DE667619C

DE667619C - Starrfluegelflugzeug mit vom Fahrtwind antreibbarer Steilschraube (Tragschraube)

Info

Publication number: DE667619C
Application number: DEP75570D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1934-02-06
Filing date: 1935-02-07
Publication date: 1938-11-17

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Flugzeug mit Tragschraube, und zwar wird hierunter ein Flugzeug verstanden, das mit einer Vortriebsschraube sowie mit festen Tragflächen (Starrflügeln) zur Erzeugung der waagerechten Bewegung versehen ist und außerdem noch eine Tragschraube aufweist. Die Erfindung ist durch zwei Merkmale gekennzeichnet: 1. sind die umlaufenden Flügel der Tragschraube in an sich bekannter Weise verkürzbar, so· daß sowohl der von der Tragschraube gelieferte Auftrieb als auch ihr Luftwiderstand bis auf Null oder einen sehr geringen Wert verringerbar ist, und 2. sind die festen Tragflächen und ihr Einstellwinkel nach Maßgabe eines die Starrfliigderfoirdernisse bei Start und Landung unberücksichtigt lassenden Bestverhältnisses von Ca : Cw bemessen, so· daß sie eine große Horizontalgeschwindigkeit erreichen können und hierbei allein den zum Halten des Flugzeuges in der Luft notwendigen Auftrieb liefern.

Die Tragflächen können daher in ihren Abmessungen wesentlich kleiner gehalten werden als die Tragflächen üblicher Flugzeuge, die danach bemessen, sein müssen, daß sie auch beim Landen oder Starten, also unter Betriebsbedingungen, bei denen das Flugzeug von seiner größten Geschwindigkeit oder auch nur von seiner normalen Fluggeschwindigkeit weit entfernt ist, einen zum Halten des Flugzeuges in der Luft ausreichenden Auftrieb zu liefern vermögen.

Während ferner bei den bisher bekannten Flugzeugen der dem günstigsten Ca: O-Wert entsprechende Winkel beim Starten oder Landen benutzt werden muß, so· daß dann die Tragflächen eigentlich zu groß sind und im normalen Fluge unter einem ungünstigeren Einstellwinkel stehen, kann der Einstellwinkel der festen Tragflächen nach der Erfindung derart gewählt werden, daß sich bei den großen Geschwindigkeiten, bei denen allein die festen Tragflächen den notwendigen Auftrieb liefern, das günstigste Verhältnis zwischen Luftwiderstand und Auftrieb ergibt.

Die bei dem Erfindungsgegenstand vorgesehene Tragschraube mit änderbarer Flügellänge hat immer nur dann in Wirkung zu treten, wenn der Auftrieb der festen Tragflächen wegen einer .zu geringen horizontalen Geschwindigkeit allein zum Halten des Flugzeuges in der Luft nicht ausreicht, also· vor allem beim Landen und Starten. Beim normalen Fliegen mit großer Geschwindigkeit sind die Tragschraubenflügel gänzlich oder

mindestens zum größten Teil eingezogen, da-

" mit die Tragschraube keinen wesentlichen Luftwiderstand bietet.

Da ein Flugzeug gemäß der Erfindung nfc sehr kleine Tragflächen hat und noch dau der Anstellwinkel dieser Tragflächen Beirn normalen Fliegen in der Nähe desjenig&$£ ■Wertes liegt, bei dem sich das günstigste Verhältnis zwischen Auftrieb und Luftwiderstand ergibt, ist der Wirkungsgrad eines Flugzeuges gemäß der Erfindung außerordentlich günstig.

Wie an sich die Einziehbarkeit von Steilschraubenflügeln, so ist an sich auch schon vorgeschlagen worden, ein Flugzeug mit frei umlaufenden, vom Fahrtwind angetriebenen Flügeln mit festen Tragflächen auszurüsten, die bei höheren Horizontalgeschwindigkeiten einen Auftrieb erzeugen, der die umlaufenden Flügel von einem Teil' der Auftriebskraft entlastet. Bei diesen bekannten Flugzeugen sind jedoch keinerlei Mittel vorgesehen, um die wirksame Länge der Flügel der Tragschraube zu verkürzen, um also· den Luftwiderstand der Tragschraube während ihrer NichtVerwendung aufzuheben oder auch nur zu vermindern. Bei den bekannten Tragschräubenfiugzeugen haben daher die festen Tragflächen für den Auftrieb nur eine untergeordnete Bedeutung. Bei dem Erfindungsgegenstand dagegen handelt es sich um ein Flugzeug, das beim normalen Fliegen mit hoher Geschwindigkeit ein reines Starrflügelflugzeug ist, dessen Auftrieb nur durch die Tragflächen und nicht durch umlaufende Tragschraubenflügel geliefert wird. Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht, und zwar zeigen die

Fig. ι und 2 ein Flugzeug gemäß der Erfindung in Ansicht von vorn und von der Seite, während

Fig. 3 ein Polardiagramm ist, das den großen Vorteil eines Flugzeuges gemäß der Erfindung gegenüber den üblichen Flugzeugen klar erkennen läßt.

