NO137672B - Gressklipper med fremdriftsanordning - Google Patents

Abstract

ressklipper med fremdriftsanordning.

Description

Anordning ved fly.

Oppfinnelsen gjelder fly, og da nærmere bestemt de deler av et fly som omfat-

ter i det minste en flate som under flyets bevegelse gjennom atmosfæren har en aerodynamisk funksjon, som f. eks. flyets vin-

ger eller styreorgan.

Det nye og karakteristiske ved flydeler utformet ifølge oppfinnelsen er at i det minste en aerodynamisk virksom flate er forsynt med i det minste to utløpsåpninger,

som strekker seg i en retning stort sett perpendikulært på delens bevegelsesretning gjennom den omgivende atmosfære og at der finnes organ, eksempelvis i form av ved kompressorer eller lignende matede kanaler for tilførsel av medium til utløpsåp-ningene på en sådan måte at dette medium avgis fra utløpsåpningene i form av tepper, hvilke samvirker med flydelen for å avgrense et rom i be-røring med den aerodynamisk virksomme flate, hvorhos organ foreligger (f.

eks. mediumteppene 19, 22) for å danne og bibeholde en sådan pute av under trykk stående medium i det nevnte rom, at den aerodynamisk virksomme flates aerody-namiske egenskaper endres.

Oppfinnelsen vil forståes bedre av den etterfølgende beskrivelse av forskjellige ut-førelseseksempler i forbindelse med ved-føyede tegninger, hvor: Fig. 1 er et oppriss av et fly sett underifra.

Fig. 2 er et frontoppriss av flyet, vist

i fig. 1.

Fig. 3 er et sideoppriss av flyet vist

i fig. 1.

Fig. 4 er et horisontalt tverrsnitt gjennom en vinge for flyet, vist i fig. 1. Fig. 5 er et vertikalt tversnitt tatt

etter linjen A—A i fig. 4.

Fig. 6 er et vertikalt tverrsnitt tatt

etter linjen B—B i fig. 4.

Fig. 7 er et lignende tversnitt som det

vist i fig. 6, og viser anordningen av en ytterligere avløpsport. Fig. 8 er et skjematisk tverrsnitt av en vinge og viser gasstrømmens mønster når flyet er stasjonært.

Fig. 9 er et lignende tverrsnitt som det

i fig. 8 viste, og illustrerer gasstrømmens mønster når flyet beveger seg med moderat hastighet.

Fig. 10 er et lignende tverrsnitt som

det i fig. 8 viste, og illustrerer gasstrøm-mens mønster ved en høyere hastighet. Fig. 11 er et skjematisk tverrsnitt av en vinge og viser en alternativ form for oppfinnelsen.

Fig. 12 er et skjematisk planoppriss

sett underifra, og viser anvendelsen av oppfinnelsen for en ytterligere form for luftfartøy.

Fig. 13 er et vertikal-snitt langs en

korde gjennom et helikopterrotorblad.

Fig. 14 er et horisontalt tverrsnitt gjennom et ror ifølge oppfinnelsen, tatt etter linjen C—C i fig. 15, og

fig. 15 er et sideoppriss av roret ifølge

fig. 14.

Idet det nå skal vises til fig. 1 til 3, så vises der et vanlig fly 1, hvis underside av flykroppen 2 har en endeløs elliptisk forløpende avløpsport 3, som begrenser et stort sett Coronaformet areal under flykroppen. Hver av vingene 4 har også en endeløs langs omkretsen forløpende port 5, som er forbundet med avløpsporten 3. En ytterligere avløpsport 6 i bunnen av flyskroget 2 oppdeler arealet som begren-ses av porten 3 i to deler.

Motorene 7 for flyet er vanlige gass-turbiner og er anordnet for å la luftstrøm-men strømme ut og inn i kanalene 8, hvor-fra den går gjennom avløpsportene 3, 5, 6 og danner tepper som omslutter et rom under flyet.

Typiske eksempler på tilførsel av luft til kanalene for flyet er vist i fig. 1, 2 og 3 og ytterligere illustrert i fig. 4, 5 og 6.

Den innvendige motor 7a driver en stor kompressor 9 og luft avgrenses fra denne kompressor ved 10. En ventil 11 kan være anordnet for å lukke tilførsel av luft til kanalene 8 når den ikke er nødvendig slik som når motoren startes før flyet tar av. Den ytre motor 7b viser en alternativ fremgangsmåte for å tilføre luft til kanalene 8. En ytterligere kompressor 12 drives av motoren, idet en kobling 13 er anordnet om ønskelig for utkobling av den ytre kompressor. Den ytre kompressor 12 er forsynt med sitt eget inntak 14 i toppen av vingen.

I tillegg til motorene 7, kan ytterligere hjelpemotorer være anordnet i flykroppen 2, slik som antydet ved 16 i fig. 1 og 3 for å tilføre ytterligere luft til kanalene 8.

Rekkefølgen av fartøyets operasjoner er følgende: Når flyet som nettopp er beskrevet skal ta av, startes motoren 7, idet ventilen 11 er lukket og koblingen 13 er utkoblet. Ventilen 11 blir derpå åpnet og koblingen 13 innkoblet og luft tilføres kanalene 8. Hvor hjelpemotorer 16 er anordnet blir disse startet. Luft slynges ut gjennom avløps-portene 3, 5, 6 i form av tepper og omslutter et rom under flyet. Et trykk bygger seg raskt opp inne i dette rom og danner en pute 18 som løfter flyet og avbøyer luft-teppet rundt og utover som vist ved 19. På dette trinn er flyet understøttet klar av den flate over hvilken det skal ta av ved hjelp av puten 18 på en høyde som er avhengig av den effekt som er disponibel for motorene 7 for å drive kompressorene 9 og 12. Motorene blir derpå «speedet» opp og deres ekshauststråler driver flyet frem-over. Samtidig kan på grunn av den ytterligere gassstrømning som er disponibel fra den ønskede motorhastighet luftteppene som omslutter puten gi større høyde og denne høyde for flyet øker gradvis mens dette fremdeles er understøttet av puten. For å tilveiebringe en forbedret stabilitet for flyet kan et ytterligere luftteppe dannes av luft som strømmer ut fra en avløps-port utformet på undersiden av vingen og som forløper langs denne og er anbragt f. eks. halvveis mellom forkanten og den bakre kant av avløpsporten 5. En slik anordning er vist i fig. 7 som er en modifika-sjon av eksemplet ifølge fig. 6. En ytterligere avløpsport 20 forsynes med luft fra en kanal 21 som igjen tilføres luft via kanalene 22 fra kanalen 8. Teppet 23 strekker seg vertikalt nedover og deler seg nær overflaten, idet en del av luften strøm-mer forover og en del akterover.

Når flyets hastighet øker, blir den forreste del av teppet avbøyet akterover. På samme måte blir den nedre del av de andre tepper avbøyet og teppene vil eventuelt forne seg og danne en sammensatt pute som begynner ved vingens forreste kant, bøyes jevnt over en vinkel og fortsetter under en spiss vinkel med vingen, idet det forreste teppe forsterkes av de tepper som er dannet fra de midtre og bakre porter, men som opprinnelig ikke er blitt avbøyet over en spiss vinkel. Der dannes således i virkeligheten under hver vinge en kile av luft som har en øvre flate begrenset av vingens underside. Dette er skjematisk vist i fig. 8, 9 og 10 som er tverrsnitt i lik-het med fig. 7. Opprinnelig, som beskrevet ovenfor er flyet understøttet på en pute 18, utformet under vingen og flyskroget. Denne tilstand er vist i fig. 8, hvor puten 18 under vingen omsluttes av teppet 19 og opdeles av teppet 23. Ettersom flyet får større hastighet blir teppene avbøyet som beskrevet og en tilstand som vist i fig. 9 fåes. Toppvinkelen for kilen av luft som dannes under vingen vil være avhengig av flyets hastighet og ved en høyere hastighet fåes den tilstand som er vist i fig. 10. Luft-kilen under hver vinge glir over den atmo-sfæriske luft som flyet møter under flukten og gir løftekraft til flyet. På grunn av det forhold at vingene i seg selv har null innfallsvinkel blir medslepningskomponenten vesentlig redusert.

De vinkler, under hvilke avløpet fra portene 5 og 20 skjer kan varieres. I fig. 8-10 er avløpsporten 5 vist som utløp for luft innover mot midten av puten. Dette er en meget effektiv måte for dannelse av puten når flyet skal ta av eller lande, men under flukt kan det være ønskelig å variere vinkelen for utstrømningen avhengig av den hastighet som fartøyet har og andre parametre. Det kan således være ønskelig for den del av avløpsporten 5 som ligger langs forkanten å ha en vinkel nærmere vertikalen. Ved andre hastigheter kan det være meget efektivt å ha all luft strøm-mende ut fra portene 5 og 20 i retning akterover. En måte for å oppnå variasjon i utstrømningsvinklene er at avløpsportene har form av munnstykker som kan bringes til å variere utstrømningsvinklene.

I det fly som nettopp er beskrevet er vingene anordnet for når flyet er i hori-sontal flukt, å ha en aktuell innfallsvinkel på null, men til tross for dette er det mulig å oppnå løftekraft på grunn av det sam-mensatte teppe og den pute som inneslut-tes i dette utformet under vingen. Vingen har imidlertid i virkeligheten en innfallsvinkel som er lik spissvinkelen for den kileformede pute av luft under vingene. Denne spissvinkel kan bli uforandret ved å variere gasstrømmen av luftteppene slik at for enhver gitt hastighet vil den effektive vinkel varieres. Når gasstrømmene av tepper er konstant, vil når fartøyet tar av kilene eller puten av luft ha store spiss-vinkler slik at vingene har en stor effektiv innfallsvinkel. Ettersom hastigheten øker vil spissvinklene for kilene bli redusert, hvorved innfallsvinkelen for vingene blir mindre. Også hvor hver vinge har midler for å utforme mer enn to tepper, som vist i fig. 8, 9 og 10 er det mulig å kontrollere det effektive trykksentrum for hver vinge ved relativ endring av massestrømningene for teppene.

Luftputen som dannes under flykroppen kan normalt sløyfes så snart fartøyet har lettet fra underlaget. Av denne grunn kan organ 25, slik som klaffer være anordnet. Alternativt kan hovedmotorer 7 være anordnet for å mate luft til kanalen 8 i vingene, mens hjelpemotorer i flykroppen leverer luft til de kanaler 8 som ligger i flykroppen, idet kanalene er helt adskilte.

Fig. 11 viser en alternativ form for vinge for et fly. I denne forbindelse er av-løpsporten 5 utformet langs den første kant av vingen og inngår i vingens krum-ning som vist i fig. 1, mens der for den bakre kant av vingen dannes et luftteppe fra en avløpsport utformet i den bakre kant av en hul klaff 30, dreibart festet til vingens bakkant. Klaffen er dreibar slik at den kan rettes nedover og innover når puten 18 skal dannes og flyet er stasjonært, men kan svinges slik at det fåes en bakover

gående trykkomponent når flyet er under flukt.

Fig. 12 viser skjematisk anvendelsen av oppfinnelsen på et fly med deltavinge. I denne form for fly dannes den kileformede pute normalt over hele undersidearealet for flyet, idet det er begrenset av et teppe som strømmer ut fra porten 32. Puten kan oppdeles av ytterligere tepper utformet av ytterligere avløpsporter 33.

I tillegg til normale fly som beskrevet ovenfor og delta-vingeflyet som vist i fig. 12 kan oppfinnelsen lett anvendes for et fartøy av den såkalte flyvende vingetype, i hvilken så a si hele flyet har form av en vinge med liten eller ingen flykropp som sådan. Oppfinnelsen kan også anvendes for andre former for fly og andre fartøy som gjør bruk av aerodynamisk løftekraft hva enten de er sirkulære, ovale eller har annen form sett i plan.

Oppfinnelsen kan også anvendes for roterende vinger eller blader for helikop-tere. Et tversnitt av et typisk rotorblad vil være stort sett som vist i fig. 13. Bladet 40 er hult og luft tilføres fra en motor montert i hellikopterskroget. Ribber 41 er anordnet for å stive bladet, idet de er forsynt med huller som samtidig tillater fri luftstrømning. Luften strømmer ut fra en avløpsport utformet rundt bladets omkrets i dettes underside. Ved passende syklisk variasjon av luftstrømningen kan i det minste noe av de sykliske strømningsvaria-sjoner for bladet som normalt er nødven-dig når de roterer sløyfes. Helikopteret kan enten til å begynne med være under-støttet klar av marken ved hjelp av en luftpute utformet under flyskroget, eller, hva som er det mest hensiktsmessige, helikopteret kan hvile på marken, idet rotoren roterer gunstig nok til å frembringe til-strekkelig løftekraft.

Fig. 14 og 15 viser oppfinnelsen an-vendt for en styreflate, for et fly, i dette tilfelle et ror. Roret 45 er hult og oppdelt vertikalt av en skillevegg 46, som strekker seg fra den forreste til den bakerste kant og oppdeler roret i to seksjoner 47 og 48. En avløpsport 49 er anordnet på hver side av roret nær dettes omkrets. Luft tilføres fra en passende kilde gjennom en kanal 50 som er oppdelt i to kanaler 51 og 52 der til-fører luft til seksjonene 47 og 48. Hengslede klaffer 53 og 54 regulerer luftstrømmen til kanalene 51 og 52. Under drift, når ror-virkning er ønskelig, er den ene eller annen av klaffene 54 og 55 åpen ved hjelp av leddforbindelse 55 og 56 og luft passerer til den ønskede seksjon av roret og strømmer ut fra tilførselsporten. Påvirkning av klaffen 53 tillater således luften å komme inn

i styrbordsseksjonen 47. En kileformet pute

dannes som bevirker at roret får et trykk

mot babord slik at flyet dreier seg mot styr-bord. Variasjon av massestrømningen av

luftteppe tilveiebragt ved den luft som

strømmer ut fra avløpsporten ved å variere

graden av åpningen av klaffene 52 og 53

vil variere den oppnådde roreffekt.

Selv om de tepper som er beskrevet i

eksemplene har vært dannet av luft tilført

fra kompressorene eller lignende drevet av

hoved- eller hjelpemotorene er det mulig

å anordne det slik at ekshaustgass fra motorene tilføres kanalene for tilførsel til

porten. I disse tilfeller vil luften også i sin

alminnelighet bli tilført. Det vil selvsagt

være nødvendig å tilveiebringe noen andre

midler for fremdrift, hvor f. eks. ekshaust-gasser fra motorene 7 i fig. 4, 5 og 6 til-føres kanalene 8.

Med slike fartøyer som ovenfor beskrevet er der en betydelig besparelse av den

nødvendige effekt som er nødvendig for å

ta av sammenlignet med tidligere foreslåtte

fly som kan ta av vertikalt og fordelen

oppnåes ved at der fåes en karakteristisk

økning i løftekraft som avtar i høyde for

høyder av den størrelsesorden som ligger

i halvparten av bredden av puten eller

mindre, hvilket resulterer i at flyet kan

ta av og lande direkte.

Det vil forståes at flyet ifølge oppfinnelsen ikke behøver noe vanlig understell,

hvilket resulterer i stor vektsbesparelse.

Et slikt understell kan imidlertid være anordnet om det er ønskelig. Alternativt kan

andre midler for å gjøre fartøyet mobilt

være anordnet slik som flere små hjul for

anvendelse på en runway eller andre plane

veier.

Claims (7)

1. Flydel omfattende i det minste en

flate med aerodynamisk funksjon ved flyets bevegelse gjennom den omgivende atmosfære, eksempelvis en vinge eller et styreorgan, karakterisert ved at i det minste en aerodynamisk virksom flate er forsynt med i det minste to utløpsåpninger (3, 5, 6, 20; 32, 33; 42, 49), som strekker seg i en retning stort sett perpendikulært på delens bevegelsesretning gjennom den omgivende atmosfære og at der finnes organ (8, 9, 12, 21, 50), eksempelvis i form av ved kompressorer eller lignende matede kanaler for tilførsel av medium til ut- løpsåpningene på en sådan måte at dette medium avgis fra utløpsåpningene i form av tepper (19, 22), hvilke samvirker med flydelen for å avgrense et rom (18) i be-røring med den aerodynamisk virksomme flate, hvorhos organ foreligger (f. eks. rae-diumteppene 19, 22) for å danne og bibeholde en sådan pute av under trykk stående medium i det nevnte rom, at den aerodynamisk virksomme flates aearody-namiske egenskaper endres.

2. Flydel som angitt i påstand 1, karakterisert ved at mediumteppene er utformet for å tilveiebringe og opprett-holde en pute av under trykk stående medium i rommet (18).

3. Flydel som angitt i påstand 1 eller 2, bestående av en vinge eller et avsnitt av en vinge, karakterisert ved at en første av utløpsåpningene (5) er anordnet i vingens underside inntil og stort sett parallell med vingens forkant og at en annen av utløpsåpningene (5) er anordnet i vingens underside inntil og stort sett parallell med den bakre kant,med det for dannelse av mediumteppene og den under trykk stående pute anvendte medium bestående av en gass, fortrinnsvis luft.

4. Flydel som angitt i påstand 3, karakterisert ved at en ytterligere ut-løpsåpning (20) er anordnet i vingens underside mellom den første (5) og den andre (5) av utløpsåpningene og stort sett parallell med disse, med det av den ytterligere utløpsåpningen (20) avgitte medi-umteppe (23) utført for å oppdele rommet (18).

5. Flydel som angitt i påstand 1 eller 2, hvor delen er et styreorgan, karakterisert ved at hver av styreorganets aerodynamisk virksomme flater er forsynt med utløpsåpninger (49), og organ (50, 51, 52, 53, 54) for å tilføre medium til utløps-åpningene for å danne tepper som avgren-ser et rom i berøring med den aerodynamisk virksomme flate og organ for å danne den av under trykk stående pute i rommet.

6. Flydel som angitt i noen av de fore-gående påstander, karakterisert ved at det til utløpsåpningene tilførte medium utgjøres av en blanding av luft og avgasser fra motorer.

7. Flydel som angitt i noen av de fore-gående påstander, karakterisert ved at organ er anordnet fbr å variere utstrøm-ningsvinkelen for mediet ved i det minste en del av en utløpsåpning.