DE604956C - Hubschrauber mit einem oder mehreren Rotoren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Flugzeug, welches keine feststehenden Tragflügel am Rumpf hat und durch ein System kreisender Flächen, in der Beschreibung kurz Rotor genannt, senkrecht, waagerecht oder auf einer zur Horizontalen beliebig geneigten Bahn bewegt wird. An die Stelle des einen Rotors können in besonderen Fällen, beispielsweise bei einem sehr großen Flugzeuge, mehrere Rotoren mit parallelen Achsen treten. Die Rotoren werden motorisch angetrieben, können aber bei Abwärtsbewegungen des Flugzeuges des motorischen Antriebs entbehren. Sie sind in bekannter Weise so angeordnet, daß ihre Drehachsen beim Flug auf waagerechter Bahn so geneigt sind, daß sie mit der Waagerechten einen nach vorn oben offenen spitzen Winkel bilden. Aerodynamisch günstig ist ein "spindelförmiger Rumpf, dessen Längsachse in der Seitenansicht ganz oder annähernd mit der Rotordrehachse zusammenfällt. Die Unterbringung von Personen, Frachten, Motoren usw. in einem solchen spindelförmigen, zumindest während der gan-

a5 zen Dauer des Fluges gegen die Waagerechte stark geneigten Rumpf bereitet große Schwierigkeiten. Außerdem müßte ein außergewöhnlich hohes Fahrgestell vorhanden sein, damit Start und Landung möglich sind.

Die vorliegende Erfindung löst die Aufgabe durch Anbringung eines besonderen, zur Aufnahme von Personen, Frachten usw. bestimmten Ausbaues an der Unterseite des spindelförmigen Rumpfes. Der Ausbau ist so gestaltet, daß sein Boden beim Geradeausflug sowie auf der Erde annähernd waagerecht liegt. Durch die Vereinigung eines mit der Schräglage der Rotorachsen annähernd zusammenfallenden spindelförmigen Rumpfes mit einem darunter befindlichen Ausbau mit waagerechtem Boden ist den aerodynamischen Anforderungen einerseits und andererseits den Bedürfnissen einer bequemen Unterbringung von Personen, Lasten und Motorenanlagen weitgehend Rechnung getragen. Von dem unter dem Rumpf hängenden Ausbau hat der Pilot vollständig freie Sicht nach vorn und nach unten. Im Innern können Rumpf und Ausbau ineinander übergehen. Ferner kann die Längsachse des spindelförmigen Rumpfes in der Seitenansicht in ihrem vorderen Ende annähernd mit der Rotorachse zusammenfallen, aber nach hinten zu in einer sanften Krümmung stetig aufwärts gekrümmt sein. Dies hat den Vorteil, daß schon bei einer Krümmung mit verhältnismäßig großem Radius selbst bei sehr großem Rotordurchmesser ein genügender Abstand des Rotorumlaufkreises von der Erde gewährleistet ist und daß der zur Unterbringung von Fracht oder Motoren geeignete hintere Teil des Ausbaues oder des Rumpfes erheblich zunimmt. Die Unterbringung des Motors oder der Motoren kann infolge der neuartigen Vereinigung von Rumpf und Ausbau entweder in dem Rumpf oberhalb des Ausbaues in der Nähe des Rotors oder der Rotoren oder in dem hinteren Rumpfende hinter dem Ausbau

erfolgen. In der Nähe des oder der Rotoren wird man die Motorenanlage, insbesondere bei Verwendung luftgekühlter Motoren, anordnen. Der Raum im Rumpf über dem Ausbau kann in diesem Falle in günstiger Weise zur Unterbringung der Motorenanlage, Betriebsstofflagerung usw. verwendet werden. Bringt man die Motoren im hinteren Ende des Rumpfes unter, so hat das wiederum den to Vorteil, daß Führerraum, Fahrgast- oder Frachtraum und Motorenstand annähernd oder vollkommen in gleicher Höhe liegen und die Bedienungsmannschaft daher leicht von einem Raum in den anderen gelangen kann. Erforderliche Getriebe können nahe den Motoren oder nahe den Rotoren angeordnet sein. Wenn zwischen Motoren und Rotoren große Übersetzungen erforderlich sind, können in jeder Transmission mehrere Getriebe vorhanden sein, welche teils nahe den Motoren, teils nahe den Rotoren ihren Platz haben.

Für den Fall, daß aus aerodynamischen oder sonstigen Gründen der spindelförmige Rumpf so lang wind, daß sein hinteres Ende den Ausbau erheblich überragt, empfiehlt es sich, dieses Ende so^; auszuführen, daß es teleskopartig in das vordere Ende hineingezogen werden kann. Der technische Vorteil des so ausgebildeten Rumpfes besteht darin, daß der Rotor selbst bei sehr großem Durchmesser einen genügenden Abstand von der Erde hat und daß der Ausbau bei der Landung dem Erdboden hinreichend nahe kommt, um dem Wechsel von Fahrgästen und Last keine Schwierigkeiten zu bereiten.

Zum Ausgleich des Drehmoments des Rotors können in möglichst großen Entfernungen von der Symmetrieebene des Flugzeugs am Fahrwerk oder an den Schwimmern feste oder bewegliche oder feste und bewegliche Körper angeordnet sein, welche so geformt oder in ihrer Lage während des Fluges verstellt werden können, daß sie Luftkräfte erzeugen und auf diese Weise zum Ausgleich des Rotordrehmoments oder zu sonstigen stabilisierenden Zwecken dienen. Diese Körper können als Verkleidung von Flugzeug-■ teilen, welche dem Flugwind entzogen werden sollen, beispielsweise für die Räder des Fahrgestells, ausgebildet sein.

In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele dargestellt.

Abb. ι zeigt in der Seitenansicht ein Flugzeug mit Fahrgestell und Kabine. Abb. 2 zeigt das gleiche Flugzeug in der Ansicht von vorn. Der spindelförmige Rumpf 1 trägt an seinem vorderen Ende den Rotor 2, dessen - Drehachse gegen die Horizontale unter dem Winkel α geneigt ist. Die Längsachse des Rumpfes fällt nicht mit derjenigen des Rotors zusammen. Die Flügel des Rotors haben an ihren Enden in bekannter Weise Klappen 3. Werden diese Klappen so verstellt, daß beide nach der gleichen Seite aus der Umlaufebene des Rotors herausragen, so verändern sie die Hubkraft des ganzen Rotors. Werden sie hingegen nach verschiedenen Seiten aus der Umlaufebene des Rotors verstellt und wechselt ihre Stellung in bekannter Weise periodisch während eines jeden Umlaufs, so wird dadurch das Gleichgewicht des Flugzeugs beeinflußt. In unmittelbarer Nähe des Rotors befindet sich unter einer ringförmigen Verkleidung 4 der Antriebsmotor. Am hinteren Ende des Rumpfes befindet sich das Leitwerk, bestehend aus der Seitenflosse 5, dem Seitenruder 6, der Höhenflosse 7, deren Anstellwinkel während des Fluges verstellt werden kann, und dem Höhenruder 8. An der Unterseite des spindelförmigen Rumpfes 1 befindet sich ein Ausbau 9, welcher zur Aufnahme von Personen und Lasten dient. In der Seitenansicht bilden seine Begrenzungslinien zusammen mit der Rotorachse ein annähernd rechtwinkliges Dreieck, und sein Boden liegt beim Geradeausflug annähernd waagerecht. In Ebenen, welche der resultierenden Strömung aus Vorwärtsbewegung und "Rotorabstrom entsprechen, sind Rumpf nebst Ausbau aerodynamisch günstig gestaltet, go Diese Ebenen sind in Abb. 1 durch die punktierten Linien d_v d₂ und d_s angedeutet. Das Flugzeug hat für die Ruhestellung einen hinteren Sporn 10 und ein Fahrgestell mit Rädern 11. Diese Räder sind verkleidet. Sowohl die nicht beweglichen Radverkleidungen 12 als auch die stromlinienförmigen und um senkrechte Achsen drehbaren Körper 13 dienen dazu, durch ihre Form oder Einstellung Luftkräfte zu erzeugen, welche das Drehmoment des Rotors ausgleichen oder sonst stabilisierend wirken.

Abb. 3 zeigt im Längsschnitt ein Flugzeug nach vorliegender Erfindung, welches sich von dem in Abb. 1 und 2 dargestellten dadurch unterscheidet, daß der Antriebsmotor hinter dem zur Aufnahme von Personen und Lasten dienenden Ausbau angeordnet ist.. Der Rumpf 14 trägt an seinem vorderen Ende den Rotor 15, dessen Drehachse nicht mit der Längsachse des in seiner Grundform spindelförmigen Rumpfes zusammenfällt. Um eine möglichst große Entfernung des hinteren Leitwerks vom Rotor zu erreichen und um gleichzeitig zu vermeiden, daß die -Bauhöhe des Flugzeugs zu groß wird, ist die Längsachse des Rumpfes gegen die Drehachse des Rotors unter einem Winkel γ gestellt, und das hintere Ende des Rumpfes ist unter Vermeidung eines Knickes stetig nach oben gekrümmt. Die Flügel des Rotors 15 haben nahe ihren Enden Klappen 16, welche so bewegt werden

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können, daß sie nach verschiedenen Seiten aus der Umlaufebene des Rotors herausfallen. Sie können in an sich bekannter Weise ihre Stellung periodisch während eines jeden Umlaufs verändern und vergrößern oder verkleinern auf diese Weise die Hubkraf t eines jeden Flügels periodisch. Die mehr nach der Drehachse zu gelegenen Klappen 17 können so verstellt werden, daß sie nach der gleichen Seite aus der Umlaufebene des Rotors herausfallen. Ihre Verstellung bewirkt eine Veränderung der Hubkraft des ganzen Pro- " pellers. Sie ermöglichen also, dieLeistungsaufnahme des Rotors entsprechend der Vergrößerung oder Verkleinerung des Winkels α zu verändern. Unterhalb des Rumpfes 14 befindet sich ein Ausbau i8, welcher zur Aufnahme von Personen oder Lasten dient. Der Antrieb des Rotors geschieht durch einen Motor 19 über ein in der Nähe des Motors angebrachtes Getriebe 20, eine ausrückbare Kupplung 21 und eine Welle 22. Motor, Kupplung und Getriebe befinden sich in einem Maschinenraum, welcher in gleicher Höhe mit dem Fahrgastraum untergebracht ist. Das dargestellte Flugzeug hat Landungsräder.

Abb. 4 zeigt in perspektivischer Darstellung ein Flugzeug, welches sich von dem vorigen nur dadurch unterscheidet, daß es an Stelle der Landungsräder zwei Schwimmer 23 und an Stelle des einen Rotors zwei Rotoren 24 hat. Die Schwimmer sind in an sich bekannter Weise gegen den Rumpf und gegen die Lager der Rotoren abgestützt. Die Rotoren erfahren ihren Antrieb in der gleichen Weise wie nach Abb. 3 durch einen hinter dem Fahrgastraum angeordneten Motor, von welchem zunächst eine Welle zum vorderen Ende des Rumpfes führt. Von dort aus werden mittels Kegelradgetriebe die Wellen 25 und weiterhin abermals mittels Kegelradgetriebe die Rotoren 24 angetrieben. Da, wie man sieht, mehrere Getriebe erforderlich sind, so ist es möglich, die Übersetzung oder Untersetzung zwischen Motor und Rotoren auf verschiedene Stellen zu verteilen. Über den Schwimmern befinden sich die stromlinienförmigen und vom Führerraum aus durch beliebige Hilfsmittel, beispielsweise Stangen und Hebel, um senkrechte Achsen drehbare Körper 26, durch deren Form und Stellung die Stabilisierung des Flugzeugs bewirkt werden kann.

Abb. 5 zeigt in teilweisem Schnitt ein Flugzeug, dessen in der Hauptsache spindelförmiger Rumpf aus den beiden ineinander verschiebbaren Teilen 27 und 28 besteht. Der vordere Teil 27 trägt den Rotor 29, welcher von dem von einem Luftführungsring 30 umgebenen Motor angetrieben wird. Eine innere Federung, welche hier der Einfachheit halber durch. eine Spiralfeder 31 angedeutet ist, ist bestrebt, das hintere Rumpfende in der punktiert angedeuteten Stellung 28' zu halten. Voider Landung wird das Hinterteil aus seiner Lage 28' durch irgendein Hilfsmittel, beispielsweise durch ein Seil 32 mit Führungsrolle 33 und Winde 34, soweit wie möglich in das Vorderteil hineingezogen, so daß der Rumpf hinten nur noch so lang¹ ist, daß das Flugzeug auf dem Fahrgestell des Ausbaues landen kann.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Hubschrauber mit einem oder mehreren Rotoren, deren Drehachsen beim Flug auf waagerechter Bahn so geneigt sind, daß sie mit der Waagerechten einen nach vorn oben offenen spitzen Winkel bilden, dadurch gekennzeichnet, daß der in seiner Grundform spindelförmige Rumpf, dessen Längsachse in der Seitenansicht ganz oder annähernd mit der Drehachse der Rotoren zusammenfällt, an seiner Unterseite einen zur Aufnahme von Personen und Lasten dienenden Ausbau besitzt, dessen Boden beim Geradeausflug annähernd waagerecht liegt.

2. Hubschrauber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Längs- achse des Rumpfes am vorderen Ende in der Seitenansicht annähernd mit der Achse des Rotors oder der Rotoren zusammenfällt, sich aber gegen das hintere Ende zu stetig nach oben krümmt.

3. Hubschrauber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor oder die Motoren nebst Getrieben in der Nähe des Rotors oder der Rotoren oberhalb des zur Aufnahme von Personen und Lasten dienenden Ausbaues angeordnet sind.

4. Hubschrauber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor oder die Motoren nebst Getrieben hinter oder unter dem zur Aufnahme von Personen und Lasten dienenden Ausbau angeordnet sind.

5. Hubschrauber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor oder die Motoren hinter oder unter dem zur Aufnahme von Personen und Motoren dienenden Ausbau, das Getriebe oder die Getriebe aber nahe dem Rotor oder den Rotoren oder in mehrere Getriebe aufgeteilt teils nahe den Rotoren, teils nahe dem Motor oder den Motoren angeordnet sind.

6. Hubschrauber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rumpf aus zwei oder mehr teleskopartig ineinander verschiebbaren Teilen besteht, welche vor dem Start ganz oder teilweise

ineinandergeschoben sind und beim Abheben von der Startbahn selbsttätig oder willkürlich auseinandergezogen werden. 7. Hubschrauber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an möglichst weit von seiner Symmetrieebene entfernten Stellen des- Fahrwerkes oder der Schwimmer feste oder bewegliche oder feste und bewegliche Körper angebracht sind, durch deren Form oder Einstellung Luftkräfte erzeugt werden, welche das Drehmoment des Rotors ausgleichen und zu anderen stabilisierenden Aufgaben herangezogen werden können oder allein diesen dienen.

8. Hubschrauber nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Ausgleich des Drehmoments des Rotors und zu anderen stabilisierenden Aufgaben oder allein diesen dienenden, am Fahrwerk angebrachten Körper gleichzeitig als Verkleidung der Lauf räder dienen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen