 8 einen der unterhalb der Tragfläche vorgesehenen Flügel in Ansicht und
Fig. 9 denselben Teil in Vorderansicht,
Fig. 10 eine Draufsicht und

Fig. ir eine Seitenansicht einer oberhalb der Tragfläche vorgesehenen Stabilisierungsvorrichtung,

Fig. 12 eine Steuerungsvorrichtung für diese Stabilisierungsvorrichtung in Seitenansicht.

In der Zeichnung bezeichnet ι den Rumpf S des Flugzeuges, der zweckmäßig eiförmig ausgebildet ist. Unten trägt der Rumpf einen Schwimmer 2, der auch mit Rädern 3 versehen ist, um das Anfahren und Landen des Flugzeuges auf jedem Boden zu gestatten. An dem vorderen Ende des Rumpfes ist ein Propeller 4 vorgesehen, der in an sich bekannter Weise durch einen nicht dargestellten Motor angetrieben wird. Hinter dem Propeller 4 ist eine Luftturbine 5, zweckmäßig auf der Welle des Propellers 4 drehbar gelagert, so daß sie unter der Wirkung des durch den Propeller 4 erzeugten Luftstromes frei umlaufen kann.

An dem entgegengesetzten hinteren Ende des Rumpfes 1 befindet sich das Steuer 6, das zweckmäßigerweise sowohl mit waagerechten als auch senkrechten Steuerflächen versehen ist. In diesem Falle wird das Steuer in einem Kreuzgelenk gelagert, um gleichzeitig zur Waagerecht- und Senkrechtsteuerung dienen zu können. Das Steuer 6 wird mit Hilfe der Steuerwelle 7 (Fig. 7), betätigt, die mit dem Steuer starr verbunden und mit einer Kugel 8 in der Wand des Rumpfes gelagert ist. Das Steuer kann außerdem durch Stangen 9 bewegt werden, die mit Hilfe von Kreuzgelenken mit dem Ruder verbunden sind. Wie in der Zeichnung gezeigt, bestehen diese Kreuzgelenke je aus einem waagerechten Zapfen 10, der in einer Aussparung des Steuers eingreift, und einem senkrechten Zapfen 11, der in der Wand des Rumpfes gelagert ist. Die Stangen 9 gleiten verschiebbar in Hülsen 12, die ihrerseits um die senkrechten Zapfen 11 drehbar gelagert sind und in ihrem Innern je eine auf die Stangen 9 drückende Feder enthalten. Zentral durch den Rumpf 1 läuft eine feste Achse 13, die senkrecht steht, wenn die Maschine in normaler Flugstellung ist. Unmittelbar oberhalb des Rumpfes 1 ist diese Achse 13 durch ein Kreuzgelenk 14 mit einer weiteren Achse 15 verbunden, die eine Tragfläche 16 trägt. Die Tragfläche 16 ist kreisförmig oder angenähert kreisförmig und dreht sich unbehindert um die Achse 15. Die Tragfläche wird durch eine Anzahl von Versteifungen 17, die zwischen einer am oberen Ende der Achse 15 gelagerten Nabe 18 und dem Umfang der Tragfläche gespannt sind, in ebener Lage gehalten.

Das Kreuzgelenk 14 dient dazu, während des Fluges die Übertragung kräftiger Schwingungen und Stöße von der Tragfläche 16 auf den Rumpf 1 zu verhindern. Um die Achse 15 bei Normalstellung des Flugzeuges in geradliniger Verlängerung der feststehenden Achse 13 zu halten und dadurch die waagerechte Stellung der Tragfläche zu sichern, trägt die Achse 15 unterhalb der Tragfläche 16 eine Scheibe 19, die durch eine Anzahl von Federn 20 mit dem Rumpf verbunden und dadurch senkrecht zu der feststehenden Achse 13 gehalten wird. Von der unteren Seite der Tragfläche 16 strecken sich eine Anzahl von Armen 21, die Rollen 22 tragen, nach unten. Die Rollen berühren die Scheibe 20 auf der oberen und unteren Seite und dienen so als Rollenlager für die Tragfläche.

Auf der unteren Seite der Tragfläche 16 sind Antriebsflügel 23 vorgesehen, die, wie aus Fig. 3, 8 und 9 ersichtlich, auf parallel zur Tragfläche 16 verlaufenden Wellen 24 drehbar gelagert sind. Die Achsenrichtung verläuft nicht radial, sondern als Sehnen des die Tragfläche 16 bildenden Kreises.

Die Wellen 24 sind drehbar gelagert und durch Federn 25 belastet, die bestrebt sind, die Flügel 23 in der in Fig. 8 und 9 dargestellten schrägen Lage zu halten, in welcher die Flügel Luftströmen aus der Richtung des Pfeiles in Fig. 8 Widerstand bieten, wodurch sie bei Vorhandensein einer solchen Luftströmung ihrerseits eine Umdrehung der Tragfläche um die Welle 15 verursachen. Es ist somit ersichtlich, daß auf der einen Hälfte der Tragfläche 16 der Luftstrom die betreffenden Flügel 23 in wirksamer Stellung gemäß Fig. 8 hält, auf der anderen Hälfte der Tragfläche aber in waagerechter Stellung klappt, so daß die letzteren Flügel der Drehung der Tragfläche kaum Widerstand bieten.

Die Tragfläche 16 ist mit einer Anzahl von Hebeflügeln 26 versehen, die einen Winkel mit der Tragfläche einschließen, so daß eine Aufwärtsbewegung der Tragfläche eintritt, wenn sie in dem durch die Flügel 23 bedingten Drehsinn umläuft. Die Vorsprünge 26 können entweder aus einem Stück mit der Tragfläche hergestellt werden, oder sie können auch als besondere Flügel ausgebildet sein, die durch Zapfen 50 mit der Tragfläche gelenkig verbunden sind (Fig. ia). Die Zapfen 50 können tangential zur Tragfläche 16 angeordnet sein, so daß die Flügel 26 aus ihrer in Fig. 1 und 2 dargestellten Lage in die in Fig. 1 strichpunktiert eingezeichnete untere Lage bewegt werden. Zweckmäßig ist es, Federn 51 zwischen den Flügeln 26 und der unteren Seite der Tragfläche 16 anzuordnen, um die Flügel 26 in senkrechter Stellung zu halten. Die Flügel sind mit Anschlägen 52 (Fig. ia) versehen, die in der unteren Stellung der Flügel mit den Federn zusammenwirken, um das Einklappen der Flügel über die in Fig. ia dargestellte Stellung hinaus zu verhindern.

Zwischen den Versteifungen 17 auf der oberen Seite der Tragfläche 16 können radiale Stabilisierungsflügel 27 vorgesehen sein, die

um schräge Wellen 28 drehbar sind (Fig. 3, 10 und 11). An den Flügeln 27 sind Kurbelarme 29 befestigt, die durch Zapfen 30 mit einer Hülse 31 verbunden sind, welche verschiebbar auf der Achse 15 gelagert ist. Die Hülse 31 wird durch eine Feder 32 nach oben gedrückt und so in ihrer oberen Endstellung gehalten, in welcher die Flügel 27 auf der Tragfläche aufliegen und so außer Betrieb sind.

Die Hülse 31 ist mittels einer Stange oder eines Drahtes 33, der vorteilhafterweise innerhalb der hohlen Achse 15 verläuft, mit einer zweiten Hülse 34 verbunden, die auch auf der Achse 15 verschiebbar gelagert ist. Die Hülse 34 kann mittels eines Hebels 35 auf der Achse verschoben werden. Der Hebel 35 ist mit Hilfe einer Nut und eines darin eingreifenden Zapfens mit der Hülse 34 verbunden und auf einem feststehenden Zapfen 36 drehbar gelagert. Ein Verriegelungshebel 37, der mit einer Verzahnung 38 der Welle 15 zusammenwirkt, dient zum Festhalten des Hebels 35 in der gewünschten Lage. Es ist ersichtlich, daß die Schrägstellung der Flügel 2¹J mit Hilfe des Hebels 35, der von Hand betätigt ist, überwacht werden kann.

Ein Mantel 34 aus entsprechendem Baustoff umgibt den Rumpf 1 teilweise und stellt so eine Luftführung dar. Diese Führung empfängt den Luftstrom von dem Propeller 4 und der Luftturbine S und führt diesen Luftstrom aufwärts gegen die untere Seite der Tragfläche 16.

Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende:

Wenn die Flügel 23, die an der unteren Seite der Tragfläche 16 vorgesehen sind, durch Luftströme, beispielsweise durch den während der Bewegung der Maschine entstehenden Luftwiderstand oder durch die vom Propeller hervorgerufene Luftbewegung, bewegt werden, bringen sie die Tragfläche 16 zur Drehung. Während dieser Drehung ver-Ursachen die Flügel 26 einen Auftrieb, so daß die Maschine schneller steigen kann als eine Maschine mit unbeweglichen Tragflächen.

Wenn das Flugzeug nach unten geht, dreht sich die Tragfläche 16 mit großer Geschwindigkeit unter dem Einfluß der nach oben strömenden Luft und verzögert dadurch die Abwärtsbewegung, weil die Tragfläche 16 geneigt ist, während dieser Drehung aufwärts zu gehen. Anfahren wie auch Landen kann . deshalb innerhalb eines kleineren Gebietes erfolgen, als für eine Flugmaschine mit feststehenden Tragflächen erforderlich ist.

Wenn die Flugmaschine vorwärts fliegt, besteht infolge der verschiedenen Wirkung des Luftwiderstandes auf die Hebeflügel 26 auf den beiden Seiten der Maschine bei dieser das Bestreben, nach der einen Seite zu kippen. Diesem Bestreben wird durch die Flügel 23 entgegengewirkt.

Es sei angenommen, daß die Tragfläche 16 in der Richtung des Pfeiles α in Fig. 3 umläuft und die Maschine in der Richtung des Pfeiles b vorwärts fliegt. In diesem Falle ist der Auftrieb, der durch den Luftwiderstand der auf der linken Seite der Tragfläche 16 befindlichen Flügel 26 verursacht wird, größer als der Auftrieb, der durch den Luftwiderstand auf die rechten Flügel 26 bewirkt wird. In diesem Falle ist die Tragfläche geneigt nach der rechten Seite (Fig. 3) zu kippen. Auf die auf der rechten Seite der Tragfläche 16 befindlichen Flügel 23 wirkt der Luftwiderstand bei geradliniger Bewegung in der Richtung des Pfeiles (Fig. 8) und hält die betreffenden Flügel in der dargestellten schrägen Lage. Der Luftwiderstand, der zufolge der Umdrehung der Tragfläche τ6 auf der linken Seite (Fig. 8) der Flügel 23 wirkt, übt deshalb auf diese Flügel einen Druck aus, der diese Flügel nach oben zu drehen sucht und dadurch zum Heben der rechten Seite der Tragfläche 16 beiträgt. Auf der linken Seite der Tragfläche 16 aber ist der durch die geradlinige Bewegung hervorgerufene Luftwiderstand so groß, daß die Flügel 23 in eine waagerechte Stellung gebracht werden und keine Hebewirkung auf die linke Hälfte der Tragfläche 16 ausüben können. Demzufolge wird die Tragfläche 16 in der beschriebenen Weise selbsttätig stabilisiert.

Falls die Flügel 26 eine Schrägstellung des Flugzeugs verursachen, die durch die Stabilisierungswirkung der Flügel 23 nicht aufgehoben werden kann, müssen die Flügel 27 in Wirkung treten. Die Stabilisierungswirkung dieser Flügel wird durch den Hebel 35 überwacht, indem durch Einstellung dieses Hebels jede gewünschte Schrägstellung der Flügel 27 erreicht werden kann.

