DE69722110T2

DE69722110T2 - Verbesserungen an Flugzeugen und Hochgeschwindigkeitsfahrzeugen

Info

Publication number: DE69722110T2
Application number: DE69722110T
Authority: DE
Inventors: Saiz Manuel Munoz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-09-06
Filing date: 1997-08-20
Publication date: 2004-03-11
Anticipated expiration: 2017-08-21
Also published as: EP0827905A2; DE69722110D1; EP0827905A3; EP0827905B1

Description

VORGESCHICHTE DER ERFINDUNG
Erfindungsbereich – Rumpf für Hochgeschwindigkeitsfahrzeuge.
STAND DER TECHNIK
Der derzeitige Rumpf für Hochgeschwindigkeitsfahrzeuge weist eine frontale und/oder hintere Anordnung auf, die in manchen Fällen kegelförmig oder dgl. ist und die Luft radial ableitet, und in anderen Fällen das Fahrzeug an den Boden pressen, ohne die Energie der Fahrluft zu nutzen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Verbesserung an Flugzeug oder Hochgeschwindigkeitsfahrzeug, in dieser Erfindung enhält einen im Querschnitt gleichmässigen länglichen Rumpf umfasst und von der Seite gesehen die Form eines Rhomboids mit grösseren waagerechten Seiten annimmt, wobei die geneigte Seite der Frontpartie ein Rampe ist, die oben im vorderen Bereich beginnt und schräg nach hinten bis zum Boden abfällt, und die geneigte Seite der Heckpartie parallel zur vorderen liegt, das heisst, im oberen Bereich beginnt und schräg nach hinten bis zum Boden abfällt, während die Verbindungen zwischen den nicht seitlichen Flächen in zweckmässiger Weise abgerundet sind.
Der Rumpf kann in allen Fällen eine leicht länglich gebogene Form mit nach oben gerichteter Wölbung und damit ein Profil annehmen, das dem eines Flügels mit seinem entsprechenden Auftrieb gleicht, insbesondere ein Profil mit abgeflachtem rechteckigen Querschnitt.
Ein rechteckiger Rumpf kann einen sich verjüngenden Bug mit zwei nach hinten und in den unteren Bereich der mittleren und länglichen Vertikalebene geneigten Seiten in Form eines Schiffbugs aufweisen, dessen Anordnung im hinteren Bereich umgekehrt ist.
Das Fahrwerk kann nach hinten versetzt oder der Schwanz geneigt werden, um beim Starten oder Landen die Rotration zu ermöglichen. Im entgegengesetzten Fall könnte der Bug bei diesen Vorgängen weniger nach oben geneigt oder Nuten bzw. Blas- oder Saugmittel eingesetzt werden, um die Grenzschicht zu schützen. Der Bug kann dazu auch geneigt werden.
Diese Systeme können nur getrennt am Bug oder Schwanz angewandt werden. Die mit dem Stabilisator erforderlichen Korrekturen sind in diesem Fall grösser.
Die Tendenz des Rumpfes, sich bezüglich der relativen Fahrluft auszurichten, z. B. mit der Diagonalen oder der grössten Ebene des Rhomboidsgemäss der Seitenansicht, wird mit Hilfe des Stabilisators berichtigt, wie es zur Zeit auch mit der Tendenz der Flügel geschieht, sich in einem Nullwinkel auszurichten, der dem Luftstrom den geringsten Widerstand entgegensetzt.
Das erfindungsmässige System wird nicht bei Fischen, Wassertropfen usw. beobachtet, dabei der Erzeugung des Auftriebs keine Energie verbraucht wird, die jedoch bei Flugzeugen und Vögenln, allerdings nicht bei Luftschiffen erforderlich ist.
Bei den in den 3, 4, 7, 8 und 11 gezeigten Flugzeugen wird die höchste Wirksamkeit des Systems erzielt.
Die nach oben geneigte Frontwand nutzt die frontale Luft bei der Erzeugung eines starken Auftriebs, auf Grund des gebildeten Winkels ist der frontale Widerstand dem des Rumpfes eines üblichen Fahrzeugs gleich.
Die nach unten geneigte Rückwand nutzt die Saugwirkung der rückwärtigen Luft bei der Erzeugung eines starken Auftriebs; auf Grund des gebildeten Winkels ist der rückwärtige Widerstand dem des Rumpfes eines üblichen Fahrzeugs gleich.
Der flache erfindungsmässige Bereich kann sowohl vorn als auch hinten eine leichte Krümmung aufweisen.
Eine Variante verwendet an Bug und Schwanz zwei schräge Pyramiden, die durch die Kontur ihrer Basen mit einer solchen Neigung mit dem Fahrzeugrump verbunden sind, dass die Mittelsenkrechte oder Kante der oberen Seite der Pyramide mit der oberen Längslinie des Fahrzeugs fluchtet und diese verlängert.
Eine weitere Ausführungsform verwendet an Bug und Schwanz zwei schräge Kegel, die durch die Kontur ihrer Basen mit einer solchen Neigung mit dem Fahrzeugrump verbunden sind, dass die obere Generatrix des Kegels mit der oberen Längslinie des Fahrzeugs fluchtet und diese verlängert.
Die Verbindung zwischen diesen geneigten Flächen, Pyramiden oder Kegel, und dem Rumpf erfolgt sanft, indem alle scharfen Kanten oder Winkel abgerundet werden.
Die Neigung von Bug und/oder Schwanz bzw. Ende ist bei Flugzeugen und Einschienenfahrzeugen von Vorteil, die nicht gegen den Boden oder gegen die Schiene gepresst werden müssen.
Der grad der Neigung kann in der weise berechnet werden, dass das Gewicht der Zone bei typischen und länger anhaltenden Geschwindigkeiten dem Aüftrieb gleich ist, wobei dem Gewicht bei geringen Geschwindigkeiten mittels Flügeln oder, im Fall von Zügen, einfach an Hand der Räder entgegengewirkt werden muss.
Die bei Flugzeugen sowohl durch statische als auch durch dynamische Kräfte erzeugten Momente müssen zur Selbststabiloisierung neigen. Das wird z. T. dadurch erzielt, dass sich die beiden Kräfte aus Bug und Schwanz durch die Erzeugung von Momenten, die dem Schwerpunkt oder Anwendungspunkt der aus dem Auftrieb Resuktierenden entgegenstehen, aufheben.
Die Kabine kann an jeder Stelle der geneigten Wand, Rampe, unteren Mittelsenkrechten der Pyramode oder unteren Generatrix des Kegels angeordnet werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine Seitenansicht des Bugs eines Flugzeugs mit aerodynamischen Kräften und Widerständen, die auf einen Teil des oberen und unteren Bereichs wirken, und den gesamten hervorgerufenen Widerstand.
2 entspricht einer Frontansicht des Flugzeugbugs mit den dort erzeugten Radialkräften.
3 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Einschienenzuges mit der erfindungsmässigen Anordnung.
4 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Flugzeugs mit der erfindungsmässigen Anordnung.
Die 5 und 6 stellen schematisch Seitenansichten der beiden Hochgeschwindigkeitsfahrzeuge dar.
Die 7 bis 9 und 11 zeigen schematisch in Perspektive Seitenansichten von Flugzeugen nach weiteren erfindungsmässigen Ausführungen.
10 und 12 entsprechen schematischen Darstellungen der Seitenansichten von Flugzeugen nach weiteren erfindungsmässigen Ausführungen.
AUSFÜHRLICHERE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 umfasst ein Fahrwerk 1, einen Bug 2, zur Längsachse F₁ und F₅ senkrechte obere und untere Kräfte, deren teilweise Mitnahme D₁ und D₅, in welche sich die Kraft der frontalen Luft aufteilt, mit einem Gesamtwiderstand des Bugs D_n.
2 zeigt das Fahrwerk 1, den Bug 2, die zur Längsachse radialen oder senkrechten Kräfte F₁ bis F₈, die einander entgegenwirken und nicht genutzt werden.
3 umfasst ein Fahrwerk 1, den Bug 2, den Schwanz 3, den Bugauftrieb L_n, den Bugwiderstand D_n, den Heckauftrieb L_t, den Heckwiderstand D_t und das Zuggewicht W.
4 zeigt das Fahrwerk 1, den Bug 2, den Schwanz 3, den Flügel 4, den Stabilisator und das Höhenruder 5, den Bugauftrieb L_n, den Bugwiderstand D_n, den Heckauftrieb L_t, den Heckwiderstand D_t und den Auftrieb des Stabilisators und Höhenruders L_tp, den Flügelauftrieb L_w, und das Gewicht W.
5 entspricht dem Fahrwerk 1, Pyramidenbug 2, Schwanz 3, Bugauftrieb L_n, Bugwiderstand D_n, Heckauftrieb L_t und Heckwiderstand D_t.
6 zeigt das Fahrwerk 1, den Kegelbug 2, den Schwanz 3, die Flügel 4 und 4', die geneigte Frontfläche 5 und die geneigte hintere Fläche 6.
7 zeigt das Fahrwerk 1, den Bug 2, den Schwanz 3, die Flügel 4 und 4', die geneigte Frontfläche 5 und die geneigte hintere Fläche 6.
8 zeigt das Fahrwerk 1, den Bug 2, den Schwanz 3, die Flügel 4 und 4', die geneigte Frontfläche 5 und die geneigte hintere Fläche 6.
9 zeigt das Fahrwerk 1, den Bug 2, den Schwanz 3, die Flügel 4 und 4', die geneigte seitliche Frontfläche 5 und die geneigte seitliche hintere Fläche 6.
10 entspricht dem Fahrwerk 1, Bug 2, geneigten Schwanz 3, Flügel 4 und dem zusätzlichen geneigten oder geänderten Bug 9.
11 zeigt das Fahrwerk 1, den Bug 2, den Schwanz 3, den Flügel 4, die geneigte Frontfläche 5 und die geneigte hintere Fläche 6.
12 zeigt das Fahrwerk 1, den Bug 2, den Schwanz 3, den Flügel 4 und die leicht gewölbte Fläche 6.
Die Verbindungen zwischen der geneigten Frontfläche und der hinteren Fläche des Fahrwerks sowie zwischen der geneigten hinteren Fläche und der oberen Fläche des Fahrwerks werden in allen Fällen in geeigneter Weise abgerundet.
Bei manchen Abbildungen werden der Stabilisator und das Schwanzleitwerk nicht gezeigt.

Claims

Flugzeug oder Hochgeschwindigkeitsfahrzeug, das einen im Querschnitt gleichmässigen länglichen Rumpf umfasst und von der Seite gesehen die Form eines Rhomboids mit grösseren waagerechten Seiten annimmt, wobei die geneigte Seite der Frontpartie ein Rampe ist, die oben im vorderen Bereich beginnt und schräg nach hinten bis zum Boden abfällt, und die geneigte Seite der Heckpartie parallel zur vorderen liegt, das heisst, im oberen Bereich beginnt und schräg nach hinten bis zum Boden abfällt, während die Verbindungen zwischen den nicht seitlichen Flächen in zweckmässiger Weise abgerundet sind.
Flugzeug oder Hochgeschwindigkeitsfahrzeug nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass der Rumpf einen rechteckigen, flachen Querschnitt aufweist.
Flugzeug oder Hochgeschwindigkeitsfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rumpf einen ovalen Querschnitt aufweist.
Flugzeug oder Hochgeschwindigkeitsfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rumpf einen kreisförmigen Querschnitt aufweist.
Flugzeug oder Hochgeschwindigkeitsfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rumpf in der Länge leicht konvex nach oben geschwungen ist und somit ein flügelähnliches Profil annimmt.
Flugzeug oder Hochgeschwindigkeitsfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es bei rechteckigen Rumpfen eine pfeilförmige Rumpfnase mit zwei nach hinten, in den unteren Bereich der mittleren senkrechten, länglichen geneigten Seiten in der Art eines Schiffsbugs aufweist und diese Anordnung im Heckbereich umgekehrt wird.
Flugzeug oder Hochgeschwindigkeitsfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Heck geneigt werden kann.
Flugzeug oder Hochgeschwindigkeitsfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die geneigten Wände der Rumpfnase und des Hecks leicht geneigt sind.
Flugzeug oder Hochgeschwindigkeitsfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der Rumpfnase ein schräger Kegel verwendet wird, der mit seinem unteren Umfang mit Neigung so mit dem Rumpf des Fahrzeugs verbunden wird, dass die obere Generatrix des Kegels auf gleicher Höhe liegt und die Verlängerung der oberen Längslinie des Fahrzeugrumpfes bildet.
Flugzeug oder Hochgeschwindigkeitsfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Heckbereich ein schräger Kegel verwendet wird, der mit seinem unteren Umfang mit Neigung so mit dem Rumpf des Fahrzeugs verbunden wird, dass die untere Generatrix des Kegels auf gleicher Höhe liegt und die Verlängerung der unteren Längslienie des Fahrzeugrumpfs bildet.
Flugzeug oder Hochgeschwindigkeitsfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wände oder kegelförmigen Teile.