Mit ι ist der Flugzeugrumpf bezeichnet, der in bekannter Weise mit festen Tragflächen oder Starrflügeln 2 ausgerüstet ist. Zur Erzeugung der Vorwärtsbewegung des Flugzeuges dient, wie üblich, eine Vortriebsschraubeß. Ferner ist das Flugzeug mit einer Tragschraube 4 ausgerüstet, deren Flügel P in bekannter Weise eingezogen werden können. Die Größe und der Einstellwinkel der Starrflügel 2 sind derart gewählt, daß der von ihnen beim raschen Fliegen erzeugte Auftrieb allein ausreicht, um das Flugzeug in der Luft ζμ halten. Dabei entspricht ihr Einstellwinkel dem günstigsten Verhältnis zwischen dem Auf-So triebskoeffizienten Ca und dem Widerstandskoeffizienten Cw,

Bei schnellem waagerechtem oder annähernd waagerechtem Fliegen sind die Tragschraubenflügel teilweise oder völlig eingezogen, so daß sie der Vorwärtsbewegung des .Flugzeuges keinen wesentlichen Widerstand i'Äntgegensetzen. Infolgedessen kann die Flugf'Äeuggeschwindigkeit erheblich größer sein als bei Tragschraubenflugzeugen mit nicht einziehbaren Umlaufflügeln.

Während des Startens und Landens und zweckmäßigerweise auch während des Gleitfluges wird dagegen der Auftrieb hauptsächlich von der Tragschraube geliefert, deren Flügel zu diesem Zweck voll entfaltet sind. Es lassen sich dann bei diesen Flugarten sehr geringe Geschwindigkeiten des Flugzeuges erreichen. Für alle Zwischenbetriebszustände wirkt die Tragschraube mit den festen Tragflächen zusammen, und zwar haben die Flügel der Tragschraube um so weiter entfaltet zu sein, je weniger der von den festen Tragflächen gelieferte Auftrieb zum Halten des Flugzeuges ausreicht.

Die Tragschraube 4 ist zweckmäßigerweise derart ausgebildet, daß sie selbst dann, wenn ihre Flügel eingezogen sind, durch eine besondere, also eine solche Energiequelle, welche von dem Antriebsmotor der Propellerschraube 3 unabhängig ist, ständig in Umlauf gehalten wird, so· daß man unter Benutzung der Zentrifugalkraft jederzeit sich die Flügel rasch entfalten lassen kann, selbst wenn der Antriebsmotor der Vortriebsschraube 3 aus irgendeinem Grunde versagt. Das Flugzeug gemäß der Erfindung kann dann wie ein reines Tragschraubenflugzeug senkrecht oder ' annähernd senkrecht landen. Zur ständigen Aufrechterhaltung des Umlaufs der Tragschraube 4 wird zweckmäßigerweise das Raffen ihrer Flügel P derart begrenzt, daß immer noch eine gewisse Mindestlänge der Flügel, die übrigens sehr klein sein kann, ungerafft bleibt, und zwar ist diese ungeraffte Länge der Flügel mindest derart bemessen, daß sie ausreicht, um die Tragschraube durch den Relativwiderstand ständig in Umlauf zu halten. Der Mindestdurchmesser der Tragschraube ist in Fig. 2 durch die Strecke a-b beispielshalber angedeutet.

Wenn das Starten sehr steil vor sich gehen soll, so wird die Tragschraube in an sich bekannter Weise anfänglich durch den Motor angetrieben, bis der Relativwind stark genug geworden ist, um den weiteren Antrieb der Tragschraube zu übernehmen.

Die beiliegende Fig. 3 erläutert einen der wesentlichen Vorteile, den ein Flugzeug gemäß der Erfindung vor üblichen Starrflügelflugzeugen hat, und zwar stellt die Fig. 3 das Polardiagramm eines bestimmten Flügelprofils dar. Bei dem Erfindungsgegenstand hat die

feste Tragfläche während des schnellsten Fliegens denjenigen Einstellwinkel, der dem günstigsten Wert des Verhältnisses-~— entspricht;

das ist der Punkt Z₁ der Polarkurve i, nämlich bekanntermaßen derjenige Punkt, in dem eine von einem gewissen Punkt (z. B. dem Nullpunkt des Polardiagramms) aus gezogene Tangente die Polarkurve / berührt. Ein Flugzeug üblicher Axt kann jedoch normal (d. h. waagerecht) mit dem Einstellwinkel, der diesem Punkt Z₁ entspricht, nicht fliegen, sondern muß einen kleineren (und damit ungünstigeren) Einstellwinkel benutzen, der etwa dem Punkt /₂ entspricht, weil seine Tragfläche für die geringsten Geschwindigkeiten beim Landen und Starten wesentlich größer sein muß., als sie beim normalen Fliegen mit großer Geschwindigkeit zu sein braucht.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäß ausgebildeten Flugzeuges besteht darin, daß es mit einem geringen Rollweg aufsteigen und landen kann und somit den Hauptvorteil der üblichen Tragschrauber besitzt.

Claims

Patentansprüche:

1. Starrflügelflugzeug mit vom Fahrtwind antreibbareir Steilschraube (Tragschraube), gekennzeichnet durch eine infolge Einziehbarkeit der umlaufenden Tragschraubenflügel erzeugbare Luftwiderstandsverringerung und eine Bemessung der Starrflügelgröße und -einstellung nach Maßgabe eines die Starrflügelerfordernisse bei Start und Landung unberücksichtigt lassenden Bestverhältnisses von Oz:Cw.

2. Tragschraubenflugzeug nach Anspruch i, gekennzeichnet durch eine vom Vortriebsmotor unabhängige Energiequelle, die die eingezogene Tragschraube in Umlauf hält.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen