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Rotationsellipsoidförmiger Vertikal-und Horizontal-Flugkörper Gegenstand vorliegender Erfindung betrifft einen rotationsellipsoidförmigen Vertikal- und Horizontal- Flugkörper. Vertikal-sowie Horizontal-Flugkörper sind als solche bereits bekannt. Das Bestreben der Flugzeugindustrie richtet sich heute vor allem danach, die Sicherheit bei Start und Landung zu erhöhen und Start- und Landebahnen so klein als möglich zu halten. Ein weiterer, beachtlicher Faktor ist die Bei kämpfung des Lärmes beim Abflug in niedriger Höhe über dicht besiedeltem Gebiet.
Die Lösung all dieser Unzulänglichkeiten wurde in der Hauptsache in Konstruktionen der Kurzstartflugzeuge (STOL-Typen) oder der Lotrechtstartflugzeuge (VTOL-Typen) erblickt.
Bei den Kurzstartflugzeugen handelt es sich um Luftfahrzeuge mit weitgehend herkömmlichen Bauformen, welche mit sehr kurzen Start- und Landebahnen auskommen und deshalb mit Flugplätzen von bescheidenem Ausmass vorlieb nehmen können.
DieLotrechtstartflugzeuge müssen befähigt sein, senkrecht zu starten und zu landen und sie sollen sich ausserdem mit möglichst grosser Geschwindigkeit auch horizontal fortbewegen können.
Es sind diesbezügliche Flugzeugkonstruktionen bekannt, die durch einen oder mehrere Rotorflügel in der Lage sind, lotrecht zu starten und zu landen. Durch die Rotoren oder durch zusätzliche Horizontaltriebwerke können sie einen relativ langsamen Flug in horizontaler Richtung ausführen.
Eine andere Konstruktion ist dadurch ausgezeichnet, dass sie durch das Schwenken der Propellertriebwerke oder zusammen mit den Tragflächen in die vertikale Lage befähigt sind, lotrecht zu starten, um dann anschliessend durch allmähliches Zurückschwenken der Triebwerke wie auch der Flügel in die normale Lage, in den Horizontalflug überzugehen.
Auch sind Flugzeugkonstruktionen bekannt, die für den Vertikal- und Horizontalflug getrennte Triebwerke besitzen. Beim Vertikalflug sind dieselben rein strahltragend. Als Nachteil ist zu beachten, dass die zu diesem Zwecke lotrecht eingebauten Triebwerke beim Horizontalflug nicht wirksam sind und somit als toter Ballast betrachtet werden müssen.
Es sind auch Flugzeugkonstruktionen bekannt, die Triebwerke besitzen, die durch Strahlumlenkung in die lotrechte Richtung vertikal starten vermögen und die ebenfalls rein strahltragend sind. Durch anschlie- ssende Strahlumlenkung in die horizontale Richtung gehen diese Flugzeuge in die normale Flugrichtung über.
Eine weitere Flugzeugkonstruktion besteht darin, dass sie zu einem Ring geschlossene Tragflächen besitzt, in deren Mitte sich sowohl der Rumpf, als auch das Triebwerk befindet. Diese Ringflügler stehen mit dem Rumpf beim Start senkrecht, um dann allmählich in die horizontale Fluglage überzugehen.
Als eine weitere Lösung sind Flugzeuge bekannt mit herkömmlichen Bauformen, welche an einer Startvorrichtung lotrecht aufgehängt werden und beim Start ebenfalls rein strahltragend sind, um anschliessend mit zunehmender Geschwindigkeit in einem Bogen in den Horizontalflug überzugehen.
Weiters ist ein Hubschrauber mit zwei übereinanderliegenden in entgegengesetzter Richtung um den Rumpf oder einenRumpfteil umlaufendenRotoren mitstarrenFlügeln bekannt, der mit wenigstens einer aus dem Rumpf ausfahrbaren Abdeckfläche versehen ist, die im ausgefahrenen Zustand einen Teil der wirksamen Rotorfläche zur örtlichen Verminderung des Auftriebes abdeckt. Die örtliche Auftriebverminderung gibt dem Flugkörper eine Neigung, wodurch eine Bewegung des Flugkörpers in der Horizontalen erreicht wird. Die erzielbare Horizontalgeschwindigkeit ist jedoch gering.
Ein anderer bekannter Flugkörper ist mit zwei übereinanderliegenden gegenläufigen Flügelrädern versehen, deren Flügelblätter Ruderbewegungen ausführen, um den Horizontalflug zu ermöglichen.
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Ein weiterer bekannter Flugkörper enthält in seinem Inneren einen durch mitumlaufende Turbinen an- getriebenen Rotor, aus dem die von oben eintretende Luft nach unten und nach hinten austritt.
Bei einem bekannten fliegenden Teller bilden zwei sich drehende Scheiben, zwischen denen sich ein
Ringkörper von dreieckiger Form befindet, den eigentlichen Flugkörper. Hinzu kommen eine spezielle i Pilotenkabine mit einer Steuerflosse, vier Turboreaktoren, ein Fahrleitwerk nebst einer Welle, an der das
Ganze miteinander verbunden ist. Die Steuerung dieses fliegenden Körpers wird einerseits durchdieSteuer- flosse, anderseits durch seitlich angebrachte Steuerungen bewirkt.
All die hier aufgezählten und bekannten Flugzeugkonstruktionen weisen Unzulänglichkeiten auf, die unter anderem in einer zu kompliziertensteuerung und im Auftreten von Drehmomenten liegen, die durch spezielleLuftschrauben beseitigt werden müssen. S ämtliche hubstrahlgetragenen Versionen haben den Nach- teil, dass die aerodynamischen Ruder im Schwebeflug nicht wirksam sind und damit nicht zur Aufrechter- haltung der Stabilität verwendet werden können. Andere Nachteile der erwähnten Konstruktionen sind dar- in zu erblicken, dass der Flugkörper nicht mit seiner ganzen Grösse im Fluge tragend ist und dass durch un- günstige Formen des Rumpfes dessen Belastung sich nachteilig auswirkt.
Sobald Tragflächenverstellungen vorgenommen werden müssen, können hiedurch bedingte zusätzliche mechanische und aerodynamische
Unzulänglichkeiten auftreten, was die Flugsicherheit vermindert.
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In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Fig. 1 zeigt einen Teilschnitt des rotationsellipsoidförmigen Vertikal- und Horizontal-Flugkörpers in verkleinertem
Massstab gezeichnet, Fig. 2 zeigt eine Draufsicht zu Fig. l, Fig. 3 zeigt einen teilweisen Schnitt mit der Sicht auf die Leitschaufeln und die Flugräder mit geschlossenen Flügelblättern im Horizontal- flug, Fig. 4 zeigt einen Schnitt mit der Sicht auf die Leitschaufeln und die Flugelräder mit Flügel blättern im Vertikalflug.
Gemäss der dargestellten Ausführung nach den Fig. 1 - 4 weist der Flugkörper die Form eines stark abgeflachten Rotationsellipsoides auf, bestehend aus einem feststehenden Mittelteil 9a, 9b, um den herum zwei gegenläufige, übereinanderliegende, ringförmige Flügelräder mit verstellbaren, geöffneten 4, 14 bzw. geschlossenen 5, 15 Flügelblättern gelagert sind. Zwischen den Flügelrädern mit den Flügelblättern 4, 14 bzw. 5,15 befinden sich verstellbare Leitschaufeln 6, welche den Mittelteil 9a, 9b mit einem ringförmigen Aussenteil 13 verbinden. Der ringförmige Aussenteil 13 ist ein Hohlkörper mit dem Hohlraum 17, der auch als Nutzraum verwendet werden kann.
Der feststehende Mittelteil 9a, 9b dient zur Aufnahme desKommandostandes und kann soweit als möglich als Nutzraum 10 verwendet werden.
Die Verstellung der Flügelblätter 4, 14 bzw. 5, 15 geschieht um die Drehachse 18, 19. Die Flügelräder mit den Flügelblättern 4, 14 bzw. 5, 15 haben die Aufgabe, dem Flugkörper den für den Vertikalflug notwendigen Auftrieb zu geben. Durch die Verstellung der Flügelblätter 4, 14 bzw. 5, 15 nach dem bekannten Prinzip der Verstell-Luftschrauben, kann der Auftrieb von Null bis zur maximalen Leistung beliebig geregelt werden. Durch die Gegenläufigkeit der beiden Flügelräder mit den Flügelblättern 4, 14 bzw. 5, 15 wird ein Drehmoment auf den Mittelteil 9a, 9b vermieden.
Durch die Kreiselwirkung der gro- ssen Flügelräder mit den Flügelblättern 4, 14 bzw. 5, 15 wird ausserdem eine Stabilität des Flugkörpers in der Achse A-A erreicht, welche für den Vertikalflug und den Schwebeflug von sehr grosser Bedeutung ist. Die Leitschaufeln 6 zwischen den beiden Flügelrädern mit den Flügelblättern 4, 14 bzw. 5, 15 sind verstellbar, um den Luftstrom zu beeinflussen zwecks Steuerung des Flugkörpers.
Durch die Verstellbarkeit der Leitschaufeln 6 wird die Steuerbarkeit im Schwebe-und im Vertikalflug erreicht. Eine Steuersäule, welche sich z. B. in der Mitte des Flugkörpers befindet und die in ihrer Normalstellung senkrecht steht, kann nach jeder Seite hin bis zu einem bestimmten Grad beliebig geneigt werden. In senkrechter Stellung sind alle Leitschaufeln 6 gleichmässig geöffnet. Durch eine Neigung der Steuersäule nach einer bestimmten Richtung werden die in dieser Richtung liegenden Leitschaufeln 6, je nach der Grösse der Neigung der Steuersäule, mehr oder weniger geschlossen, u. zw. so, dass die genau in der Neigungsrichtung liegenden Leitschaufeln 6 am meisten in ihrem Anstellwinkel verändert und die anschliessendenLeitschaufeln 6 auf beidenSeiten der Neigungsrichtung allmählich abnehmend verstellt werden.
Dadurch wird erreicht, dass in einer in der Neigungsrichtung liegenden Zone, der Luftstrom der Grösse des Neigungswinkels der Steuersäule entsprechend stark abgeschwächt wird, so dass damit die Fluglage des Flugkörpers gesteuert werden kann. Die Antriebsaggregate 3, lla bzw. 2, llb haben zweiAufgabenzu erfüllen. Sie treiben über eine Antriebswelle 7 mit dem Antriebsrad 8 die beiden gegenläufigen Flügelräder mit den Flügelblättern 4, 14 bzw. 5, 15 an und sie erzeugen durch ihre Schubkraft den ganzen oder teil- weisen Antrieb in der jeweiligen Bewegungsrichtung. Ausserdem können diese durch ihre Schwenkbarkeit
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um die Achse C-C mit ihren Flügelstummeln 1, 12 ebenfalls zur Steuerung des Flugkörpers verwendet wer- den.
Für den Start in der vertikalen Flugrichtung 23 werden die Triebwerke 3, lla in die vertikale Lage 2, llb geschwenkt. Hierauf werden die Flügelräder mit den geschlossenen Flügelblättern 5, 15 durch die eigenen Antriebsaggregate 2, llb oder durch fremde Antriebsaggregate auf die höchstmögliche Drehzahl gebracht. Anschliessend werden die verstellbaren Flügelblätter 5, 15 langsam angestellt, so dass ein Auf- trieb entsteht und der Flugkörper sich in vertikaler Flugrichtung 23 erhebt. Den Anstellwinkel der Flug- blätter 4, 14 bzw. 5, 15 kann man der Geschwindigkeit anpassen und ist bei zunehmender Steiggeschwin- digkeit entsprechend grösser zu wählen. Der Anstellwinkel kann auch so weit verkleinert werden, bis die
Vertikalgeschwindigkeit gleich Null ist und der Flugkörper in der Luft stillsteht.
Beim Übergang vom Vertikal-23 in den Horizontalflug 22 werden zunächst die Triebwerke 2, llb in die horizontale Lage 3, lla geschwenkt. Mit zunehmender Geschwindigkeit im Horizontalflug 22 wird der na- türliche Auftrieb des Flugkörpers grösser, so dass der Anstellwinkel der Flugblätter 4, 14 bzw. 5, 15 immer mehr verkleinert werden kann, bis diese bei genügend grossem natürlichem Auftrieb ganz geschlossen werden (Fig. 3).
Durch das Heben des einen und das Neigen des andern Triebwerkes 3, lla kann mit den Flügelstummeln 1, 12 eine Querruderwirkung erreicht werden.
Die Landung erfolgt in vertikaler Flugrichtung 23. Die horizontale Bewegung 22 kann durch ein Umschwenken der Antriebsaggregate 3, lla entgegengesetzt zur Flugrichtung bis zum Stillstand abgebremst werden. Mit der damit verbundenen Abnahme des natürlichen Auftriebes sind gleichzeitig die Flügelblätter 4, 14 bzw. 5, 15 der gewünschten Sinkgeschwindigkeit entsprechend anzustellen.
Beim Ausfall der Triebwerke 3, lla und der damit verbundenen Notlandung, können die Flügelräder mit den Flügelblättern 4, 14 bzw. 5, 15 durch dieSinkgeschwindigkeit zur Rotation 20, 21 gebracht werden.
Vor Erreichung des Bodens können die Flügelblätter 4, 14 bzw. 5, 15 und die Leitschaufeln 6 auf Gegenlauf umgesteuert werden, so dass die Sinkgeschwindigkeit durch die gespeicherte Bewegungsenergie der Flügelräder mit den Flügelblättern 4, 14 bzw. 5, 15 noch erheblich abgebremst werden kann.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Rotationsellipsoidförmiger Vertikal- und Horizontal-Flugkörper mit zwei übereinander angeordneten, gegenläufigen Rotoren, dadurch gekennzeichnet, dass um einen feststehenden Mittelteil (9a, 9b) zwei gegenläufige, übereinanderliegende und ringförmige Flügelräder mit nach dem Prinzip der Verstellluftschrauben verstellbaren Flügelblättern (4, 14 bzw. 5, 15) gelagert sind, wobei zwischen den Flügelrädern sich verstellbare Leitschaufeln (6) befinden, welche den feststehenden Mittelteil mit einem ring- förmigen Aussenteil (13) verbinden, während am Aussenteil für den Antrieb einander gegenüberliegende und um die Achse (C-C) um 3600 schwenkbare Turbotriebwerke als Antriebsaggregate (3, lla bzw. 2, llb) angeordnet sind, die an ihren Aussenseiten Flügelstummeln (1, 12) besitzen.