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DE10065385A1 - Luftschiff mit Propellerantrieb im Bug und im Heck - Google Patents

Luftschiff mit Propellerantrieb im Bug und im Heck

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DE10065385A1
DE10065385A1 DE2000165385 DE10065385A DE10065385A1 DE 10065385 A1 DE10065385 A1 DE 10065385A1 DE 2000165385 DE2000165385 DE 2000165385 DE 10065385 A DE10065385 A DE 10065385A DE 10065385 A1 DE10065385 A1 DE 10065385A1
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airship
propeller
axis
thrust
bow
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DE2000165385
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Wolfgang Brix
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    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C27/00Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
    • B64C27/52Tilting of rotor bodily relative to fuselage
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64BLIGHTER-THAN AIR AIRCRAFT
    • B64B1/00Lighter-than-air aircraft
    • B64B1/06Rigid airships; Semi-rigid airships
    • B64B1/24Arrangement of propulsion plant
    • B64B1/30Arrangement of propellers
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    • B64B1/30Arrangement of propellers
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Landscapes

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Luftschiff (4) mit Propellerantrieb (1) im Bug (2) und im Heck (3), wobei die Propellerdrehachsen im normalen Gradeausflug mit der Drehachse (6-6) des Luftschiffskörpers übereinstimmen und zum Zwecke der Steuerung im Fluge und vor allem bei Start und Landung um einen Drehpunkt (7) voll verschwenkt werden können. Ein derartiges Luftschiff erreicht mit zwei Propellern und je zwei Gasgeneratoren eine bislang unerreichte Manövrierfähigkeit, die sogar bei Ausfall eines Gasgenerators noch größer ist als bei allen bekannten Luftschiffkonfigurationen. DOLLAR A Diese Manövrierkräfte erlauben dann unter anderem: DOLLAR A È absoluten Verzicht auf ein Leitwerk DOLLAR A È absoluten Verzicht auf Ballast oder Gasablassen DOLLAR A È einen Start mit erheblichem Übergewicht DOLLAR A È eine Landung mit erheblichem Untergewicht DOLLAR A È seitliches Versetzen, Drehen, vorwärtssetzen, Rückwärtssetzen des Schiffes DOLLAR A È eine Nutzlast abzusetzen, ohne Ausgleichsballast aufzunehmen DOLLAR A È absoluten Verzicht auf jedwedes Bodenpersonal DOLLAR A È ohne Bodenunterstützung an jedem unvorbereiteten Punkt der Welt zu landen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Luftschiff mit Propellerantrieb im Bug und im Heck, wobei die Propellerdrehachsen im normalen Geradeausflug mit der Drehachse des annähernd rotations­ symmetrischen Luftschiffskörpers übereinstimmen und zum Zwecke der Steuerung im Fluge und vor allem bei Start und Landung um einen Drehpunkt voll verschwenkt werden können. Ein derartiges Luftschiff bedarf keines Leitwerkes mehr und erreicht mit zwei Propellern und je zwei Gasgeneratoren eine bislang unerreichte Manövrierfähigkeit, die sogar bei Ausfall eines Gasgenera­ tors noch größer ist als bei allen bekannten Luftschiffkonfigurationen.
Alle Luftschiffe, die ihren Auftrieb durch ein Traggas leichter als Luft erzielen, müssen mehrere daraus resultierende Probleme lösen. Zum ersten ist der Auftrieb des Traggases innerhalb sehr enger Grenzen, die vor allem durch Temperatur und Druck des Traggases und der Umgebung bestimmt werden, konstant und kann daher größere Änderungen des Fluggewichtes nicht ausgleichen. Das Gewicht des Kraftstoffes, der am Anfang des Fluges im Luftschiff vorhanden und von diesem getragen wird, ist am Ende des Fluges verbraucht worden und das Luftschiff um diesen Betrag leichter geworden. Ohne Gegenmaßnahmen würde das Luftschiff in beträchtliche Höhen steigen und dort verbleiben, ohne also wieder landen zu können. Als Gegenmaßnahmen wurde bei den klassischen Luftschiffen eine äquivalente Menge des Traggases abgelassen, was im Falle von Wasserstoff ein erträglicher Kostenfaktor war (das Gas mußte natürlich für den nächsten Start wiederaufgefüllt werden), im Falle von Helium jedoch (bei den damaligen Preisen) so untragbar war, daß auch geplante Heliumschiffe zu einem Teil mit Wasserstoff gefüllt werden sollten, um dieses billige Traggas zum Ablassen verwenden zu können.
