DE1556443B2 - Raumfahrzeug - Google Patents

Description

werden die Raumfahrzeuge zumindest teilweise nicht io heiten zum Durchführen des für den Raumflug vorwiederverwendbar, gesehenen Zusammenklappens der Rotorblätter nach Außerdem stellen die Schmelzschutzschilde, ver- oben angelenkt. Die Nabe in Form eines runden bunden mit ballistischen Steuermitteln, während der Sockelstücks 1 ist mit einer Schutzumhüllung 8 von Phase des Wiedereintretens in die Atmosphäre und im wesentlichen konischer Form verbunden, in deren während der Landung ein sehr hohes Gewicht dar, 15 Innerem die Fahrzeugkabine 9 des Raumfahrzeugs welches während des Flugs einen großen Teil der angeordnet ist. Diese Anordnung ist so gewählt, daß Motorleistung absorbiert. der Kabine 9 durch die Nabe keine Rotations-Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe bewegung mitgeteilt wird. Zu diesem Zweck ist die gestellt, die Nachteile der bekannten Schutzvorrich- nicht rotierende Kabine im Inneren der Spitze der tungen zu vermeiden und den thermischen Schutz 20 konischen Schutzumhüllung mittels eines Universalder Raumfahrzeuge so zu verbessern, daß diese gelenks 10, beispielsweise eines Kugelgelenks oder Raumfahrzeuge gänzlich wiederverwendbar werden. Kardangelenks, aufgehängt.

Dabei soll das Gewicht der Schutzvorrichtung und Die Steuerung des Raumfahrzeugs erfolgt durch

der Steuervorrichtung für das Wiedereintreten in die Lageveränderung der aus Nabe 1 und Rotor-Atmosphäre und die Landung beträchtlich verringert 25 blättern 3, 3' bestehenden Einheit gegenüber der werden, mit der Folge, daß entweder die Leistung nicht rotierenden Kabine 9. Zu diesem Zweck besitzt der Antriebseinrichtungen, also der Schub- und die Kabine 9 zwei mit Hubstreben arbeitende Be-Bremsraketen, vermindert oder aber bei gleich- tätigungsvorrichtungen, welche in zwei zueinander bleibender Leistung der Antriebe die Nutzlast des senkrechten Ebenen angeordnet sind, derart, daß sie Fahrzeugs erhöht werden kann. 30 die Einstellung in Nick- und Rollrichtung steuern.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung gelöst Eine dieser Hubstreben 11,12 ist in der Zeichnung durch eine gegenüber der Fahrzeugkabine rotierende "dargestellt.

Schutzumhüllung. Die Kolbenstange 12 der Hubstrebe ist an der

Die Rotation der Schutzhülle vermeidet intensive nicht rotierenden Kabine 9 angelenkt, während der Aufheizungen dank der Tatsache, daß aufeinander- 35 Zylinder 11 auf einem Kranz 13 angelenkt ist, folgende Teile der Hülle während kurzer Zeiten der welcher mit Hilfe eines Lagers 14, beispielsweise Reibungserhitzung in der Atmosphäre während eines eines Wälzlagers, auf einer Achse 15, die sich im Teils einer jeden Umdrehung unterworfen sind und Zentrum des Sockelstücks 1 befindet, befestigt ist. In einer nachfolgenden Abkühlung während des folgen- einem diametral gegenüberliegenden Punkt des den Teils einer jeden Umdrehung unterliegen. Dar- 40 Kranzes 13 ist ein mit seinem anderen Ende mit aus ergibt sich, daß man eine Schutzhülle mit einem einer Stange 17 gelenkig verbundener Arm ange-Gewicht bauen kann, welches wesentlich unter dem lenkt, wobei die Stange 17 selbst an der Kabine 9 des bekannten Schmelzschildes liegt, und zwar ohne angelenkt ist. Die zweite Betätigungsvorrichtung ist daß die Schutzhülle beschädigt oder zerstört würde. in einer zur Zeichenebene senkrechten Ebene ange-Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, daß der An- 45 ordnet und in der gleichen Weise ausgeführt und mit trieb der Schutzumhüllung durch elektromechanische dem Kranz 13 verbunden. Die Hubstreben 11,12 oder aerodynamische Mittel erfolgt. können von einem Piloten betätigt oder von einer

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfin- Steuerzentrale auf der Erde ferngesteuert werden, dung sind in den Patentansprüchen beschrieben. Die Betätigung der Hubstreben, welche sich gegen

Nachstehend werden an Hand der Zeichnung zwei 50 die Kabine abstützen, hat eine Lageänderung der bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung er- Nabe und somit der mittleren Rotorebene bezüglich läutert. Es zeigt der Kabine, deren Lage im Raum sich nicht ändert,

F i g. 1 einen Axialschnitt durch eine erste Aus- zur Folge. Dies ermöglicht es, die Lage der Rotorführungsform, bei der die Steuerung durch ein Ver- ebene bezüglich der Flugbahn jeweils genau an die schieben der Nutzlast in Nick- und in Rollrichtung 55 herrschenden Flugbedingungen anzupassen, gegenüber der mit der Nabe verbundenen Schutz- Das Raumfahrtgerät ist vorzugsweise mit einem

umhüllung erzielt wird, zusammenklappbaren Landegestell 18 mit Gleitkufen

F i g. 2 einen Axialschnitt durch eine zweite Aus- und einer Steuerflosse 19 ausgerüstet, führungsform, bei welcher die Steuerung durch Ver- In der zweiten Ausführungsform (vgl. F i g. 2) wird

stellen der Lage bzw. Richtung der Mittelebene der 60 die Lage der Kabine gegenüber der Nabe und der Blattenden gegenüber der Nutzlast und der Nabe, Schutzumhüllung nicht verändert. Es sind vielmehr deren gegenseitige Einstellung invariabel ist, erzielt Mittel vorgesehen,' welche die Lage der Rotorebene wird, gegenüber der Nabe verändern.

F i g. 3 eine Draufsicht auf die Vorrichtung für Das Raumfahrzeug besitzt wie im Falle der F i g. 1

das zyklisch erfolgende Steuern der Anstellung der 65 eine runde Platte oder ein Sockelstück 1, an dessen

Blätter, welche in der Ausführungsform gemäß Umfang die Rotorblätter 3, 3' in den Schlag-

F i g. 2 vorgesehen ist. gelenken 2, 2' angelenkt sind. Das Sockelstück ist

Das in F i g. 1 dargestellte Raumfahrzeug besitzt mit der sich drehenden konischen Schutzumhüllung 8

i 556

verbunden, welche bei der Ausführungsform gemäß F i g. 2 in ihrem oberen Teil offen sein kann, denn die Kabine ist dort nicht, wie weiter unten noch beschrieben wird, in der Spitze der Schutzumhüllung aufgehängt. Die nicht mitrotierende Kabine 20 ist auf dem Sockelstück 1 um dessen Achse drehbar gelagert. Zu diesem Zweck besteht die Kabine 20 aus einer Basisplatte 21, auf deren Unterseite ein umgebogener runder Kragen 22 angebracht ist, der den inneren Laufkranz für die Kugeln 23 eines Spurlagers bildet, dessen äußerer Laufkranz durch einen am Sockelstück 1 der Nabe vorgesehenen, zu 22 konzentrischen Kragen 24 gebildet ist. Hierdurch ist das Sockelstück 1 mit der Umhüllung 8 drehbar, ohne daß dabei die Kabine 20 mitrotiert.

Im Zentrum der Basis 21 der Kabine 20 ist eine Öffnung vorgesehen, in welcher mit Hilfe eines Kugelgelenks ein Steuerhebel angeordnet ist. Das untere Ende dieses Steuerhebels 26 greift mittels eines Kugelgelenks 27 in ein Lager 28 ein, an dessen äußerem Ring Betätigungsstangen 29, 29' schwenkbar gelagert sind. Die Betätigungsstangen sind mit ihren anderen Enden mit an den Rotorblättern 3, 3' befestigten Hebeln 5, 5' verbunden. Die Betätigungsstangen durchtreten den Kragen 24 der Nabe 1 durch die öffnungen 30,30' und die rotierende Schutzumhüllung 8 durch die Öffnungen 31, 31' hindurch. Vorzugsweise als Verbundkörper ausgebildete Dämpfungskörper sind in die Betätigungsstangen 29, 29' eingefügt, damit die mittlere Lage der Blattendenebene bei hypersonischen und transsonischen Geschwindigkeiten stabilisiert wird. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel bestehen die Dämpfungskörper aus einer Feder 32, 32', die mit einem Dämpfungszylinder 33, 33' in Reihe geschaltet sind.

Der Steuerhebel 26 wird durch zwei Hubstreben betätigt, welche in zwei zueinander senkrechten Ebenen angeordnet sind und welche am oberen, durch das Kugelgelenk 34 gebildeten Ende des Steuerhebels angelenkt sind. Jede Hubstrebe umfaßt einen Zylinder 35, der an einem Gabelstück angelenkt ist, welches mit der Basis 21 der nicht rotierenden Kabine 20 verbunden ist. Ferner besitzen die Hubstreben eine Kolbenstange 37, welche am Kugelgelenk 34 angreift. Diese beiden Hubstreben erlauben also, die Lage der mittleren der Rotorblattebenen in Nickrichtung und in Rollrichtung zu verstellen und damit das Fluggerät während seines Wiedereintritts in die Atmosphäre und während seiner Landung zu steuern.

In den F i g. 2 und 3 ist jeweils eine Vorrichtung dargestellt, welche es dieser Ausführungsform erlaubt, die zyklische Einstellung des Einstellwinkels durchzuführen. Diese Vorrichtung umfaßt einen Pendelstab 38, welcher auf dem Lager 28 befestigt ist, dessen Lage durch den Steuerhebel 26 gesteuert wird. Dieser Pendelstab 38 steuert zwei Kniehebel 39, 39', welche auf den mit der Nabe 1 verbundenen und auf dieser senkrecht stehenden Achsen 40, 40' schwenkbar gelagert sind und welche selbst über daran angelenkte Stangen 41, 41' zwei andere Kniehebel 42, 42' steuern. Die Kniehebel 42, 42' sind auf den mit der Nabe 1 verbundenen, aber parallel zu deren Ebene gerichteten Achsen 43, 43' schwenkbar gelagert und mittels der Stäbe 44, 44' an den Rotorblättern 3, 3' angelenkt. Die Rotorblätter 3, 3' sind um ihre Längsachsen 45, 45' mittels der Lager 46, 46' schwenkbar gelagert. Daraus ergibt sich, daß, wenn der Steuerhebel 26 zur Nabe 1 schräg gestellt wird, der Pendelstab 38 während der Rotation dieser Nabe sukzessive im Sinne der Pfeile / oder f oszilliert. Dies veranlaßt die Hebel 39, 39' zum Verschwenken.

Diese Hebel verstellen die Rotorblätter 3, 3' über die Stangen 41, 41', die Kniehebel 42, 42' und die Stäbe 44, 44'. Die Rotorblätter 3,3' oszillieren also um ihre Längsachsen 45, 45' mit der Drehfrequenz der Nabe 1.

Das Vorsehen einer rotierenden Schutzumhüllung schützt die Fahrzeugkabine wirksam gegen Temperaturbelastungen. Dieser Schutz wird im Augenblick des Wiedereintritts in die Atmosphäre noch durch die Tatsache erhöht, daß in diesem Moment die Rotorebene bezüglich der Flugbahn geneigt ist, um ein maximales Abbremsen zu ermöglichen, derart, daß sich die Kabine hinter dem die rotierende Nabe des Raumfahrzeugs bildenden Sockelstück 1 befindet.

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Raumfahrzeug, gekennzeichnet durch eine gegenüber der Fahrzeugkabine rotierende Schutzumhüllung (8).

2. Raumfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb der Schutzumhüllung (8) durch elektromechanische oder aerodynamische Mittel erfolgt.

3. Raumfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Drehfiügelanordnung die Flugbahn während seines Wiedereintritts in die Atmosphäre steuert und die Nabe der Drehflügelanordnung drehfest mit der Schutzumhüllung (8) verbunden ist, wobei Mittel für das Verstellen der Lage der mittleren Drehflügelebene gegenüber dem Fahrzeug vorgesehen sind.

4. Raumfahrzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrzeugkabine (9) im Scheitel der Schutzumhüllung mittels eines Universalgelenks (10) aufgehängt ist und daß sie durch zwei daran angelenkte, in zwei zueinander senkrechten Ebenen angeordnete Betätigungssysteme mit einem. Lager (14) verbunden ist, welches auf einer zentralen, mit der Nabe verbundenen Achse (15) angeordnet ist, derart, daß Abweichungen der Fahrzeugkabine in Nickrichtung und in Rollrichtung im Inneren der Schutzumhüllung (8) möglich sind.

5. Raumfahrzeug nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Nabe angelenkten Rotorblätter (3, 3') außerdem jeweils durch ein System mit der Nabe verbunden sind, in das ein Dämpfer (4, 4') eingeschaltet ist.

6. Raumfahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Betätigungssysteme einerseits eine Hubstrebe (11) aufweist, deren einer Teil an der Fahrzeugkabine (9) und deren anderer Teil am Lager (14) angelenkt ist, und andererseits ein in einem diametral gegenüberliegenden Punkt am Lager (14) und an der Fahrzeugkabine (9) angelenktes, aus Hebeln (16,17) bestehendes System umfaßt.

7. Raumfahrzeug nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrzeugkabine (20) drehbar auf der Nabe gelagert ist und einen Steuerhebel (26) aufweist, der in der Basis (21) der Kabine (20) kugelgelenkig gelagert ist, dessen (26) unteres Ende gelenkig in einem Lagerstück (28) gelagert ist, an welchem

Stangen (29, 29') zum Verstellen der Rotorblätter (3,3') gegenüber der Nabe schwenkbar befestigt sind, und daß der Steuerhebel (26) durch zwei in jeweils zueinander senkrechten Ebenen auf der Basis (21) der Kabine (20) gelagerte Hubstreben (35, 37) in Nickrichtung und in Rollrichtung betätigbar ist.

8. Raumfahrzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß Dämpfungsorgane in die Stangen (29, 29') zum Verstellen der Rotorblätter (3, 3') eingefügt sind.

9. Raumfahrzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis (21) der Fahrzeugkabine (20) im Zentrum ihrer Unterfläche einen Kragen (22) aufweist, welcher den Laufring eines Spurlagers bildet, dessen anderer Laufring durch einen mit der Basis der Nabe (1) verbundenen, (zu 22) konzentrischen Kragen (24) gebildet ist, und der Steuerhebel (26) gelenkig in einer im Zentrum der Basis (21) vorgesehenen Öffnung gelagert ist, während der mit der Nabe verbundene Kragen (24) radiale Öffnungen (30, 30') für das Durchtreten der Betätigungsstangen (29, 29') aufweist, wobei das Kugelgelenk, an das diese Stangen (29,29') angelenkt sind und in welches das Ende des Steuerhebels (bei 27) eingreift, im zwischen den genannten Kragen (22, 24) gebildeten Innenraum angeordnet ist.

10. Raumfahrzeug nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein auf dem durch den Steuerhebel (26) bewegbaren Lagerstück (28) montierter Pendelstab (38) mittels eines Gelenk-, Hebel- und Stangensystems mit den um ihre Längsachse drehbaren Blättern verbunden ist, derart, daß der Einstellwinkel zyklisch veränderlich ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen