DE8517998U1 - Bodeneffekt-Fahrzeug - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Bodeneffekt-Fahrzeug mit
einem zentralen, flUgelartigen Tragkörper, auf beiden Seiten des Tragkörpers angeordneten Schwimmern und/oder Fahrwerken, einem vor dem Tragkörper angeordneten Schuberzeuger, einem Leitwerk sowie einer oben auf dem Tragkörper angeordneten Kabine für mindestens eine Person und gegebenenfalls für Nutzla-

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Bei Bodeneffekt-Fahrzeugen erzeugt die in den Hohlraum unter dem Tragkörper einströmende Luft beim Flug in Boden- oder Wasseroberflächennähe einen Luft^sta"> der ähnlich wie bei einem Luftkissen wirkt und auf dem das Fahrzeug gleiten kann. Dadurch wird der Widerstand erheblich gemindert und das Fahrzeug wird in einer der eingestellten Triebwerksleistung entsprechenden Höhe automatisch stabilisiert. Aufgrund des geringen Widerstandes kommt das Fahrzeug mit geringen Antriebsleistungen aus.

Bei einem bekannten Bodeneffekt-Fahrzeug der genannten Art (GB-Z.: Air-Cushion Vehicles (Flight International Supplement) vom 25. Juli 1964, Seite 80),

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welches als Ein-Propeller-Flugzeug konstruiert ist, ist der als Propeller ausgebildete Schubantrieb unmittelbar vor dem Tragkörper angeordnet, wobei die Rotationsachse des Propellers oberhalb der TVagflä¹'· chen liegt» Bei diesem bekannten Fahrzeug dient also der Propeller in erster Linie zur Erzeugung eines Schubes, wobei die durch den Propeller erzeugte Luftströmung im Stand des Fahrzeugs sowie im Anfahrstadium im wesentlichen über das Fahrzeug und über die

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Isiten baut sich durch die Fahrtgeschwindigkeit ein Luftstau unter dem Tragkörper auf, der zum Wirksamwerden des Bodeneffektes führt.

j.5 Der-Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Bodeneffekt-Fahr^sug der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß die Bodeneffektwirkung verstärkt wird, wobei der Bodeneffekt auch bereits bei geringen Geschwindigkeiten wirksam werden soll.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst,

daß dem Tragkörper eine weit nach vorn gezogene Bugspitze vorgeschaltet ist, die einen unter den Tragkörper gerichteten Luftströmungskanal bildet, und daß der Schuberzeuger unter dem vorderen Bereich der Bugspitze in oder unmittelbar vor dem Luftströmungskanal angeordnet ist.

Durch die erfindungsgemäße Konstruktion wird er-QQ reicht, daß die von dem Schubantrieb erzeugte Luftströmung nicht nur den Vortrieb erzeugt, sondern gleichzeitig auch den Luftstau unter dem flächenhaften Tragkörper erzeugt, wodurch unmittelbar ein kräftiger Auftrieb durch Bodeneffekt erzeugt wird und damit einhergehend sich eine rasche Geschwindigkeitszunahme einstellen kann.

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Vorzugsweise ist die Bugspitze im vordersten Bereich ]

als Liniaufdiffusor ausgebildet, wobei der Schuber- |

zeuger zweckmäßig im vorderen Abschnitt des Einlauf-

diffusors angeordnet ist. |

Der Luftströmungskanal kann durch ein nach oben gewölbtes und nach unten freies, dachartiges Führungsprofil gebildet sein, das sich an den Einlaufdiffusor anschließt.

Das Führungsprofil ist zweckmäßig zum Tragkörper hin

verbreitert, und zwar eier Gestalt, daß es im Anschlußbereich an den Tragkörper annähernd die gleiche Breite wie dieser aufweist. Dadurch wird gewähr-

,₅ leistet, daß die gesamte Breite des Traqkörpers auch bereits bei geringen Geschwindigkeiten angeströmt wird. Zur Unterstützung dieses Effekts können an der Unterseite des Führungsprofi'ts Luftleitbleche zur optimalen Verteilung des durch den Schubantrieb erzeugten Luftstroms über die gesamte Breite des Tragkörpers vorgesehen sein. Diese können entsprechend dem Flugzustand verstellbar und bei hohen Geschwindigkeiten eventuell sogar in das Profil einfahrbar sein.

Der Tragkörper des Fahrzeugs kann ein Delta-Flügel

sein. Die Deltaspitze des Tragkörpers kann dabei beispielsweise nach hinten weisen. Die hintere Deltaspitze des Tragkörpers ist zweckmäßig abgestumpft.

An seiner Unterseite überspannt der Tragkörper einen

nach oben gewölbten Raum, während die seitlichen und hinteren Ränder nach unten gezogen sind. Durch diese Form wird die Bildung des Luftstaus unterstütz:!:.

Der hintere Rand und/oder die seitlichen Ränder des Tragkörpers können mit verstellbaren Klappen versehen sein, so daß sich die Bildung des Luftstaus an den jeweiligen Flugzustand anpassen läßt.

Da die Vorteile des Bodeneffekt-Fahrzeugs insbesondere in Verbindung mit Wasseroberflächen zum Tragen kommen, sind die Fahrwerke vorzugsweise als Schwimmer ausgebildet. Damit aber das Fahrzeug auch auf festen Pisten starten und landen kann, können zusätzlich auch Fahrwerke angeordnet sein. Wenn der Tragkörper als Delta-Flügel ausgebildet ist, sind die Schwimmer und/oder Fahrwerke zweckmäßig an oder unter den beiden Seitenenden des Delta-Flügels angeord^net·

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrzeugs sind die Schwimmer und/oder Fahrwerke in einer vertikalen, parallel zur Fahrtrichtung liegenden Ebene kippbar. Dadurch wird erreicht, daß die Neigung des Fahrzeugs im Zustand der Wasserbzw. Bodenberührung eingestellt werden kann. In der Startphase ist es zweckmäßig, die Spitze des Fahrzeugs relativ hoch zu stellen. Dadurch wird einerseits das Startverhalten verbessert und andererseits wird, insbesondere wenn der Schuberzeuger eine Luftschraube ist, eine Wasser- oder Bodenberührung der Luftschraube wirksam vermieden.

oQ Die Kippachsen der Schwimmer und/oder Fahrwerke können an ihren hinteren Enden angeordnet sein. Dadurch wird der Schwenkpunkt des Fahrzeugs relativ weit nach hinten verlegt, wodurch die Wirksamkeit der Schwenkbewegung verbessert wird.

Die Schwimmer und/oder Fahrwerke oder diejenigen Teile der Schwimmer, die ins Wasser eintauchen bzw. diejenigen Teile der Fahrwerke, die mit dem Boden in Berührung kommen, können relativ zu dem Fahrzeug elastisch federnd eingebaut sein. Dadurch wird das Fahrverhalten des Fahrzeugs bei Wasser- oder Bodenberührung verbessert.

Jeder Schwimmer kann aus einer oberen und einer unte- YQ ren Schale bestehen, die dicht ineinander eingreifen, wobei die obere Schale starr mit dem Fahrzeug verbunden ist, während die untere Schale relativ zu der oberen verstellbar ist.

Zum Verschwenken der Schwimmer und/oder Fahrwerke bzw. der Schalen relativ zueinander, kann eine Kolben-Zylinder-Einheit vorgesehen sein, die gleichzeitig als Fcder-Dämpfer-Element ausgebildet ist.

Bei größeren Fahrzeugen bzw. bei Fahrzeugen, die größere Lasten transportieren sollen, kann der Schuberzeuger auch zwei oder mehr nebeneinander angeordnete Triebwerke aufweisen.

^Das erfindungsgemäße Bodeneffekt-Fahrzeug kann bei entsprechender Ausstattung auch ohne weiteres als Flugzeug verwendet werden. Zu diesem Zweck sind vorzugsweise an dem Delta-Flügel auf beiden Seiten zusätzliche Tragflächen vorgesehen, die den Auftrieb erhöhen.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht und im nachstehenden im einzelnen anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen:

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I l Fig. 1 die Frontansicht eines Ausführungsbei-I spiels eines Bodeneffekt-Fahrzeugs,

: Fig. 2 eine Draufsicht auf das Fahrzeug gemäß

5 Fig. 1,

Fig. 3 eine Seitenansicht des Fahrzeugs gemäß Fig. 1,

^ IO Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV I IV aus Fig. 3,

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^!· O Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie V-V

f aus Fig. 3,

Fig. 6 einen Schnitt entlang der Linie VI VI aus Fig. 3,

Fig. 7 einen Schnitt entlang der Linie VII 20 ^{vn aus Fi}9· 3,

Fig. 8 drei verschiedene Betriebsphasen des Fahrzeugs.

Nach Fig. 1 bis 3 der Zeichnung besteht das Bodeneffekt-Fahrzeug im wesentlichen aus einem zentralen, ; f1ächephaften Tragkörper 1, der die Form eines Flügels aufweist. Die Form des Flügels ist an einen DeI-₃₀ ta-Flügel angelehnt, dessen SpHze 2 nach hinten gerichtet ist. In dem dargestellten Ausfuhrungsbei' spiel ist allerdings die Spitze abgestumpft.

Der Delta-Flügel ist an seiner Unterseite nach oben &Igr; _gö gewölbt ausgebildet und überspannt einen Hohlr'aum t 3.

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Im Bereich der beidseitig nach außen gerichteten Ecken 4 des Delta-Flügels sind Schwimmer 5 angeordnet, die ein Schwimmen des Fahrzeugs auf einer Was= seroberflache ermöglichen. Anstelle der Schwimmer 5 können ohne weiteres auch Fahrwerke vorgesehen sein, so daß das Fahrzeug auf festen Pisten starten und landen kann. Alternativ ist auch eine Kombination von Schwimmern und Fahrwerken möglich.

D^em Tragkörper 1 ist eine weit nach vorn gezogene Bugspitze 6 vorgeschaltet, die einen unter den Tragkörper 1 gerichteten Luftströmungskanal 7 bildet. Das vordere Ende der Bugspitze 6 ist als Einlaufdiffusor 8 ausgebildet, der im Bereich der Schnitte IV und V eine geschlossene, sich al liiShlich nach hinten verbreiternde Gestalt aufweist. Hinter dem Einlaufdiffusor ist der Luftströmungskanal 7 durch ein nach oben gewölbtes und nach unten freies, dachartiges Führungsprofil 9 gebildet, das sich zum Tragkörper

2Q 1 hin verbreitert und im Anschlußbereich 10, der in Fig. 1 punktiert dargestellt ist, annähernd die gleiche Breite wie der Tragkörper aufweist. Das eigentliche, den Auftrieb erzeugende Flügelprofil beginnt also erst im Anschlußbereich 10, während die nach vorn gezogene Bugspitze im wesentlichen zur Leitung der Luft unter den Tragkörper dient.

Im vorderen Abschnitt des Einlaufdiffusors 8 ist ein als Luftschraube 11 ausgebildeter Schuberzeuger _g0 angeordnet, der in Kombination mit dem Luftströmungskanal 7 bereits im Stand seine gesamte Förderluft unter den Tragkörper drückt, so daß sich unter diesem ein Luftpolster aufbaut. Damit tatsächlich die gesamte Breite des Tragkörpers 1 von der aus dem Luftströmungskanal 7 herangeführten Luft angeströmt

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wird, Sind im hinteren Abschnitt des Luftströmungskanals 7 an der Unterseite der Bugspitze 6 Luftleitbleche 12 vorgesehen» die die Luft bereits im Stand des Fahrzeugs über die gesamte Breite des Flügelprofils verteilen, Die Luftleitbleche 12 sind verstellbar, so daß ihre Stellung dem jeweiligen Fl'ugzustand angepaßt werden kann.

Die Antriebsmaschine 13 der Luftschraube 12 ist relativ weit nach hinten versetzt angeordnet, damit der Schwerpur¹-", des Fahrzeugs nicht zu weit vorn liegt.

Zur Steuerung des Fahrzeugs dienen verschiedene Leitwerke. Im vorderen Bereich der Bugspitze 6 unmittelbar hinter der Luftschraube 11 ist ein beidseitiges Höhenleitwerk 14 vorgesehen, das teilweise zu beiden Seiten der Bugspitze 6 liegt und sich darüber hinaus quer durch den Luftströmungskanal 7 erstreckt. Im Bereich des Luftströmungskanals 7 ist auch ein kl ei nes Seitenleitwerk 15 angeordnet. Zusätzlich sind oben auf dem hinteren Ende des Tragkörpers 1 zwei in seitlichem Abstand voneinander angeordnete größere Seitenleitwerke 16 vorgesehen.

Oben auf dem Tragkörper 1 befindet sich eine Kabine 17, die bei den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen Platz für vier bis sechs Personen und zusätzlich für Gepäck bietet.

Insbesondere zur Erleichterung des Startens und Landens sind die zu beiden Seiten des Tragkörpers 1 angeordneten Schwimmer 5 in einer vertikalen, parallel zur Fahrtrichtung liegenden Ebene kippbar. Die beiden Kippachsen 18 der Schwimmer 5 sind dabei im Bereich ihrer hinteren Enden angeordnet. Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel be-

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stehen die Schwimmer 5 aus zwei schalenförmigen Teilen 19 und 20, wobei die obere Schale 20 fest an dem Tragkörper 1 sitzt_s während die untere» in das Wasser eintauchende Schale 19 über die Kippachse 18 an der

5 oberen Schale angelenkt und wasserdicht gegenüber dieser abgedichtet ist. Zum Verschwenken der unteren Schwimmerschale 19 dient eine Kolben-Zylinder-Einheit 21, die gleichzeitig als Feder-Dämpfer- Element wirkt.

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In der in Fig. 8a veranschaulichten Startphase befinden sich die Schwimmer 5 "In ihrer am weitesten ausgefahrenen Kipplage, so daß das vordere Ende der Bugspitze 6 schräg nach oben weist. Bereits bevor sich das Fahrzeug in Bewegung setzt, wird die gesamte, durch den Schuberzeuger geförderte Schubluft unter den Tragkörper 1 geleitet,, Damit sich unter dem Tragkörper 1 ein Luftstau ausbilden kann, sind am hinteren und an den seitlichen Rändern des Delta-Flügels vorgesehene Luftklappen 22 in ihre tiefste Stellung geschwenkt, so daß die Luft aus dem Hohlraum 3 nicht so schnell entweichen kann. Durch den Bodeneffekt gewinnt das Fahrzeug sehr schnell an Fahrt und hebt schon nach einer kurzen Startstrecke leicht vom Was-

¹/■ . 25 ^{ser a}b· Damit auch in dieser Startphase, wenn die Schwimmer 5 nicht mehr oder nicht mehr ganz in das Wasser eintauchen, die schräg nach oben gerichtete Starthaltung beibehalten wird, sind die Steuerklappen 23 des Leitwerks 14 schräg nach unten gerichtet. Wenn QQ das Fahrzeug keine Wasserberührung mehr hat und seine

j stabile Reiselage einnehmen soll, werden gemäß Fig.

j 8b die Steuerklappen 23 in die entgegengesetzte Lage

j geschwenkt, bis die Bugspitze 6 eine etwa horizontale

Stellung einnimmt. Gleichzeitig werden die Luftklappen 22 am hinteren Rand des Delta-Flügels nach oben

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geschwenkt* um den Luftwiderstand zu reduzieren* Wenn das Fahrzeug dann seine endgültige Reiselage eingenommen hat, werden die Steuerklappan 23 des Höhenleitwerks 14 in ihre in Fig. 8b dargestellte neutrale

Lage geschwenkt.

Zur Einleitung der Landung wird das Fahrzeug durch entsprechende Betätigung der Steuerklappen 23 sowie der Luftkiappen 22 in die in Fig. 8a dargestellte Lage gebracht und die Schwimmer 5 werden in ihre Kippstellung gefahren, so daß das Fahrzeug auch noch nach dem Aufsetzen seine Schräglage mit angehobener Bugspitze beibehält,

Das beschriebene Bodeneffekt-Fahrzeug ist äußerst wirtschaftlich. Das Fahrzeug erhält bereits unmittelbar nach dem Anfahren aufgrund des Bodeneffektes bei relativ geringen Geschwindigkeiten einen starken Auftrieb, so daß aer Fahrtwiderstand stark reduziert wird und das Fahrzeug relativ schnell abheben kann. Die Fahrtgeschwindigkeit kann ohne größeren Energieaufwand schnell erhöht werden.

Das Fahrzeug ist auch sehr vielfältig in seiner An-( ; 25 wendung. Bei Ausrüstung mit einer Luftschraube kann das Fahrzeug als einfaches, schnellfahrendes Boot eingesetzt werden, das sich mit wachsender Geschwindigkeit leicht aus dem Wasser heraushebt. In der nächsten Ausbaustufe kann das Fahrzeug, das entweder 30 mit ainer Luftschraube oder auch mit einem Strahltriebwerk ausgerüstet sein kann, als Bodeneffekt-Fahrzeug verwendet werden, welches in einem Abstand über einer Wasserobferf1äche oder über einem ebenflächigen Boden schweben kann. Starts und Landungen sind je nach Ausrüstung sowohl auf dem Wasser als

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auch auf Pisten möglich. In den folgenden Ausbaustufen irt das Fahrzeug als Flugboot und auch als Flugzeug einsetzfähig. Wenn das Fahrzeug als Flugzeug verwendet werden soll, können zur Erhöhung des Auftriebs auf beiden Seiten des Delta-Flügels zusätzliche Tragflächen 24 vorgesehen sein.

Claims (20)

DipUng. W. Dahlke ' Dipl.-lng. H.nJ. Lippert . 1no_ Patentanwälte &eegr;· Juni 1985 Frankenforster Straße 137 - L/Ma Berglsch Gladbach 1 Albert Blum Lohmar 1 -«-4t/j n 4-/Ansprüche

1. Bodeneffekt-Fahrzeug mit einem zentralen, flügelartigen Tragkörper, auf beiden Seiten des Tragkörpers angeordneten Schwimmern und/oder Fahrwerken, einem vor dem Tragkörper angeordneten Schuberzeuger, einem Leitwerk sowie einer oben auf dem Tragkörper angeordneten Kabine für mindestens eine Person und gegebenenfalls für Nutzlasten, dadurch gekennzeichnet, daß dem Tragkörper (1) eine weit nach vorn gezogene Bugspitze (6) vorgeschaltet ist, die einen unter den Tragkörper (1) Gerichteten Luftströmungskanal (7) bildet, und daß der Schuberzeuger (11) unter dem vorderen Bereich der Bugspitze (6) in oder unmittelbar vor dem Luftströmungskanal (7) angeordnet ist.

2. Bodeneffekt-Fahrzeug nacl¹ Anspruch 1, d adurch gekennzeichnet, daß die Bugspitze (6) im vordersten Bereich als Einlaufdiffusor (8) ausgebildet ist.

3. Bodeneffekt-Fahrzeug nach Anspruch 2, d a-' durch gekennzeichnet, daß

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der Schuberzeuger (11) im vorderen Abschnitt des Einlaufdiffusor (8) angeordnet ist.

4. Bodeneffekt-Fahrzeug nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,

daß der Luftströmungskanal (7) durch ein nach oben gewölbtes und nach unten freies, dachartiges Führungsprofil (9) gebildet ist, das sich an den Einlaufdiffusor (8) anschließt.

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5. Bodeneffekt-Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich-

⁽ ' net, daß das Führungsprofil (9) zum Tragkörper

(1) hin verbreitert ist.

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6. Bodeneffekt-Fahrzeug nach Anspruch 5, &uacgr; a-

durch gekennzeichnet, daß das

Führungsprofil (9) im Anschlußbereich an den

Tragkörper (1) annähernd die gleiche Breite wie dieser aufweist.

7. Bodeneffekt-Fahrzeug nach Anspruch 6, d adurch gekennzeichnet, daß an der Unterseite des Führungsprofils (9) Luftleit-

, 25 bleche (12) zur optimalen Verteilung des durch

den Schuberzeuger erzeugten Luftstroms über die gesamte Breite des Tragkörpers (1) vorgesehen s i ? d.

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8. Bodeneffekt-Fahrzeug nach cnnem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragkörper (1) ein Delta-Flügel i st.

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9. Bodeneffekt-Fahrzeug nach Anspruch 8» d adurch gekennzeichnet, daß die Deltaspitze des Tragkörpers (1) nach hinten SE weist.

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10. Bodeneffektfahrzeug nach Anspruch 9, d adurch gekennzeichnet* daß die hintere Deltaspitze (2) des Tragkörpers äbge^ stumpft ist.

11. Bodeneffekt-Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragkörper (1) an seiner Unterseite einen nach oben gewölbten Raum (3) überspannt, während die seitlichen und hinteren Ränder nach unten gezogen sind.

12. Bodeneffekt-Fahrzeug nach Anspruch 10 und 11, dadurch gekennzeichnet,

daß der hintere Rand und/o£v»r die seitlichen Ränder des Tragkörpers mit verstellbaren Klappen (22) versehen sind.

13. Bodeneffekt-Fahrzeug nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwimmer (5) und/oder Fahrwerke art oder unter den beiden Seitenenden des Delta-Flügels angeordnet sind.

14. Bodeneffektfahrzeug nach Anspruch 13, d adurch gekennzeichnet, daß die Schwimmer und/oder Fahrwerke in einer vertikalen, parallel zur Fahrtrichtung liegenden Ebene kippbar sind.

15. Bodeneffekt-Fahrzeug nach Anspruch 14, d adurch gekennzeichnet, daß die Kippachsen (18) der Schwimmer (5) und/oder Fahrwerke an ihren hinteren Enden angeordnet ^sind"

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16< Bodeneffekt-Fahrzeug nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet» daß die Schwimmer (5) und/oder Fahrwerke oder diejenigen Teile (19) der Schwimmer (5), die ins Wasser eintauchen, bzw. diejenigen Teile der Fahrwerke, die mit dem Boden in Berührung kommen, j relativ zu dem Fahrzeug elastisch federnd einge

baut sind.

17. Bodeneffekt-Fahrzeug nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Schwimmer (5) aus einer oberen v^ (20) und einer unteren Schale (19) besteht, die

dicht ineinander eingreifen, daß die obere Schale

(20) starr mit dem Fahrzeug verbunden ist und daß die untere Schale (19) relativ zu der oberen Schale verstellbar ist.

18. Bodeneffekt-Fahrzeug nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verschwenken der Schwimmer und/oder Fahrwerke eine Kolben-Zylinder-Einheit (21) vorgesehen ist, die gleichzeitig als Feder-Dämpfer-Element ausgebildet ist.

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19. Bodeneffekt-Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1

bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Schuberzeuger (11) zwei oder mehr nebeneinander angeordnete Triebwerke aufweist.

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20. Bodeneffekt-Fahrzeug nach einem der Ansprüche 8

bis 19, dadurch gekennzeich

net, daß an dem Delta-Flügel auf beiden Seiten zusätzliche Tragflächen (24) vorgesehen sind.

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