DE604956C

DE604956C - Helicopters with one or more rotors

Info

Publication number: DE604956C
Application number: DED65109D
Authority: DE
Original assignee: E H CLAUDE DORNIER DR ING
Current assignee: E H CLAUDE DORNIER DR ING
Priority date: 1933-01-17
Filing date: 1933-01-17
Publication date: 1934-11-01
Also published as: FR764934A; DE606267C

Description

Die Erfindung betrifft ein Flugzeug, welches keine feststehenden Tragflügel am Rumpf hat und durch ein System kreisender Flächen, in der Beschreibung kurz Rotor genannt, senkrecht, waagerecht oder auf einer zur Horizontalen beliebig geneigten Bahn bewegt wird. An die Stelle des einen Rotors können in besonderen Fällen, beispielsweise bei einem sehr großen Flugzeuge, mehrere Rotoren mit parallelen Achsen treten. Die Rotoren werden motorisch angetrieben, können aber bei Abwärtsbewegungen des Flugzeuges des motorischen Antriebs entbehren. Sie sind in bekannter Weise so angeordnet, daß ihre Drehachsen beim Flug auf waagerechter Bahn so geneigt sind, daß sie mit der Waagerechten einen nach vorn oben offenen spitzen Winkel bilden. Aerodynamisch günstig ist ein "spindelförmiger Rumpf, dessen Längsachse in der Seitenansicht ganz oder annähernd mit der Rotordrehachse zusammenfällt. Die Unterbringung von Personen, Frachten, Motoren usw. in einem solchen spindelförmigen, zumindest während der gan-The invention relates to an aircraft which has no fixed wings on Fuselage and by a system of circling surfaces, called rotor for short in the description, moved vertically, horizontally or on a path that is inclined to the horizontal will. Instead of a rotor, in special cases, for example on a very large aircraft, multiple rotors with parallel axes kick. the Rotors are motor-driven, but can be used when the aircraft is moving downwards dispense with the motor drive. They are arranged in a known way that their axes of rotation are so inclined when flying on a horizontal path that they with the Form an acute angle open to the front at the top on the horizontal plane. Aerodynamically favorable is a "spindle-shaped fuselage, the longitudinal axis of which in the side view is entirely or approximately coincides with the rotor axis of rotation. The accommodation of people, cargo, engines, etc. in such a spindle-shaped, at least during the whole

a5 zen Dauer des Fluges gegen die Waagerechte stark geneigten Rumpf bereitet große Schwierigkeiten. Außerdem müßte ein außergewöhnlich hohes Fahrgestell vorhanden sein, damit Start und Landung möglich sind.a5 zen duration of the flight against the horizontal strongly inclined trunk causes great difficulties. In addition, it would have to be exceptional high chassis must be available so that take-off and landing are possible.

Die vorliegende Erfindung löst die Aufgabe durch Anbringung eines besonderen, zur Aufnahme von Personen, Frachten usw. bestimmten Ausbaues an der Unterseite des spindelförmigen Rumpfes. Der Ausbau ist so gestaltet, daß sein Boden beim Geradeausflug sowie auf der Erde annähernd waagerecht liegt. Durch die Vereinigung eines mit der Schräglage der Rotorachsen annähernd zusammenfallenden spindelförmigen Rumpfes mit einem darunter befindlichen Ausbau mit waagerechtem Boden ist den aerodynamischen Anforderungen einerseits und andererseits den Bedürfnissen einer bequemen Unterbringung von Personen, Lasten und Motorenanlagen weitgehend Rechnung getragen. Von dem unter dem Rumpf hängenden Ausbau hat der Pilot vollständig freie Sicht nach vorn und nach unten. Im Innern können Rumpf und Ausbau ineinander übergehen. Ferner kann die Längsachse des spindelförmigen Rumpfes in der Seitenansicht in ihrem vorderen Ende annähernd mit der Rotorachse zusammenfallen, aber nach hinten zu in einer sanften Krümmung stetig aufwärts gekrümmt sein. Dies hat den Vorteil, daß schon bei einer Krümmung mit verhältnismäßig großem Radius selbst bei sehr großem Rotordurchmesser ein genügender Abstand des Rotorumlaufkreises von der Erde gewährleistet ist und daß der zur Unterbringung von Fracht oder Motoren geeignete hintere Teil des Ausbaues oder des Rumpfes erheblich zunimmt. Die Unterbringung des Motors oder der Motoren kann infolge der neuartigen Vereinigung von Rumpf und Ausbau entweder in dem Rumpf oberhalb des Ausbaues in der Nähe des Rotors oder der Rotoren oder in dem hinteren Rumpfende hinter dem AusbauThe present invention solves the problem by attaching a special one for recording of people, freight, etc. specific expansion on the underside of the spindle-shaped Fuselage. The expansion is designed in such a way that its floor is approximately horizontal when flying straight ahead as well as on the ground lies. By combining one that almost coincides with the inclined position of the rotor axes spindle-shaped fuselage with an extension underneath with a horizontal floor is the aerodynamic one Requirements on the one hand and the needs of comfortable accommodation on the other of people, loads and engine systems are largely taken into account. From the extension hanging under the fuselage the pilot has a completely clear view forwards and downwards. Inside can hull and expansion merge. Furthermore, the longitudinal axis of the spindle-shaped The fuselage in the side view in its front end approximately with the rotor axis coincide, but curved backwards in a gentle curve steadily upwards be. This has the advantage that even with a relatively large curvature Radius, even with a very large rotor diameter, there is a sufficient distance from the rotor circle from the earth is guaranteed and that the to accommodate cargo or motors suitable rear part of the extension or the fuselage increases considerably. Placement of the engine or engines can as a result of novel association of the fuselage and extension either in the fuselage above the extension in the vicinity of the rotor or the rotors or in the rear end of the fuselage behind the extension

erfolgen. In der Nähe des oder der Rotoren wird man die Motorenanlage, insbesondere bei Verwendung luftgekühlter Motoren, anordnen. Der Raum im Rumpf über dem Ausbau kann in diesem Falle in günstiger Weise zur Unterbringung der Motorenanlage, Betriebsstofflagerung usw. verwendet werden. Bringt man die Motoren im hinteren Ende des Rumpfes unter, so hat das wiederum den to Vorteil, daß Führerraum, Fahrgast- oder Frachtraum und Motorenstand annähernd oder vollkommen in gleicher Höhe liegen und die Bedienungsmannschaft daher leicht von einem Raum in den anderen gelangen kann. Erforderliche Getriebe können nahe den Motoren oder nahe den Rotoren angeordnet sein. Wenn zwischen Motoren und Rotoren große Übersetzungen erforderlich sind, können in jeder Transmission mehrere Getriebe vorhanden sein, welche teils nahe den Motoren, teils nahe den Rotoren ihren Platz haben.take place. In the vicinity of the rotor or rotors, one will find the engine system, in particular when using air-cooled motors. The space in the fuselage above the extension In this case, it can be used in an inexpensive way to accommodate the engine system, fuel storage etc. can be used. If you place the motors in the rear end of the fuselage, that in turn has the to advantage that the driver's cab, passenger or cargo area and engine level are approximate or completely at the same height and the operating team therefore easily from one room can get into the other. Required gears can be arranged near the motors or near the rotors. If large gear ratios are required between motors and rotors, in Each transmission has several gears, some close to the engines, some have their place near the rotors.

Für den Fall, daß aus aerodynamischen oder sonstigen Gründen der spindelförmige Rumpf so lang wind, daß sein hinteres Ende den Ausbau erheblich überragt, empfiehlt es sich, dieses Ende so^; auszuführen, daß es teleskopartig in das vordere Ende hineingezogen werden kann. Der technische Vorteil des so ausgebildeten Rumpfes besteht darin, daß der Rotor selbst bei sehr großem Durchmesser einen genügenden Abstand von der Erde hat und daß der Ausbau bei der Landung dem Erdboden hinreichend nahe kommt, um dem Wechsel von Fahrgästen und Last keine Schwierigkeiten zu bereiten.In the event that, for aerodynamic or other reasons, the spindle-shaped hull winds so long that its rear end protrudes considerably beyond the expansion, it is recommended that this end be so ^; execute so that it can be telescoped into the front end. The technical advantage of the fuselage designed in this way is that the rotor has a sufficient distance from the ground, even with a very large diameter, and that the expansion comes close enough to the ground on landing so that the change of passengers and load does not cause any difficulties.

Zum Ausgleich des Drehmoments des Rotors können in möglichst großen Entfernungen von der Symmetrieebene des Flugzeugs am Fahrwerk oder an den Schwimmern feste oder bewegliche oder feste und bewegliche Körper angeordnet sein, welche so geformt oder in ihrer Lage während des Fluges verstellt werden können, daß sie Luftkräfte erzeugen und auf diese Weise zum Ausgleich des Rotordrehmoments oder zu sonstigen stabilisierenden Zwecken dienen. Diese Körper können als Verkleidung von Flugzeug-■ teilen, welche dem Flugwind entzogen werden sollen, beispielsweise für die Räder des Fahrgestells, ausgebildet sein.To compensate for the torque of the rotor, the greatest possible distance can be used from the plane of symmetry of the aircraft on the landing gear or on the floats fixed or movable or fixed and movable Body be arranged, which can be shaped or adjusted in their position during flight that they air forces generate and in this way to compensate for the rotor torque or other serve stabilizing purposes. These bodies can be used as cladding for aircraft ■ parts that are to be withdrawn from the air wind, for example for the wheels of the chassis, be trained.

In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele dargestellt.Several exemplary embodiments are shown in the drawing.

Abb. ι zeigt in der Seitenansicht ein Flugzeug mit Fahrgestell und Kabine. Abb. 2 zeigt das gleiche Flugzeug in der Ansicht von vorn. Der spindelförmige Rumpf 1 trägt an seinem vorderen Ende den Rotor 2, dessen - Drehachse gegen die Horizontale unter dem Winkel α geneigt ist. Die Längsachse des Rumpfes fällt nicht mit derjenigen des Rotors zusammen. Die Flügel des Rotors haben an ihren Enden in bekannter Weise Klappen 3. Werden diese Klappen so verstellt, daß beide nach der gleichen Seite aus der Umlaufebene des Rotors herausragen, so verändern sie die Hubkraft des ganzen Rotors. Werden sie hingegen nach verschiedenen Seiten aus der Umlaufebene des Rotors verstellt und wechselt ihre Stellung in bekannter Weise periodisch während eines jeden Umlaufs, so wird dadurch das Gleichgewicht des Flugzeugs beeinflußt. In unmittelbarer Nähe des Rotors befindet sich unter einer ringförmigen Verkleidung 4 der Antriebsmotor. Am hinteren Ende des Rumpfes befindet sich das Leitwerk, bestehend aus der Seitenflosse 5, dem Seitenruder 6, der Höhenflosse 7, deren Anstellwinkel während des Fluges verstellt werden kann, und dem Höhenruder 8. An der Unterseite des spindelförmigen Rumpfes 1 befindet sich ein Ausbau 9, welcher zur Aufnahme von Personen und Lasten dient. In der Seitenansicht bilden seine Begrenzungslinien zusammen mit der Rotorachse ein annähernd rechtwinkliges Dreieck, und sein Boden liegt beim Geradeausflug annähernd waagerecht. In Ebenen, welche der resultierenden Strömung aus Vorwärtsbewegung und "Rotorabstrom entsprechen, sind Rumpf nebst Ausbau aerodynamisch günstig gestaltet, go Diese Ebenen sind in Abb. 1 durch die punktierten Linien d_v d₂ und d_s angedeutet. Das Flugzeug hat für die Ruhestellung einen hinteren Sporn 10 und ein Fahrgestell mit Rädern 11. Diese Räder sind verkleidet. Sowohl die nicht beweglichen Radverkleidungen 12 als auch die stromlinienförmigen und um senkrechte Achsen drehbaren Körper 13 dienen dazu, durch ihre Form oder Einstellung Luftkräfte zu erzeugen, welche das Drehmoment des Rotors ausgleichen oder sonst stabilisierend wirken.Fig. Ι shows a side view of an aircraft with chassis and cabin. Fig. 2 shows the same aircraft from the front. The spindle-shaped fuselage 1 carries at its front end the rotor 2, the - axis of rotation is inclined to the horizontal at the angle α. The longitudinal axis of the fuselage does not coincide with that of the rotor. The blades of the rotor have flaps 3 at their ends in a known manner. If these flaps are adjusted so that both protrude from the plane of rotation of the rotor on the same side, they change the lifting force of the entire rotor. If, on the other hand, they are adjusted in different directions from the plane of rotation of the rotor and their position changes periodically in a known manner during each revolution, the balance of the aircraft is thereby influenced. The drive motor is located in the immediate vicinity of the rotor under an annular casing 4. At the rear end of the fuselage is the tail unit, consisting of the vertical fin 5, the rudder 6, the horizontal fin 7, the angle of attack of which can be adjusted during flight, and the elevator 8. On the underside of the spindle-shaped fuselage 1 there is an extension 9 , which is used to pick up people and loads. In the side view, its boundary lines form an approximately right-angled triangle together with the rotor axis, and its bottom is approximately horizontal when flying straight ahead. In planes that correspond to the resulting flow from forward movement and "rotor downflow, the fuselage and its expansion are aerodynamically favorable, go These planes are indicated in Fig. 1 by the dotted lines d _v d ₂ and d _s . The aircraft has one for the rest position rear spur 10 and a chassis with wheels 11. These wheels are covered. Both the stationary wheel covers 12 and the streamlined bodies 13 rotatable about vertical axes serve to generate air forces through their shape or setting, which balance the torque of the rotor or otherwise have a stabilizing effect.

Abb. 3 zeigt im Längsschnitt ein Flugzeug nach vorliegender Erfindung, welches sich von dem in Abb. 1 und 2 dargestellten dadurch unterscheidet, daß der Antriebsmotor hinter dem zur Aufnahme von Personen und Lasten dienenden Ausbau angeordnet ist.. Der Rumpf 14 trägt an seinem vorderen Ende den Rotor 15, dessen Drehachse nicht mit der Längsachse des in seiner Grundform spindelförmigen Rumpfes zusammenfällt. Um eine möglichst große Entfernung des hinteren Leitwerks vom Rotor zu erreichen und um gleichzeitig zu vermeiden, daß die -Bauhöhe des Flugzeugs zu groß wird, ist die Längsachse des Rumpfes gegen die Drehachse des Rotors unter einem Winkel γ gestellt, und das hintere Ende des Rumpfes ist unter Vermeidung eines Knickes stetig nach oben gekrümmt. Die Flügel des Rotors 15 haben nahe ihren Enden Klappen 16, welche so bewegt werdenFig. 3 shows in longitudinal section an aircraft according to the present invention, which differs from that shown in Fig. 1 and 2 in that the drive motor is arranged behind the extension serving to accommodate people and loads. The fuselage 14 carries on its front At the end of the rotor 15, the axis of rotation of which does not coincide with the longitudinal axis of the body, which is spindle-shaped in its basic shape. In order to achieve the greatest possible distance between the rear tail unit and the rotor and at the same time to avoid that the overall height of the aircraft is too great, the longitudinal axis of the fuselage is set at an angle γ to the axis of rotation of the rotor, and the rear end of the fuselage is continuously curved upwards while avoiding a kink. The blades of the rotor 15 have, near their ends, flaps 16 which are thus moved

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können, daß sie nach verschiedenen Seiten aus der Umlaufebene des Rotors herausfallen. Sie können in an sich bekannter Weise ihre Stellung periodisch während eines jeden Umlaufs verändern und vergrößern oder verkleinern auf diese Weise die Hubkraf t eines jeden Flügels periodisch. Die mehr nach der Drehachse zu gelegenen Klappen 17 können so verstellt werden, daß sie nach der gleichen Seite aus der Umlaufebene des Rotors herausfallen. Ihre Verstellung bewirkt eine Veränderung der Hubkraft des ganzen Pro- " pellers. Sie ermöglichen also, dieLeistungsaufnahme des Rotors entsprechend der Vergrößerung oder Verkleinerung des Winkels α zu verändern. Unterhalb des Rumpfes 14 befindet sich ein Ausbau i8, welcher zur Aufnahme von Personen oder Lasten dient. Der Antrieb des Rotors geschieht durch einen Motor 19 über ein in der Nähe des Motors angebrachtes Getriebe 20, eine ausrückbare Kupplung 21 und eine Welle 22. Motor, Kupplung und Getriebe befinden sich in einem Maschinenraum, welcher in gleicher Höhe mit dem Fahrgastraum untergebracht ist. Das dargestellte Flugzeug hat Landungsräder.can that they fall out of the plane of rotation of the rotor on different sides. You can change their position periodically in a known manner during each revolution and increase or decrease in this way the Hubkraf t of each wing periodically. The flaps 17 to be located more towards the axis of rotation can be adjusted so that they fall out of the plane of rotation of the rotor on the same side. Their adjustment causes a change in the lifting force of the whole process "Pellers. So you allow the rotor dieLeistungsaufnahme according to the enlargement or reduction of the angle α to change. Below the hull 14 is an expansion i8, which is used to accommodate persons or loads The rotor is driven by a motor 19 via a gear 20 mounted in the vicinity of the motor, a disengageable clutch 21 and a shaft 22. The motor, clutch and gear are located in a machine room which is housed at the same level as the passenger compartment The aircraft shown has landing wheels.

Abb. 4 zeigt in perspektivischer Darstellung ein Flugzeug, welches sich von dem vorigen nur dadurch unterscheidet, daß es an Stelle der Landungsräder zwei Schwimmer 23 und an Stelle des einen Rotors zwei Rotoren 24 hat. Die Schwimmer sind in an sich bekannter Weise gegen den Rumpf und gegen die Lager der Rotoren abgestützt. Die Rotoren erfahren ihren Antrieb in der gleichen Weise wie nach Abb. 3 durch einen hinter dem Fahrgastraum angeordneten Motor, von welchem zunächst eine Welle zum vorderen Ende des Rumpfes führt. Von dort aus werden mittels Kegelradgetriebe die Wellen 25 und weiterhin abermals mittels Kegelradgetriebe die Rotoren 24 angetrieben. Da, wie man sieht, mehrere Getriebe erforderlich sind, so ist es möglich, die Übersetzung oder Untersetzung zwischen Motor und Rotoren auf verschiedene Stellen zu verteilen. Über den Schwimmern befinden sich die stromlinienförmigen und vom Führerraum aus durch beliebige Hilfsmittel, beispielsweise Stangen und Hebel, um senkrechte Achsen drehbare Körper 26, durch deren Form und Stellung die Stabilisierung des Flugzeugs bewirkt werden kann.Fig. 4 shows a perspective view of an aircraft, which is from the The only difference between the previous one is that there are two swimmers instead of the landing wheels 23 and has two rotors 24 instead of one rotor. The swimmers are in a known manner against the hull and supported against the bearings of the rotors. The rotors experience their drive in the same Way as shown in Fig. 3 by a motor arranged behind the passenger compartment, from which first a shaft to the front End of the fuselage leads. From there, the shafts 25 are driven by means of bevel gears and then again by means of bevel gears the rotors 24 are driven. Since, as you can see, several gearboxes are required, so it is possible to change the translation or reduction between the motor and the rotors on different levels Distribute bodies. Above the floats are the streamlined ones and from the driver's cab through any Aids, for example rods and levers, bodies 26 rotatable about vertical axes, by their shape and position the stabilization of the aircraft can be effected.

Abb. 5 zeigt in teilweisem Schnitt ein Flugzeug, dessen in der Hauptsache spindelförmiger Rumpf aus den beiden ineinander verschiebbaren Teilen 27 und 28 besteht. Der vordere Teil 27 trägt den Rotor 29, welcher von dem von einem Luftführungsring 30 umgebenen Motor angetrieben wird. Eine innere Federung, welche hier der Einfachheit halber durch. eine Spiralfeder 31 angedeutet ist, ist bestrebt, das hintere Rumpfende in der punktiert angedeuteten Stellung 28' zu halten. Voider Landung wird das Hinterteil aus seiner Lage 28' durch irgendein Hilfsmittel, beispielsweise durch ein Seil 32 mit Führungsrolle 33 und Winde 34, soweit wie möglich in das Vorderteil hineingezogen, so daß der Rumpf hinten nur noch so lang¹ ist, daß das Flugzeug auf dem Fahrgestell des Ausbaues landen kann.Fig. 5 shows a partial section of an aircraft, the main spindle-shaped fuselage of which consists of the two parts 27 and 28 which can be displaced one inside the other. The front part 27 carries the rotor 29, which is driven by the motor surrounded by an air guide ring 30. An inner suspension, which here for the sake of simplicity. a spiral spring 31 is indicated, endeavors to hold the rear end of the fuselage in the position 28 'indicated by dotted lines. Voider landing is as far as possible pulled the rear part from its position 28 'by any device, for example by a cable 32 with guide roller 33 and capstan 34 in the front part, so that the hull is behind only so long ¹ that the plane on the chassis of the expansion can land.

Claims

Patent claims:

1. Helicopters with one or more Rotors whose axes of rotation are so inclined when flying on a horizontal path that they one with the horizontal Form an acute angle open towards the front, characterized in that the in its basic shape spindle-shaped fuselage, its longitudinal axis in the side view wholly or approximately with the axis of rotation the rotors collapse, has an extension on its underside to accommodate people and loads, the bottom of which is approximately horizontal when flying straight ahead.

2. Helicopter according to claim 1, characterized in that the longitudinal The axis of the fuselage at the front end coincides approximately with the axis of the rotor or rotors in the side view, but curves upwards too steadily towards the rear end.

3. Helicopter according to claim 1, characterized in that the engine or the motors and gears in the vicinity of the rotor or the rotors above the to accommodate people and loads serving expansion are arranged.

4. Helicopter according to claim 1, characterized in that the engine or the motors and gears are arranged behind or under the extension used to accommodate people and loads are.

5. Helicopter according to claim 1, characterized in that the engine or the motors behind or under the to accommodate people and motors serving expansion, the gearbox or the gearbox but close to the rotor or the rotors or divided into several gears partly close to the rotors, partly close to the motor or motors.

6. Helicopter according to claim 1, characterized in that the fuselage consists of two or more telescoping parts that can be slid into one another in whole or in part before the start

are pushed into each other and automatically or when taking off from the runway be pulled apart at random. 7. Helicopter according to claim 1, characterized characterized in that as far as possible from its plane of symmetry distant points of the chassis or the Floats fixed or movable or fixed and movable bodies are attached by their shape or setting Air forces are generated, which balance the torque of the rotor and to other stabilizing tasks can be used or only serve these.

8. Helicopter according to claim 7, characterized in that the compensation the torque of the rotor and other stabilizing tasks or only these serving, on the chassis Attached body also serve as a cover for the running wheels.

1 sheet of drawings