DE857471C - Flugzeug, insbesondere fuer UEberschallgeschwindigkeit - Google Patents

Flugzeug, insbesondere fuer UEberschallgeschwindigkeit

Info

Publication number
DE857471C
DE857471C DEL8342A DEL0008342A DE857471C DE 857471 C DE857471 C DE 857471C DE L8342 A DEL8342 A DE L8342A DE L0008342 A DEL0008342 A DE L0008342A DE 857471 C DE857471 C DE 857471C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
nozzle
wing
nozzles
aircraft
aircraft according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DEL8342A
Other languages
English (en)
Inventor
Rene Leduc
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Application granted granted Critical
Publication of DE857471C publication Critical patent/DE857471C/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C30/00Supersonic type aircraft

Description

  • Flugzeug, insbesondere für Überschallgeschwindigkeit Die Erfindung hat gewisse Verbesserungen an den zur Überschreitung der Schallgeschwindigkeit bestimmten Flugzeugen, den sogenannten Überschallflugzeugen, zum Gegenstand. Die bei diesen Flugzeugen auftretenden Probleme des Auftriebs, Widerstandes usw. unterscheiden sich weitgehend von denjenigen, die bei den gewöhnlichen Flugzeugen gestellt sind.
  • Der aerodynamische Widerstand eines Überschallflugzeugs hängt besonders von der Stirnfläche des Tragwerks und der Rumpfkörper ab. Es ist daher unerläßlich, daß für die Flügel äußerst dünne Profile, von der Größenordnung von 5 %, verwendet werden. Wenn jedoch die Dicke sehr klein ist, ist der mechanische Widerstand des Tragwerks gering, und man ist daher gezwungen, die Spannweite beträchtlich herabzusetzen, wodurch Flügel entstehen, bei denen die Schlankheit, d. h. das Verhältnis der Länge zur Breite des Flügels, den Wert von 3,5 nicht überschreitet.
  • Wenn die Herabsetzung der Spannweite keinen größeren Nachteil beim Flug mit großer Geschwindigkeit darstellt, so ist hingegen bei den kleinen Geschwindigkeiten, wie sie beispielsweise der Landung entsprechen, der Auftrieb nur auf Kosten eines sehr großen Widerstandes gegen die Vorwärtsbewegung zu erzielen, der insbesondere auf die großen Flügeltiefen zurückzuführen ist, die man anzuwenden gezwungen ist (sehr kleine Schlankheit).
  • Das Überschallflugzeug nach der Erfindung ist in erster Linie dadurch gekennzeichnet, daß es wenigstens aus einem Flügel mit einer Schlankheit unter 3,5 besteht, der an seinen Enden mit Düsen versehen ist, deren Austrittsradius größer als der 43. Teil der Länge des Flügels ist.
  • Der Widerstand, den das Flugzeug überwinden muß, ist auf die Energie zurückzuführen, die in der Umgebung der Wirbel verlorengeht, die sich von den Enden des Tragwerks ablösen.
  • In Fig. i und 2 der Zeichnung ist diese Erscheinung schematisch veranschaulicht.
  • Der Flügel ja von der Länge E und der Breite l läßt Wirbel entstehen, die von den Flügelenden gemäß den Pfeilen 2a und 3a ausgehen.
  • Im Unendlichen hinter dem Flügel liegen zwei Wirbelknoten 4a und 5a vom Radius r (Fig. 2) ; diese Knoten im Abstand E, der Spannweite des Flügels, induzieren Geschwindigkeiten W; die Summe stellt die Energie dar, die für den eigentlichen Auftrieb aufzuwenden ist, unabhängig von der Energie, die außerdem durch den aerodynamischen Widerstand des Flügels absorbiert wird.
  • Der dieser Energie entsprechende Widerstand wird durch einen Koeffizienten C" dargestellt, für den folgender Ausdruck gilt In diesem Ausdruck bedeutet: CW = den Widerstandskoeffizienten infolge des Auftriebs, Cd = den Auftriebskoeffizienten, 7r = 3,1416, Aus diesem Ausdruck ist ersichtlich, daß für die höheren Werte von Ca (o,8), die der Landung entsprechen, und für die kleinen Werte der Schlankheit (kleines R, das dem Fall der Überschallflugzeuge entspricht) der Widerstand sehr erheblich ist.
  • Wenn keine besonderen Vorkehrungen getroffen werden, wie diejenigen, die den Gegenstand der Erfindung bilden, ist der Ausdruck: nahezu gleich i, und der Widerstand kann durch den klassischen Ausdruck wiedergegeben werden: hieraus leitet sich ab: Dies bedeutet, daß der Radius des Wirbelkerns unmittelbar von der Spannweite des Flügels abhängig ist, dessen Breite als konstant angenommen wird.
  • Im Gegensatz hierzu wird bei dem Flugzeug nach der Erfindung der obige Ausdruck (II) kleiner als 1, und zwar wegen der künstlichen Vergrößerung des Radius r, die durch die Düsen bedingt ist, welche die Enden des Flügels bilden.
  • Der Wirbelkern hat im Unendlichen den Radius der Austrittsöffnung der Düsen, über den man frei verfügt. Die Vergrößerung des Wertes von r über den 43. Teil der Länge des Flügels führt dazu, daß der Wert des Ausdrucks (II) kleiner wird, d. h., wenn man auf die klassische Gleichung (III) zurückgreift, daß die wahre Schlankheit durch eine angenommene bzw. scheinbare Schlankheit ersetzt wird, die größer als die wahre Schlankheit ist. Um ein Beispiel zu geben, so kann man zeigen, daß für E = 5, l = 1,5 bis 2,5 und r = o,6 die scheinbare Schlankheit gleich dem 1,6-fachen Wert der wahren Schlankheit ist. Der erzielte Gewinn ist demnach beträchtlich. Er entspricht einer bedeutenden Rückgewinnung von verlorener Energie, die auf folgende Weise erklärt werden kann: Die Luft kommt aus dem Unendlichen mit der Geschwindigkeit VO und dem Druck p, an und erhält hinter dem Flügel im Unendlichen eine größere Geschwindigkeit VJ, da der im Innern des Wirbelkerns herrschende Druck pö kleiner als po ist.
  • Wenn m die Luftmasse ist, die durch die beiden Düsen in der Sekunde hindurchtritt, ergibt sich die Vortriebskraft zu F = m (Vö - V,), und die Leistung zu F ' vo = m (VO'- vo) ' Yo worin V, den rückgewonnenen Teil der Energie darstellt, die für den Auftrieb aufgewendet werden muß.
  • Die Erfindung kommt erst dann wirksam zur Geltung, wenn die Schlankheit klein ist, da sonst das Problem des Auftriebs oder Widerstandes beim Landen sich keineswegs von dem Problem des Auftriebs beim gewöhnlichen Flug unterscheidet. Die Erfindung kommt vorwiegend bei den Überschallflugzeugen zur Anwendung, d. h. praktisch bei den Werten der Schlankheit, die unter 3,5 liegen.
  • Die Erfindung hat ferner ein mit den obigen Vorkehrungen versehenes Überschallflugzeug zum Gegenstand, bei dem die Düsen außerdem mit Wärmequellen ausgerüstet sind, die in irgendeiner Vorrichtung bestehen, welche Energie in Wärme umzuwandeln vermag (Brenner, Kernenergie). In diesem Fall stellt das Ganze ein regelrechtes Flugzeug dar, das seine eigenen Vortriebseinrichtungen hat.
  • Die Erfindung zeichnet sich ferner durch folgende Merkmale aus, die entweder einzeln oder in jeder beliebigen Verbindung zur Anwendung gelangen können: a) der Austrittsradius der mit Wärmequellen versehenen Düsen ist so groß, daß das Verhältnis des Austrittsquerschnitts der Düsen zur Oberfläche des Tragwerks größer als 0,02 ist; b) die Düsen werden durch den Raum gebildet, der von einem äußeren Mantel und einem zentralen Körper begrenzt wird, welch letzterer vorteilhaft als Steuerkabine od. dgl. ausgebildet wird; c) die Organe für die Längsstabilität befinden sich außerhalb der Düsen; d) die Rollbewegung wird durch die unterschiedliche Betätigung der Stabilisatoren erzielt, die gewöhnlich für die Stampfbewegung gebraucht werden; e) die Anstellung des Tragwerks in bezug auf die Achse der Düsen kann vom Piloten nach Belieben verändert werden; f) die Anstellung der waagerechten Leitwerke kann vom Piloten nach Belieben verändert werden; g) es sind Einrichtungen vorgesehen, um beim zufälligen Aussetzen einer Düse unverzüglich die andere Düse stillzusetzen ; h) in jeder Düse ist ein Turbomotor vor der Verbrennungskammer dieser Düse vorgesehen; i) dieser Turbomotor treibt für den Abflug ein Gebläse an, wobei Brennstoff in die Strömung dieses Gebläses sowie in diejenige des Turbomotors eingespritzt werden kann, um die Ausstoßgeschwindigkeiten zu erhöhen; j) in die Strömung des Turbomotors wird Brennstoff eingespritzt, um die Zündflamme für die Verbrennungskammer der Düse zu bilden.
  • Diese einzelnen Merkmale werden nachstehend an Hand der Zeichnung erläutert. In dieser zeigt Fig. 3 einen schematischen Grundriß eines Flügels nach der Erfindung, Fig. 4 einen schematischen Grundriß eines mit den Anordnungen der Erfindung versehenen Flugzeugs, Fig.5 einen senkrechten Schnitt nach der Achse X-X in Fig. 4.
  • Wie aus Fig. 3 ersichtlich, besteht der Flügel nach der Erfindung aus einem Tragwerk ib von der Länge E und der Breite 1, der durch zwei Düsen 2b und 3b vom Radius r begrenzt ist, wobei diese Abmessungen die oben dargelegten Bedingungen erfüllen, d. h. die Schlankheit ist kleiner als 3,5, und der Austrittsradius r der Düsen 2b und 3b ist größer als der 43. Teil der Länge E des Flügels.
  • Das in dieser Weise ausgebildete Flugzeug erlangt eine ganz besondere Bedeutung, wenn die Düsen 2b und 3b Wärmequellen enthalten und für den Antrieb des Flugzeugs ausgenutzt werden. Diese Wärmequellen können auf jede Weise verwirklicht werden, vor allem durch Brenner oder jede andere Vorrichtung, die Energie in Wärme umzuwandeln gestattet, wobei diese Energie beispielsweise aus Kernenergie stammen kann. In diesem Fall muß außerdem der Ausstoß der Düse ausreichen, um den Vortrieb gegen den Widerstand des Flugzeugs zu gewährleisten. Diese Bedingung erfordert, insbesondere für das Flugzeug nach der Erfindung, daß das Verhältnis des Austrittsquerschnittes der Düse zur Oberfläche des Tragwerks größer als o,o2 ist.
  • Um den aerodynamischen Widerstand eines solchen Flugzeugs zu verringern, können die Steuerkabinen od. dgl. vorteilhaft in der Achse der Düsen vorgesehen werden, so daß sie keinen zusätzlichen aerodynamischen Widerstand erzeugen (Fig.4).
  • Tatsächlich ist, wie oben erwähnt, ein wichtiges Kennzeichen für ein Überschallflugzeug das dünne Tragwerk, bedingt durch die Notwendigkeit, die Stirnfläche des Flugzeugs möglichst weitgehend herabzusetzen. Es ist daher unmöglich, darin Einrichtungen von bedeutendem Volumen oder die Steuerkabine unterzubringen. Andererseits widerspricht das Vorhandensein eines Rumpfes dem Hauptmerkmal der Erfindung, nach welchem das Flugzeug aus einem Tragwerk besteht, das von Düsen begrenzt ist. Erfindungsgemäß ist es daher wichtig, die Steuerkabine und die geräumigen Apparate in der Düse selbst anzuordnen.
  • Gemäß Fig. 4 kann die Kabine:[ als Steuerkab ne und zur Unterbringung der Bewaffnung dienen, und die Kabine 2 für einen zweiten Piloten und zur Unterbringung einer Radarvorrichtung oder eines anderen Geräts. Diese Kabinen können abgedichtet und beim Flug lösbar sein, so daß es gegebenenfalls möglich ist, die Besatzung durch eine Fallschirmvorrichtung zu retten.
  • Die Organe für die Stabilität und die Steuerung eines derartigen Flugzeugs stimmen mit denjenigen überein, die bei den gewöhnlichen Flugzeugen vorhanden sind, beispielsweise wird die Seitenrichtung und Stabilität durch die Seitenruder 3 und 4 (Fig. 4 und 5) gewährleistet. Was jedoch die Längsstabilität und die Stampfbewegungen betrifft, so besteht ein Kennzeichen der Erfindung darin, daß die waagerechten Flossen 5 und 6 an der Außenseite der Düsen angeordnet sind, wo ihre Wirksamkeit viel größer ist, da in diesem Fall der Abwind des Tragwerks günstig ist, anstatt so ungünstig zu sein, wie es bei den normalen Leitwerken, die innerhalb:rder Spannweite liegen, der Fall ist. Die Stabilisatoren 7 und 8 behalten ihre normale Funktion für die Längsrichtung, außerdem wird durch Differentialbewegung derselben die Drehbewegung des Flugzeugs um die Rollachse gewährleistet.
  • Bei den Flügen mit Überschallgeschwindigkeit und für Machzahlen in der Nähe von 2-wird der Koeffizient nämlich das Verhältnis der Zunahme des Auftriebs zur Zunahme des Anstellwinkels,sehr klein; es ist daher notwendig, mit großem Anstellwinkel zu fliegen, was eine nachteilige Folge für das thermodynamische Verhalten der Düse haben kann. Ein Kennzeichen der Erfindung besteht darin, daß die Anstellung des Flügels in bezug auf die Düsen an den Enden desselben verändert werden kann, beispielsweise mit Hilfe von Servosteuervorrichtungen. Ebenfalls wegen des niedrigen Wertes von sowie als Gegenmittel gegen die Veränderlichkeit des Auftriebsmittelpunktes besteht ein weiteres Kennzeichen der Erfindung darin, daß die Anstellung der waagerechten Flossen 5 und 6 in bezug auf die Achse der Düsen nach Belieben des Piloten verändert werden kann.
  • Diese Flugzeuge für große Geschwindigkeiten haben Hilfseinrichtungen, vor allem die Brennstoffpumpen, die große Leistungen-erfordern. Diese Leistung wird von Turbomotoren 9 und io geliefert. Da beim Abflug diese Leistung nicht gebraucht wird, können sie dann ein Gebläse antreiben; der Ausstoß dieses Gebläses und derjenige des Turbomotors ergeben einen ausreichenden Vortrieb, um gegebenenfalls den Start des Flugzeugs sicherzustellen. Es kann vorteilhaft sein, die Ausstoßgeschwindigkeit dieser beiden Strömungen zu erhöhen, indem die Temperatur der Luft gesteigert wird, insbesondere durch eine Nachverbrennung. Beim Flug wird Brennstoff in die aus dem Turbomotor austretende Strömung eingespritzt, so daß diese Strömung die Zündflamme der Verbrennungskammer der Düse bildet. Die Verbrennungskammern der Düsen sind mit den Bezugszeichen 13 und 14 versehen.
  • Die Verwirklichung des Überschallflugzeugs nach der Erfindung ist nicht auf die dargestellte Ausführung beschränkt, vielmehr sind die verschiedenartigsten Abwandlungen möglich. Im übrigen sind gewisse Hilfseinrichtungen, wie diejenigen für die Änderung der Anstellung der waagerechten Leitwerke oder des Tragwerks, nicht näher angegeben, da jeder Fachmann zu ihrer Anbringung in der Läge ist.

Claims (7)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Flugzeug, insbesondere für Überschallgeschwindigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß das Tragwerk aus einem dünnen Flügel (Ib) besteht, der an den Enden je eine Düse (2b, 3b) aufweist, deren Achse praktisch in der Flugrichtung verläuft und deren rückwärtige Austrittsöffnung im Querschnitt nicht kleiner als ein Kreis ist, dessen Radius den 43. Teil der Flügelspannweite (E), als Abstand der Düsenachsen gemessen, beträgt.
  2. 2. Flugzeug nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlankheit des Flügels, d. h. das Verhältnis der Spannweite (E) zur mittleren Flügeltiefe (l), den Wert 3,5 nicht überschreitet.
  3. 3. Flugzeug nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (2b, 3b) für den thermodynamischen Vortrieb mit Einrichtungen für die Erhitzung der beim Flug durch sie hindurchtretenden Luft versehen sind.
  4. 4. Flugzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gesamtquerschnitt der Düsenaustrittsöffnungen nicht kleiner als das o,o2fache der Flügelfläche ist.
  5. 5. Flugzeug nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Düse (2b, 3b) durch einen mit dem Flügel zusammenhängenden äußeren Mantel und einen gleichachsigen stromlinienförmigen Körper gebildet wird, so daß ein Düsenkanal von ringförmigem Querschnitt entsteht, der sich vom Düseneinlaß praktisch bis zur Erhitzungszone erstreckt.
  6. 6. Flugzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kernkörper der Düsen sich über die Düseneinlässe hinaus nach vorn erstrecken und wenigstens einer derselben eine Steuerkabine (i, 2) aufnimmt.
  7. 7. Flugzeug nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Turbomotor (9, io) hinter jedem Kernkörper in der Düse angeordnet ist. B. Flugzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Turbomotoren (9, io) für den Antrieb von Brennstoffpumpen zur Förderung von Brennstoff zu den Erhitzungszonen der Düsen und / oder von anderen Hilfsmaschinen angeschlossen sind. 9. Flugzeug nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Turbomotoren (9, io) nach rückwärts ausstoßen und gegebenenfalls Einrichtungen für die Erhöhung des Vortriebs in Form von Gebläsen od. dgl. antreiben, um für den Abflug einen erhöhten Vortrieb zu erzeugen. io. Flugzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen für die Zuführung von Rückwärme zu dem Ausstoß der Turbomotoren (9, io) und/oder demjenigen der Einrichtungen für die Vortriebserhöhung vorgesehen sind. ii. Flugzeug nach Anspruch 7 bis io, dadurch gekennzeichnet, daß Brennstoff in den Ausstoß der Turbomotoren eingespritzt und darin verbrannt wird, so daß Steuer- bzw. Zündflammen für die Erhitzungszonen der thermodynamischen Vortriebseinrichtungen gebildet werden. 12. Flugzeug nach Anspruch 3 bis ii, dadurch gekennzeichnet, daß waagerechte Flossen (5, 6) achteraus vom Flügel und an der Außenseite der Düsen angeordnet sind. 13. Flugzeug nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Flossen (5, 6) gemeinsam und unterschiedlich verstellbare Ruder (7, 8) haben. 14. Flugzeug nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Flossen so beweglich angeordnet sind, daß die Anstellung in bezug auf die Düsen verändert werden kann. 15. Flugzeug nach Anspruch i bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Flügel in bezug auf die Düsen so beweglich ist, daß die Anstellung verändert werden kann. 16. Flugzeug nach Anspruch i bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtlänge jeder Düse größer als die mittlere Flügeltiefe (L) ist.
DEL8342A 1950-02-20 1951-02-20 Flugzeug, insbesondere fuer UEberschallgeschwindigkeit Expired DE857471C (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR857471X 1950-02-20

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE857471C true DE857471C (de) 1953-01-19

Family

ID=9329461

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DEL8342A Expired DE857471C (de) 1950-02-20 1951-02-20 Flugzeug, insbesondere fuer UEberschallgeschwindigkeit

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE857471C (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3207874A1 (de) * 1982-03-05 1983-09-15 Winfried Ing.(grad.) 6411 Künzell Bessler Als nurfluegler ausgebildetes flugzeug

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3207874A1 (de) * 1982-03-05 1983-09-15 Winfried Ing.(grad.) 6411 Künzell Bessler Als nurfluegler ausgebildetes flugzeug

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2849171C2 (de) Gegendrehmomenteinrichtung bei einem mechanisch angetriebenen
DE1292006B (de) Tragflaechenflugzeug mit Strahlantrieb und Strahlsteuerung
EP0667283A1 (de) Kombinations-luftfahrzeug
DE1049709B (de) Senkrecht aufsteigende und landende flugmaschine
DE857471C (de) Flugzeug, insbesondere fuer UEberschallgeschwindigkeit
DE602004000238T2 (de) Flugzeug mit einem Antriebssystem bestehend aus mehreren pulsierten Detonationskraftmaschinen
DE4237873C2 (de) Senkrechtstartflugzeug mit aktiver Auftriebserzeugung und aktiver Steuermomenterzeugung
DE1056481B (de) Flugzeug mit Ringfluegel und in diesem eingebauter Vortriebseinrichtung
DE844380C (de) Brennkammer fuer Gasturbinen
DE2856033C2 (de) Einrichtung zur Steuerung und Stabilisierung eines Fluggeräts
DE2310921C3 (de) Schubumkehrvorrichtung, insbesondere für ein Luftfahrzeug, das mittels eines Strahltriebwerks angetrieben wird
DE878584C (de) Thermodynamische Vortriebsduese
DE1506569A1 (de) Duesenflugzeug mit nach unten richtbarem Schubstrahl
DE947946C (de) Traegerflugzeug mit an diesem angeordneten, mit einem Eigenantrieb ausgeruesteten und waehrend des Fluges zu startenden Sondergeraet
DE1286405B (de) Flugzeug mit einem Hubschrauberrotor
AT411988B (de) Fluggerät
DE1235150C2 (de) Luftfahrzeug mit einem Zweikreisturbinen-strahltriebwerk und einer Umlenkeinrichtungfuer den Strahl
DE1288447B (de) Raumgleiter
DE896276C (de) Rueckstossantrieb fuer Flugzeuge
CH383177A (de) Senkrecht-Start- und -Landeflugzeug
DE2735652A1 (de) Flugzeug
DE1237904B (de) Zweikreisstrahltriebwerk fuer Fluggeraete
DE1904972A1 (de) Sicherheitstragflaeche und mit ihr ausgeruestetes Luftfahrzeug
EP0398109A2 (de) Antrieb für in extrem grossen Höhen fliegende Flugzeuge
DE102021003972A1 (de) Antriebssystem für einen Lenkflugkörper