Der Luftstrom, der von dem Antriebspropeller 4 und der Luftturbine 5 herrührt, wird mit Hilfe der Führung 39 unterhalb der Tragfläche 16 entsprechend verteilt. Dieser Luftstrom kann auch zum Stabilisieren der Tragfläche 16 benutzt werden. Da die Tragfläche nicht starr mit dem Rumpf 1 verbunden ist, kann sie eine Lage einnehmen, in welcher ihre vordere Hälfte nach oben strebt, so daß die Maschine eine Rückwärtsneigung annimmt.

Der Luftstrom vom Propeller 4 kann aber mit Hilfe der Führung 19 so gerichtet werden, daß er auf die untere Fläche der Tragfläche 16 hinter dem Mittelpunkt desselben unter einem entsprechenden Winkel wirkt, um dieser Schrägstellung der Maschine entgegenzuwirken.

Um die Steuerung der Maschine zu erleich-

tern, wenn die Maschine auf dem Boden oder auf der Wasseroberfläche in Bewegung ist, ist das Steuer 6 durch Seile 40 mit einer Vorrichtung zur Steuerung der hinteren Räder 3 der Unterlage 2 verbunden, indem diese hinteren Räder dabei als Lenkräder wirken (Fig. 1). Diese Vorrichtung besteht aus einer Schraube 41, mit welcher zwei Seilrollen 42 verbunden sind, um welche die Seile 40 herumgelegt sind. Auf der Schraube 41 ist eine Mutter 43 angeordnet, welche mit einer auf senkrechten Zapfen 44 drehbar gelagerten Gabel 45 verbunden ist. Das Rad 3 ist in dieser Gabel gelagert und wird demzufolge selbsttätig bewegt, sobald das Steuer 6 zwecks Lenkung der Maschine betätigt wird.

Infolge der Lagerung der Flügel 26 auf Zapfen und der Anordnung der Federn 51 werden die Flügel 26 nach unten schwingen, sobald die Umdrehungsgeschwindigkeit der Tragfläche unterhalb eines gewissen Wertes sinkt oder die Maschine zum Anhalten gebracht wird. Sobald nach Anfahren der Maschine die Tragfläche 16 umzulaufen beginnt und eine genügende Geschwindigkeit annimmt, heben sich die Flügel 26 unter der Wirkung der Zentrifugalkraft und werden sich in gehobener Stellung halten, solange die Umdrehungsgeschwindigkeit der Tragfläche genügend groß ist. Beim Landen werden die Flügel 26, sobald die Umdrehungsgeschwindigkeit der Tragfläche abnimmt, unter der Wirkung ihres Gewichtes und der Federn 51, in ihre untere Lage herabfallen. Die Maschine erfordert deshalb beim Fahren auf dem Boden oder auf der Wasseroberfläche ein sehr kleines Gebiet im Vergleich mit einer Maschine, bei der die Flügel 26 immer in gehobener Stellung gehalten werden.

Es ist zu bemerken, daß Abänderungen ohne Abweichen vom Wesen der Erfindung vorgenommen werden können. So können z. B. mehrere Propeller oder auch mehrere umlaufende Tragflächen benutzt werden. Die Flügel 23 können auch zwei oder mehrere unabhängige Abschnitte umfassen, um zu gestatten, daß sie sich allmählich in Übereinstimmung mit dem Luftwiderstand während der Umdrehung der Tragfläche einstellen können.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Flugzeug mit rotierender Tragfläche, die um eine mit dem Rumpf gelenkig verbundene Achse drehbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die als eine Platte kreisförmiger Grundform gestaltete Tragfläche, die um eine mit dem Rumpf durch Kreuzgelenk verbundene Achse drehbar ist, an ihrem Umfang mit um tangential angeordnete Zapfen schwenkbaren Hebeflügeln und auf ihrer unteren Seite mit um schräge Achsen drehbaren,_vfederbelasteten Treibflügeln zur Bewirkung der Drehung der Tragfläche versehen ist.
2. 2. Flugzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diekreisförmigeTragfläche auf ihrer oberen Seite zwangsläufig geführte Stabilisierungsflügel (27) besitzt.
3. 3. Flugzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hebeflügel (26) in der Ruhestellung durch Federn (51) nachgiebig gehalten sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen