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Flugzeug mit scheibenförmiger fester Tragfläche und mit Hubrotoren
in dieser Tragfläche Die Erfindung betrifft ein Luftfahrzeug, welches schwerer als
Luft ist.
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Es sind bereits Flugzeuge bekannt, die sowohl als Hubschrauber als
auch als Flugzeug mit nicht rotierenden Tragflächen verwendbar sind. Ebenso hat
man bereits in festen Tragflächen von Flugzeugen Rotoren vorgesehen, die durch vertikale,
oben und unten verschließbare Schächte Luft befördern können. Es gibt auch schon
für horizontalen und vertikalen Flug bestimmte Luftfahrzeuge, in denen die Rotoren
im Flugzeugkörper horizontal angeordnet sind und bei denen die Luft an der Spitze
in den Flugzeugkörper eintritt, um aus der Rückseite ausgetrieben zu werden.
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Durch die Erfindung wird ein Flugzeug mit scheibenförmiger fester
Tragfläche geschaffen, welches Hubmotoren in dieser Tragfläche in einem vertikalen
Luftschacht besitzt, der von der Ober- zur Unterseite der festen Tragfläche führt,
und welches dadurch gekennzeichnet ist, daß der über den Rotoren befindliche Teil
des Luftschachtes außerdem mit einer Öffnung an der Stirn des Flugzeuges und der
unter den Rotoren befindliche Teil außerdem mit einer Öffnung nach rückwärts verbunden
ist, so daß bei geschlossener oberer und unterer Öffnung des Luftschachtes Luft
von vorn angesaugt und nach hinten ausgestoßen wird.
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Das Flugzeug gemäß der Erfindung ermöglicht es, mit großer Geschwindigkeit
horizontal und vertikal zu fliegen, wobei es außerdem Schwebeeigenschaften besitzt,
d. h. auch als Segelflugzeug fliegen kann.
Mit den entsprechenden
wirksamen Steuerungsmitteln läßt sich mit dem Flugzeug gemäß der Erfindung ein sanfter
übergang vom Horizontalflug in den Vertikal- und Segelflug erzielen.
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Die Vorwärtsgeschwindigkeit dieses wandelbaren Luftfahrzeuges kann
man außerdem noch durch die Anwendung einer Grenzschichtsteuerung über dem Flugzeugkörper
verbessern.
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In einer bevorzugten Ausführungsform des Flugzeuges ist der vertikale
Luftschacht etwas nach vorwärts geneigt in dem die vordere mit der hinteren Öffnung
verbindenden Luftkanal angeordnet, und es sind Führungsflächen zum Ablenken der
von vorn kommenden Luft aus dem Kanal -gegen die Rotoren vorgesehen.
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Zweckmäßig ist dabei die Mittelachse des vertikalen Schachtes zur
senkrechten um einen Winkel von ungefähr 7° nach vorn geneigt.
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Im allgemeinen liegt die Mitte der Rotoren im Schnittpunkt der Mittellinien
des Schachtes und des Luftkanals. Der Schnittpunkt der Mittellinien des Schachtes
und des Luftkanals befindet sich vorzugsweise etwa im Schnittpunkt der Längs- und
Hochachse des Flugzeuges.
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Um die Vortrieb- und Hubwirkung der Rotoren zu kombinieren, können
die Verschlüsse der oberen und unteren Öffnung des vertikalen Luftschachtes in Zwischenstellungen
einstellbar sein.
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Der die Rotoren bewegende Rotorantrieb enthält zweckmäßig ein Umkehrgetriebe.
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Zum besseren Verständnis ist die Erfindung unter Bezugnahme auf die
Zeichnungen beschrieben, in denen ein Ausführungsbeispiel des Flugzeuges gemäß der
Erfindung dargestellt ist.
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Fig. z zeigt eine Darstellung, deren eine Hälfte eine Vorderansicht
und deren andere Hälfte einen Schnitt nach der Linie I-I der Fig. 2 bildet; Fig.
2 ist eine Seitenansicht; Fig. 3 zeigt einen Querschnitt nach der Linie III-III
der Fig. z ; Fig. 4 zeigt in einer Hälfte eine Draufsicht und in der anderen einen.
Längsquerschnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 3; Fig. 5 ist eine perspektivische
Darstellung der verschiedenen Richtungssteuermittel des Flugzeuges; Fig. 6 stellt
einen. Längsschnitt durch das Luftschlitzsystem nach der Linie VI-VI der-Fig. r
dar; Fig.7 zeigt eine Draufsicht auf die Bodenluftschlitzklappen von innen gesehen.
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Bei der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsform der Erfindung
ist finit dem Bezugszeichen r allgemein ein Luftfahrzeugkörper bezeichnet, welcher
eine Tragfläche bildet, die in Draufsicht im wesentlichen ovale Form hat, deren
größte Breite sich in Querrichtung erstreckt. Dieser Körper, der mit einem vorderen
Führerraum 2 versehen ist und die Steuerungen für das Luftfahrzeug enthält, trägt
innen einen Motor 3 sowie einen Brennstoffbehälter 4, die auf dem mittleren Längsträger
5 angebracht sind. Der Motor ,3 hat eine im wesentlichen vertikale, ,annähernd um
7 ° nach vorn geneigte Achse, um welche in entgegengesetzten Richtungen' mittels
eines Umkehrgetriebes 6 ein Paar Rotoren 7 mit veränderlicher Steigung der Rotorflügel
drehbar sind, die dicht von einem Schacht 8 umgeben sind, welcher' einen vergrößerten
abgerundeten Lufteinlaß besitzt, um die Luft mit hoher Geschwindigkeit von der Oberseite
des Flugkörpers anzusaugen, so daß der Hub des Flugzeuges für vertikalen und schwebenden
Flug vergrößert wird. Der Schacht liegt in einem Längsluftkanal 9 von i@m wesentlichen
rechtwinkligem Querschnitt, welcher sich von der Vorder- zur Hinterkante des Körpers
r erstreckt. In dem Schacht 8 sind quer liegende Führungsflächen 65 angeordnet,
um den von vorn kommenden Luftstrom in die Rotoren 7 zu lenken. Ein anderer Luftdurchgang
von kreisförmiger Form, welcher durch einstellbare, nach einwärts sich öffnende
Luftschlitzklappen to und r r steuerbar ist, die in der oberen und unteren Wand
des Flugkörpers angeordnet sind, führt axial durch den Schachtb.
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Während der Benutzung des Luftfahrzeuges zum schnellen Horizontalflug
sind die Luftschlitze geschlossen, und die Rotoren zwingen die Luft, von vorn ein-
und nach rückwärts auszutreten, wodurch infolge eines im wesentlichen direkten Luftstromes
und der glatten äußeren Körperoberflächen dem Flugzeug die größtmöglichste Geschwindigkeit
erteilt wird. Bei offenen Luftschlitzen strömt die Luft mit geringerem Widerstand
im wesentlichen senkrecht und betreibt das Flugzeug auf diese Weise mit größter
Wirkung als Hubschrauber, wohingegen bei Zwischenstellungen der Luftschlitzklappen
verschiedene Kombinationen zwischen Vorwärts- und Senkrechtflug erzielbar sind.
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Wie in Fig.5 schematisch dargestellt ist, wird das Luftfahrzeug beim
Vorwärtsflug in Seitenrichtung durch ein übliches Fußpedal 2o in Verbindung mit
einem Kettenrad 21 gesteuert, welches mit einer Kette 22 verbunden ist, die durch
über Scheiben 25 laufende Kabel 23 und 24 mit den sich gegenüberliegenden, an dem
Steuerruder 13 befestigtenHebeln 26 verbunden sind.
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Das Höhensteuer 16 und die Querruder 17 werden durch eine übliche
Steuerstange 33 betätigt, die bei Schwenkung um ihre horizontale Achse die Kabel
34 und 35 bewegt, welche an der Kette 36 beestigt sind, die mit einem Kettenrad
37 verbunden ist. Daran ist ein Hebel 38 angeschlossen, der durch eine Gelenkverbindung
39, 40 und 41 mit dem Hebel 42 verbunden ist, welcher von dem Höhensteuer 16 vorsteht:
Mit dem Kabel 35 werden erfindungsgemäß -auch die Schifiber 18 in die Bodenluftschlitzöffnung
gezogen, welche jedoch nur wirksam werden, wenn die Luftschlitzklappen offen sind,
d. h., wenn das Luftfahrzeug; als. Hubschrauber wirkt.
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Die Querruder 17 werden durch' das Stangenhandrad 43 über ein Kettenrad
44, eine Kette 45, Kabel 46 und 47 gesteuert, _ die über Scheiben 48 und 25 laufen
und an- einem Kabel 49 angebracht sind, welches mit seinen Enden an den Hebeln 5o
der Querruder befestigt ist, sowie .durch ein Kabel 5z, welches mit den Hebeln 52
der Querruder verbunden ist.
Eine getrennte Steuerung ist für die
gleichzeitige Betätigung der oberen Luftschlitzklappen io und der Bodenluftschlitzklappen
ii vorgesehen, wie die Fig. 6 und -7 zeigen. Die Luftschlitzklappen io und i i,
die sich quer über die Öffnungen in Abschnitten zwischen dem mittleren Hauptträger
5 und den leichteren Längsträgern 53 und 54 erstrecken, sind. um Scharniere 55 schwenkbar.
In die freien Enden jedes Paares benachbarter, an den Luftschlitzklappen io und
i i befestigter Hebel 56 sind Verbindungsbolzen 57 eingesetzt, durch welche ein
endloses Kabel 58 hindurchgefädelt und darin befestigt ist und welches eine Kette
59 enthält, die über Scheiben 6o bzw. über auf einer Welle 62 angebrachte Kettenräder
61 läuft, wobei die Welle 62 durch einen Kettenantrieb 63 von einem Elektromotor#6q.
aus betätigt wird. An Stelle des Elektromotors kann natürlich auch irgendeine andere
geeignete Antriebsvorrichtung benutzt werden.
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Aus der vorhergehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß die Benutzung
eines Luftfahrzeuges nach der Erfindung sehr einfach und nicht verschieden von der
eines gewöhnlichen Flugzeuges ist und daß die Umstellung vom Vorwärtsflug zum Vertikalflug
sanft durch allmähliche Änderung des Luftstromes von der horizontalen in die vertikale
Richtung durch das Flugzeug hindurch erreicht wird, und zwar mittels des Luftschlitzsystems.
Wenn man die Luftschlitzklappen zur Bildung von Luftschlitzen leicht offen läßt,
so dienen sie zugleich als Grenzschichtsteuerung ohne irgendeine zusätzliche Konstruktion.
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Vorhergehend ist nur eine Ausführungsform der Erfindung mit gegenläufigen,
um dieselbe Achse drehbaren Rotoren beschrieben worden. Die kotoren können auch
nebeneinander angeordnet sein. Weiterhin können Rotoren nach Art des Selbstantriebes
durch Düsenkraft benutzt werden. Ebenso kann auch die in den Zeichnungen dargestellte
Gestalt des Flugzeugkörpers andere Formen haben.