DE102015015756B4

DE102015015756B4 - Triebwerk mit Frontluftkompressor, Dreistufiger Drehkolbenkraftmaschine mit kontinuierlichem Brennprozess und schwenkbaren Luftstrahldüsen als Antrieb für senkrechtstartende Flugzeuge

Info

Publication number: DE102015015756B4
Application number: DE102015015756.6A
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-12-04
Filing date: 2015-12-04
Publication date: 2019-04-18
Anticipated expiration: 2035-12-05
Also published as: DE102015015756A1

Abstract

Schwenkdüsentriebwerk, welches aus einem Frontluftkompressor (1), der der Erzeugung der Druckluft dient, einer Kraftmaschine, die den Frontluftkompressor (1) ohne Reduziergetriebe antreibt, und vier lenkbaren, sowohl für den Auftrieb als auch für den Vortrieb vorgesehenen Luftstrahldüsen (6, 8) besteht, dadurch gekennzeichnet, dass als Kraftmaschine eine dreistufige Drehkolbenkraftmaschine mit kontinuierlichem Brennen des Kraftstoffes (3) angewendet ist, bei welcher ein Abgassystem vorgesehen ist, das aus den Auslassöffnungen (4) mit Absperreinrichtungen und Gasleitungen (14) besteht, wobei das Abgas, das als Arbeitsmedium für Steuerdüsen genutzt werden kann, zum Gasleitungssystem (5) des Flugzeugs geleitet wird und wobei das Abgas im Horizontalflug, wenn das Abgas für das Lagesteuerungssystem nicht benutzt wird, einfach in den Luftstrom durch die Flansche der Auslassöffnungen (4) ausgelassen wird und dabei die Energie des Luftstroms erhöht.

Description

Technischer Hintergrund
In der herkömmlichen Antriebstechnik für Flugzeuge etablieren sich vor allem Gasturbinen dank höchster Werte des Verhältnisses Leistung/Gewicht oder Leistung/Bauraum, weisen jedoch eine hohe Schadstoffbelastung und einen hohen Brennstoffverbrauch auf. Die DE 26 09 779 C1 beschreibt ein speziell für den Antrieb kurz- oder vertikalstartfähiger Flugzeuge konstruiertes Zweistrom-Gasturbinentriebwerk. Aus der DE 11 36 582 B ist ein Luftfahrzeug mit einer Gasturbine und schwenkbaren Schubdüsen zur wahlweisen Erzeugung von Auftrieb oder Vortrieb bekannt. Die US 4 508 270 A offenbart schwenkbare Schubdüsen mit sphärischen Gleitflächen.
Abweichend von diesen Konzepten existieren zahlreiche weitere Ansätze, insbesondere auf Basis von Rotationskolbenkraftmaschinen. Beispielhaft seien hier die , DE 20 09 732 A die DE 197 11 084 A1 , die US 3 203 406 A und - besonders relevant für die vorliegende Erfindung - die DE 10 2012 011 068 A1 mit der Bezeichnung „Drehkolbenkraftmaschine mit drei rotierenden Verdrängern, einer Steuerung des Kompressionsraumes, einer Steuerung des Ausdehnungsraumes und mit Einrichtungen für die Realisierung des Gas-Dampf-Zyklus“ genannt. Besonders aktuell ist die DE 10 2013 016 274 A1 mit der Bezeichnung „Dreistufige Drehkolbenkraftmaschine mit kontinuierlichem Brennprozess“ als eine Weiterentwicklung der DE 10 2012 011 068 A1 .
Im Gegenden ohne Flughafen und entwickelte Infrastruktur sind Flugzeuge mit Senkrechtstart/-landung oder VTOL-Flugzeuge von äußerster Notwendigkeit (VTOL = vertical take-off and landing). Hier braucht man VTOL-Flugzeuge von mittlerem Abfluggewicht und großer Reichweite, die in der Lage sind, die kostspieligen und in Steuerung und Wartung komplizierten Hubschrauber zu ersetzen.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung stellt hierzu ein Schwenkdüsentriebwerk bereit, das aus einem Frontluftkompressor, der der Erzeugung der Druckluft dient, einer Kraftmaschine, die den Frontluftkompressor ohne Reduziergetriebe antreibt, und vier lenkbaren, sowohl für den Auftrieb als auch für den Vortrieb vorgesehenen Luftstrahldüsen besteht. Als Kraftmaschine ist eine dreistufige Drehkolbenkraftmaschine mit kontinuierlichem Brennen des Kraftstoffes angewendet, bei der ein Abgassystem vorgesehen ist, das aus Auslassöffnungen mit Absperreinrichtungen und Gasleitungen besteht. Das Abgas, das als Arbeitsmedium für Steuerdüsen genutzt werden kann, wird zum Gasleitungssystem des Flugzeugs geleitet, wobei das Abgas im Horizontalflug, wenn das Abgas für das Lagesteuerungssystem nicht benutzt wird, einfach in den Luftstrom durch die Flansche der Auslassöffnungen ausgelassen wird und dabei die Energie des Luftstroms erhöht.
Die Drehkolbenkraftmaschine mit kontinuierlichem Brennprozess, die in der DE 10 2013 016 274 A1 beschrieben ist, hat gleiche Abmessungen und Gewicht bei ähnlicher Leistung wie ein Turbomotor. Aber sie ist beinahe dreimal ökonomischer im Verbrauch, ist billiger in der Herstellung und hat die besseren ökologischen Eigenschaften im Vergleich zum Turbomotor. (Siehe dazu die thermodynamischen Grundlagen in Oleg Tchebunin, „Eine Hybride von Drehkolbenmotor und Turbine mit riesigem Synergieeffekt“, Cuvillier-Verlag Göttingen.)
Für Transportflugzeuge mit erhöhtem Abfluggewicht, die auch VTOL-Eigenschaften besitzen sollen, ist die Verwendung einer Drehkolbenkraftmaschine mit kontinuierlichem Brennprozess sehr sinnvoll, besonders in den erfindungsgemäßen Schwenkdüsentriebwerken neuer Art, die mit einer Drehkolbenkraftmaschine mit kontinuierlichem Brennprozess und einem erhöhten und zwischen der Schwenkdüsen differenzierten oder direkten gesamten Auftriebs-, Vorschub- und Steuerungsvermögen ausgerüstet sind. Ein Triebwerk nach diesem Schema ist kompakter als eine Antriebsanlage mit Schaufelrad in Kombination mit Einrichtungen zur Luftstromschubablenkung, denn bei dieser Art des Triebwerks wird der Luftstrom mit beträchtlich erhöhtem Luftdruck für Auf- und Vorschub produziert.
In diesem Triebwerk bewegt die Kraftmaschine mit entsprechender Leistung einen Frontluftkompressor, der zwei Paare von schwenkbaren Düsen mit Druckluft versorgt. Die Flexibilität dieses Schemas erlaubt es, die Triebwerke entweder in Gondeln am Flügel (Typ 1) oder im Rumpf des Flugzeugs (Typ 2) unterzubringen.
Das Schwenkdüsentriebwerk neuer Art ist vom Typ eines „Pegasus“ genannten Zweistromtriebwerks mit gabelförmig eingerichteten Luft-/Gasleitungen und schwenkbaren Düsen vorn und hinten am Triebwerk. „Pegasus“ diente Überschallflugzeugen mit Vertikalstart wie dem P.1127, Kestrel FGA Mk1 und Harrier (Hawker, Bristol) als einziges fest eingebautes Triebwerk für Vertikal- und Horizontalflüge, aber mit schwenkbaren Düsen. Eine Drehkolbenkraftmaschine in Triebwerken dieses Schemas, die mit neu entwickelten Einrichtungen zur Schwenkung der Luftstromdüsen versehen ist, bringt neue Möglichkeiten.
Ausführungsformen der Erfindung
Bild 1 zeigt ein Triebwerk mit Frontluftkompressor (1) und vier sphäroidischen Luftstrahldüsen (6, 8), die mittels zweier kreuzweise zueinander liegender Kugelführungen (11, 12) zwischen jeweils zwei Sphäroiden schwenkbar eingerichtet sind. Eine entsprechend leistungsstarke Drehkolbenkraftmaschine (3) betreibt den Frontluftkompressor (bedingt und einfach dargestellt). Die beiden Paare der sphäroidischen Luftstrahldüsen dienen für den Auftrieb bei Vertikalstarts, Übergangsflügen und Vertikallandungen sowie für den Vortrieb. Der Frontluftkompressor (1) gewährleistet bedeutend höhere Druckverhältnisse der Luft für den Schub der Luftstrahldüsen als ein Schaufelrad mit einer Reihe von Schaufeln, wie z.B. bei einem Mantelluftstromtriebwerk, und schafft damit die Voraussetzungen für ein höheres Abfluggewicht des Flugzeugs.
Die Drehkolbenkraftmaschine (3) betreibt den Frontluftkompressor (1) ohne Reduziergetriebe. Dabei ist die Kraftmaschine (3) so horizontal gedreht, dass sie mit ihrer Leistungswelle mit dem Frontluftkompressor (1) verbunden werden kann.
Die Schrift DE 10 2013 016 274 A1 mit der Bezeichnung „Dreistufige Drehkolbenkraftmaschine mit kontinuierlichem Brennprozess“ beschreibt eine allgemeine Kraftmaschine. Sie besteht aus einer Verdichterstufe, einer zweiteiligen Expansionsstufe und einer Brennkammer, die sich über diese beiden Stufen erstreckt. Die Stufen sind dabei über die gemeinsame Welle miteinander verbunden. Ein Hauptläufer und drei Nebenläufer der Drehkolbenkraftmaschine (3) weisen zylindrische Außenformen auf und stehen miteinander in Verzahnung über ihre ganzen Längen. Jeder der drei Nebenläufer stellt eine Walze mit einem Verdrängungskamm als Kolben dar, der durch Drehung einen Verdichtungsraum bestreicht und dabei Luft verdichtet.
Der Durchmesser des Verdichtungsraums ist doppelt so groß wie der Durchmesser des zylindrischen Körpers des Nebenläufers. Der Hauptläufer hat den dreifachen Durchmesser des zylindrischen Körpers der Nebenläufer und weist drei Vertiefungen mit spezifischem Profil auf, das durch die Bewegung des Verdichtungskamms der Nebenläufer definiert ist.
Jede Verdichtungskammer hat eine Längsöffnung als Ein- bzw. Austrittsöffnung mit Klappe für den Eingang der komprimierten Luft in einen Speicherraum. Bei einer Ansaugöffnung ist ein selbstreinigender Luftfilter mit unendlichem schleifenartigen Filterelement vorgesehen. An drei Luftansaugflanschen sind also drei Luftfilter angebracht.
Da die Luftfilter bei einer solchen umgekehrten Position der Kraftmaschine am hinteren Teil der Kraftmaschine angebracht sind, müssen bei ihnen Änderungen an Lufteintritt- und Ausstoßansätzen durchgeführt werden, indem diese mit Ansaugflanschen (15) nach vorn zugerichtet werden. Der ausgefilterte Schmutz wird mittels der an der Kraftmaschine (3) überflüssigen Ansaugluft durch die Luftleitungen in den Luftstrom des Frontluftkompressors oder sogar in die Außenumgebung ausgestoßen.
Die Expansionsstufe der Drehkolbenkraftmaschine (3) ist zweiteilig gebaut: sie besteht aus einer Vorexpansionsstufe, die innen mit hitzebeständigen Schichten bedeckt ist und ohne Dichtungseinrichtungen an den Kolben arbeitet, sowie einer Endexpansionsstufe mit Dichtungen an den Kolben und Gas-Dampf-Einrichtungen zur völligen Ausnutzung der Energie des Gases, wobei sie mit einigen Gasübertragungseinrichtungen zwischen den Stufen ausgestattet ist.
Das Abgassystem, das aus Absperreinrichtungen mit Auslassöffnungen (4) und Gasleitungen (14) besteht, leitet das Abgas, das als Abreitsmedium für Steuerdüsen genutzt werden kann, zu einem Gasleitungssystem des Flugzeugs (5). Die Abgase der Kraftmaschinen (3) werden entweder von einem Flansch der Auslassöffnungen (4) der Kraftmaschine der gemeinsamen Druckluft des Triebwerks beigemischt (und erhöhen dabei Energie des Luftstroms) oder in ein System zur präzisen Lagesteuerung des Flugzeugs geleitet, wenn dieses vorgesehen ist.
Wesentliche Teile der Kraftmaschine (3) sind die Einrichtungen für die Verteilung des Gases aus der Brennkammer in die Arbeitskammern der Vorexpansionsstufe, Einrichtungen zur Steuerung der Arbeitsgastemperatur bei der Verdichterstufe sowie Einrichtungen für einen Gas-Dampf-Zyklus bei der Endexpansionsstufe der Kraftmaschine (3). Gemeinsam ermöglichen sie, die optimalen Regime der Arbeitsgastemperaturen der Kraftmaschine (3) bei experimenteller Ausarbeitung, bei Betriebsregimen des Startes und der Beschleunigung sowie den Dauerbetrieb mit hohen Wirkungsgraden der Maschine zu gewährleisten.
Die sphäroidischen Einrichtungen, die schwenkbar installiert sind, haben Ausführorgane (9, 10) für die Drehung der Düsen. Hier, auf Bild 1, sind die Ausführorgane (9, 10) als Hydrozylinder dargestellt, um der Anschaulichkeit zu dienen. In der Wirklichkeit müssen sie als hydraulische oder elektrische Stellgetriebe (Servogetriebe) ausgeführt werden. Sie können entweder Teile des Triebwerks sein oder zur Ausrüstung des Flugzeugs gehören. Ein gemischtes Schema ist auch möglich. Eine Einrichtung mit Steuerklappen, wenn diese vorgesehen ist (nicht gezeigt), kann die Luftmassen zwischen den vorderen (6) und hinteren (8) Düsenpaaren verteilen.
Zur Erhöhung der Zuverlässigkeit des Flugzeugs ist eine Anordnung von zwei Triebwerken eng zu einander mit gemeinsamen oder als kommunizierende Gefäße verbundenen Luft- und Gasleitungen und einem mechanischen Verbindungsgetriebe (2) zwischen beiden Kraftmaschinen zweckmäßig. Eine elektromagnetische Einflächenkupplung schaltet die ausgefallene Kraftmaschine des betroffenen Triebwerks ab. Bei mechanischer Verbindung zweier voneinander getrennter Schwenkdüsentriebwerke müssen z.B. GFT-Dichtungen (13) beim Verbindungsgetriebe (2) vorgesehen sein (GFT-Hochleistungsdichtungen von Firma GFT).
Der Hauptvorteil und gleichzeitig die Besonderheit an diesem Triebwerk sind, dass es mittig im Flugapparat (quasi im Schwerpunkt) platziert werden kann und ohne zusätzliche Steuersysteme alle notwendigen Flugmanöver des Flugzeugs gewährleistet. Ein Triebwerk von diesem Schema hat eine kompaktere Gestallt als ein Triebwerk mit Schaufelwerk oder Ventilator, was die Voraussetzungen für einen Einbau dieses Triebwerks in den Rumpf oder Flügel des Flugzeugs schafft.
Die schwenkbaren Düsen erlauben es, den gesamten Schubvektor in verschiedene Richtungen von Vertikal- bis fast Horizontalschub im Bereich der Unterhalbsphäre zu wenden. Für die Ablenkung des Auftriebsschubs von der Vertikalrichtung bis zur Entstehung des Vorschubes bzw. Rückschubes dienen die Ausführorgane (9) und Kugelführungen (11), während zur Entstehung des Seitenschubes die Kugelführungen (12) und Ausführorgane (10) dienen, die Düsenenden eines inneren Sphäroides (7) verstellen. Paarweise seitliche Drehung der Düsen ändert die Gierbewegung des Flugzeugs. Zur Änderung der Richtung des Auftriebsschubs für die Nick- und Rollbewegung des Flugzeugs verwendet man eine getrennte Steuerung aller Düsen in verschieden Kombinationen.
Die getrennte Drehung der Düsen sowie die Verteilung der Massen der Druckluft zwischen den Düsenpaaren (wenn diese vorgesehen ist) ermöglicht eine Steuerung des gesamten Schubvektors und damit die Lagesteuerung des Flugzeugs um sein Massenzentrum bei Senkrechtstart/-landung. Die präzise Lagesteuerung des Flugzeugs mit Abgassteuerdüsen ist möglich, weil bei Steuerdüsen eine genaue Dosierung des Schubs möglich ist. Solch eine Steuerung etwa mit Hilfe der Strahldüsen ist ein zusätzliches Hilfsmittel bei Senkrechtstart/-landung des Flugzeugs, denn die aerodynamischen Steuerruder sind in dieser Phase des Flugs nicht effektiv.
Die Steuerdüsen können an den Spitzen des Flügels und Rumpf zur Vergrößerung des Hebelarms angebracht werden. So eine Kombination und Anordnung der Triebwerke und Schub- und Steuerdüsen sorgt für die besten Möglichkeiten die Situation zu meistern, wenn eine Kraftmaschine oder Schubdüse bzw. die Steuerdüse ausgefallen ist. Dabei ist dank dem langen Arm ein erhebliches Drehmoment der Steuerdüsen vorhanden, was die erforderliche Lage des Flugzeugs beim Schweben zu erhalten hilft.
Die Fluglagesteuerung des Flugzeugs mittels Joystick-Technologie gewährleistet oben beschriebene Manövrierfähigkeiten. Bild 2 zeigt schematisch die Veränderungen des gesamten Auftriebes entsprechend der Bewegung eines Joysticks, der bedingt im Schwerpunkt des Flugzeugs platziert ist.
Freilich hat die Drehkolbenkraftmaschine bei Vertikalflug höhere Belastungen und einen beträchtlich höheren Kraftstoffverbrauch als bei langem Horizontalflug, aber dies nur binnen der kurzen Zeit der Start-/Landungsflüge. Solch aufwendiger Kraftstoffverbrauch kennzeichnet generell Vertikal- und Schwebeflüge. Bei langem Schwebeflug des Flugzeugs summiert sich sein Kraftstoffverbrauch und verkürzt drastisch die gesamte Flugdauer. Aber bei kurzen Starts/Landungen, wenn das Flugzeug auch für Dauerhorizontalflug verwendet wird, entsteht ein großer allgemeiner ökonomischer Effekt aus der Vereinigung der beiden Funktionen in der Drehkolbenkraftmaschine (als Marsch- und Hubtriebwerk und als Gasquelle für den Düsenantrieb zur Lagebestimmung). In diesem Fall entstehen Einsparungen bei Gewicht und Bauraum des Flugzeugs dank dem Wegfall zusätzlicher Ausrüstung zur Gasversorgung der Steuerdüsen.
Der allgemeine ökonomische Effekt für alle Flugzeuge, besonders für Flugzeuge mit VTOL-Eigenschaften, entsteht dadurch, dass Drehkolbenkraftmaschinen zuerst ein geringes Eigengewicht und kleine Abmessungen haben und eine kleinere Kraftstoffreserve für Dauerflug brauchen. Dann erübrigen sich spezielle Energiequellen für ein System zur Lagesteuerung bei Vertikalflug. Weiter folgen begleitende Vorteile, etwa Verkleinerungen der Abmessungen und des Gewichtes der eigenen Konstruktion des Flugzeugs sowie eine Vergrößerung seiner kommerziellen Ladung und Reichweite.
Bei Ausnutzung kleiner Landebahnen kann man die Vorteile von STOL-Regimen verwenden, die noch größere ökonomische Effekte mit sich bringen. (STOL = short take-off and landing = Kurzstreckenstart und -landung). Dieser Typ des Triebwerks hat eine größere „Kreisflächenbelastung“ als ein Mantelluftstromtriebwerk, das mit Einrichtungen zur Schubablenkung ausgerüstet ist. Nichtsdestoweniger übertrifft es bei den Möglichkeiten seiner Anwendung in verschiedenen Transportern das Mantelluftstromtriebwerk wie alle anderen Typen von Triebwerken kraft seiner Kompaktheit, Energieausrüstung und Fähigkeit zur Lagesteuerung des Transporters aus eigener Kraft bei Senkrechtstart/-landung.
Man muss stets berücksichtigen, dass ein VTOL-Flugzeug mit Luftdüsenantrieb üblicherweise keine zusätzliche Gas-/Luftsteuerung im Heck und an den Flügelenden braucht. Dennoch eingerichtete Gas-/Luftsteuerungsanlagen im Heck und an den Flügelenden dienen der Erhöhung der Flugsicherheit bei Pannen und zur Präzisierung der Steuerlage des Flugzeugs bei Bedarf. Die Möglichkeit, dieses Mittel üblicherweise nicht anzuwenden ist eine wichtige Eigenschaft dieses Transporters, um ihn in Ballungsgebieten frei einzusetzen.
Bezugszeichenliste

1: Frontluftkompressor,
2: Verbindungsgetriebe,
3: dreistufige Drehkolbenkraftmaschine,
4: Auslassöffnung,
5: Gasleitungssystem des Flugzeugs,
6: vordere Düse,
7: Düsenende des inneren Sphäroides,
8: hintere Düse,
9: Ausführorgan,
10: Ausführorgan,
11: Kugelführung,
12: Kugelführung,
13: GFT-Radialdichtung,
14: Gasleitung,
15: Ansaugflansch.

Claims

Schwenkdüsentriebwerk, welches aus einem Frontluftkompressor (1), der der Erzeugung der Druckluft dient, einer Kraftmaschine, die den Frontluftkompressor (1) ohne Reduziergetriebe antreibt, und vier lenkbaren, sowohl für den Auftrieb als auch für den Vortrieb vorgesehenen Luftstrahldüsen (6, 8) besteht, dadurch gekennzeichnet, dass als Kraftmaschine eine dreistufige Drehkolbenkraftmaschine mit kontinuierlichem Brennen des Kraftstoffes (3) angewendet ist, bei welcher ein Abgassystem vorgesehen ist, das aus den Auslassöffnungen (4) mit Absperreinrichtungen und Gasleitungen (14) besteht, wobei das Abgas, das als Arbeitsmedium für Steuerdüsen genutzt werden kann, zum Gasleitungssystem (5) des Flugzeugs geleitet wird und wobei das Abgas im Horizontalflug, wenn das Abgas für das Lagesteuerungssystem nicht benutzt wird, einfach in den Luftstrom durch die Flansche der Auslassöffnungen (4) ausgelassen wird und dabei die Energie des Luftstroms erhöht.
Schwenkdüsentriebwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dreistufige Drehkolbenkraftmaschine mit kontinuierlichem Brennen des Kraftstoffes (3) derart an die Anwendung in einem Flugzeug mit Senkrechtstart/-landung angepasst ist, dass die Kraftmaschine so horizontal gedreht ist, dass die Leistungswelle mit dem Frontluftkompressor (1) verbunden werden kann.
Schwenkdüsentriebwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftmaschine am hinteren Teil der Kraftmaschine angebrachte Luftfilter aufweist, wobei Lufteintritts- und Ausstoßansätze mit Ansaugflanschen (19) nach vorne geführt werden, wobei der ausgefilterte Schmutz mittels der überflüssigen von der Kraftmaschine angesaugten Luft durch die Luftleitungen in der Druckluft ausgestoßen wird.
Schwenkdüsentriebwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass vier sphäroidische Luftstrahldüsen (6, 8), die mittels zweier kreuzweise zueinander liegender Kugelführungen (11, 12) zwischen jeweils beiden Sphäroiden schwenkbar eingerichtet sind, dem Auftrieb bei Vertikalstart, Übergangsflügen und Vertikallandung sowie dem Vortrieb dienen.
Schwenkdüsentriebwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausführorgane (9, 10) für die Lenkung der Luftstrahldüsen (6, 8) als hydraulische oder elektrische Stellgetriebe ausgeführt werden, wobei sie entweder Teile des Triebwerks sein, zur Ausrüstung des Flugzeugs gehören oder sowohl zum Triebwerk als auch zum Flugzeug gehören können.
Schwenkdüsentriebwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung mit Steuerklappen, wenn diese vorgesehen sind, die Luftmassen zwischen vorderen (6) und hinteren (8) Düsenpaaren verteilen kann.
Schwenkdüsentriebwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Triebwerk mittig im Flugapparat platziert wird und das Flugzeug ohne zusätzliche Steuersysteme alle notwendigen Flugmanöver ausführen kann, indem schwenkbare Düsen es erlauben, den gesamten Schubvektor in verschiedene Richtungen von Vertikal- bis fast Horizontalschub im Bereich der Unterhalbsphäre zu wenden, wobei erste Ausführorgane (9) und Kugelführungen (11) für die Ablenkung des Auftriebsschubs aus der Vertikalrichtung zur Entstehung des Vorschubes bzw. Rückschubes dienen, wobei zweite Ausführorgane (10) und Kugelführungen (12) für die Entstehung des Seitenschubes dienen, indem sie die Düsenenden des inneren Sphäroides (7) zur Seite verstellen, wobei die paarweise seitliche Drehung der Düsen die Gierbewegung des Flugzeugs ändert und wobei zur Änderung der Richtung des Auftriebsschubs für Nick- und Rollbewegungen des Flugzeugs eine getrennte Steuerung aller Düsen in verschieden Kombinationen vorgesehen ist.
Schwenkdüsentriebwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die getrennte Drehung der Düsen sowie Verteilung der Massen der Druckluft zwischen den Düsenpaaren eine Steuerung des gesamten Schubvektors mit der Anwendung der Joystick-Technologie ermöglicht und damit die Lagesteuerung des Flugzeugs um das Massenzentrum bei Senkrechtstart/-landung bequem zu gewährleisten ist.
Flugzeug mit zwei Triebwerken nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erhöhung der Zuverlässigkeit des Flugzeugs eine Anordnung von zwei Triebwerken eng zu einander mit gemeinsamen oder als kommunizierende Gefäße verbundenen Luft- und Gasleitungen vorgesehen ist, wobei ein mechanisches Verbindungsgetriebe (2) zwischen beiden Kraftmaschinen angeordnet ist, wobei eine elektromagnetische Einflächenkupplung die ausgefallene Kraftmaschine des betroffenen Triebwerks abschaltet und wobei bei zwei voneinander getrennten Schwenkdüsentriebwerken Dichtungen (13) zum Verbindungsgetriebe (2) vorgesehen sind.
Flugzeug mit einem Triebwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die präzise Lagesteuerung des Flugzeugs mit Abgassteuerdüsen vorgesehen ist, wobei die Abgassteuerdüsen an den Spitzen des Flügels und des Rumpfs zur Vergrößerung des Momentenarms angebracht sind, weil bei Steuerdüsen eine genaue Dosierung des Schubs möglich ist, sodass durch eine Kombination der Anordnung der Triebwerke und der Schub- und Steuerdüsen die besten Möglichkeiten zur Lagesteuerung des Flugzeugs im Falle eines Ausfalls einer Kraftmaschine, Schubdüse oder Steuerdüse gegeben sind.
Flugzeug mit einem Triebwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mit diesem Flugzeug kleine Landebahnen ausgenutzt werden können.