Als zweite Möglichkeit, den Kraftstoffgewichtsverlust auszugleichen, erwies sich die Rückge­ winnung von Wasser aus den Abgasen der Motoren, die im LZ 130 sogar getestet wurde und einsatzfähig war, allerdings zu einem Mehrgewicht von 5 t pro Schiff führte und im operationellen Einsatz zu weiteren Problemen der regelmäßigen Verunreinigung der Wärmetauscher geführt hätte. Die Anwendung bei Gasturbinen dürfte wegen der wesentlich höheren Abgastemperaturen zu wesentlich höheren Gewichten führen.
Als letzte und zugleich unsicherste Methode zur Gewinnung von Zusatzgewicht während des Fluges erweist sich die Regenwassergewinnung, die natürlich bei Schönwetterflügen völlig versagt. Eine Verminderung des statischen Auftriebes des Traggases war also nur durch Abgabe des Traggases möglich, eine Erhöhung des Auftriebes war hingegen völlig unmöglich. Wenn das Gewicht des Luftschiffes zunahm (durch Temperaturänderung, durch Regen oder durch Abwinde), konnte die Flughöhe nur gehalten werden durch Gewichtsreduktion in Form von Ballastabgabe. Zu diesem Zwecke führte das Luftschiff Wasserballast in entsprechenden Tanks mit sich (gewichtsmäßig in der gleichen Größenordnung wie die zahlende Nutzlast), der für Manöverzwecke in beliebigen Portionen abgelassen werden konnte.
Die voluminöse Form des Luftschiffes ergab dann bei Start und Landung in Kombination mit den bei niedrigen Geschwindigkeiten immer weniger wirksamen Steuerflächen das große Problem der Manövrierfähigkeit. Verstellpropeller waren vor dem 2. Weltkrieg unbekannt, zur Erzielung von Rückwärtsschub mußten die Motoren im Stillstand umgeschaltet werden, ein Vorgang, der für sekundenschnelles Reagieren einfach zu langsam war. Bei der Landung mußte das Schiff gegen den Wind anfliegen und dann mit Hilfe von Hunderten von Helfern an ausgeworfenen Seilen zum Boden und dann in den Schutz einer Halle verbracht werden.
Alle beschriebenen Probleme lassen sich auf eine einfache Formel bringen: Luftschiffe der klassischen Bauart kennen nur einen statischen, aber nur sehr bedingt dynamischen Auftrieb. Mit echtem dynamischen Auftrieb oder allgemeiner ausgedrückt mit dynamischen, steuerbaren Kräften in beliebiger Richtung aber lassen sich alle Probleme lösen.
Ansätze dazu gibt es einige: zum ersten wußte jeder Luftschiffkapitän, daß sein Schiff bei positiver Anstellung und entsprechender Fahrt einen geringfügigen, dynamischen Auftrieb erzeugen konnte, der für geringfügige Höhenkorrekturen ausreichend war, bei Start und Landung aber wegen fehlender Fahrt nicht verfügbar war.
Luftschiffkonzepte aus der Nachkriegszeit haben die Idee entdeckt, die Motoren oder zumindest die Propeller (zuweilen ummantelt) schwenkbar anzuordnen, um derart dynamische Kräfte zum Manövrieren zu erzielen. Der sehr begrenzte Durchmesser dieser Propeller, ihre Schwenkbarkeit nur um eine Achse und ihre Installation in großer Entfernung zur Schiffslängsachse (zumeist an der Unterseite des Schiffes oder an der Führergondel) führt immer noch zu recht mäßigen Manövrier­ kräften, vor allem bei Start und Landung.
Die Erfindung verwendet den Propellerantrieb mit dem höchsten Schub pro PS und dem höchsten Grad der Verstellbarkeit und installiert ihn direkt im Bug und im Heck eines Luftschiffes. Diese Propeller werden im technischen Sprachgebrauch Hubschrauberrotoren genannt.
Diese Installation soll anhand der Abbildungen näher erklärt werden: In Fig. 1 ist der Propeller (1) zu erkennen, der über einen Ausleger (5) am Bug (oder Heck) des Luftschiffs (4) installiert ist. Die Drehachse des Propellers ist beim normalen Geradeausflug (wie hier dargestellt) mit der Drehachse 6-6 des annähernd rotationssymmetrischen Luftschiffs identisch. Um den Drehpunkt (7) ist der Propeller allerdings voll schwenkbar um die Hochachse 8-8 und um die Querachse 9-9, auf daß zwischen der Drehachse des Propellers und der Drehachse des Luftschiffes bis zu 90° Abweichung auftreten können.
Bei konstantem Anstellwinkel β der Propellerblätter über dem Drehwinkel α (s. Fig. 2a) ergibt sich ein Propellerschub (S), dessen Vektor mit der Achse 6-6 übereinstimmt (s. Fig. 2b). Bei einer zyklischen Verteilung von β über α (s. Fig. 3a) liegt der Schubvektor um einen Abstand (a) neben der Propellerdrehachse, aber noch parallel zu ihr (s. Fig. 3b), so daß aus Propellerschub (S) und dem Hebelarm (a) ein Drehmoment (M) entsteht, das hier um die Hochachse 8-8 wirkt (M = S × a).
Wenn der Propeller im Drehpunkt (7) fest mit dem Ausleger verbunden ist, überträgt sich das Moment auf das Luftschiff. Wenn die feste Verbindung im Drehpunkt (7) aufgegeben wird, kann sich der Propeller in die Richtung, die sich aus Moment und Kreiselwirkung ergibt, bewegen und bedarf also zu seiner Drehrichtungsänderung keiner weiteren Betätigung. Der Hubschrauber­ rotor hat diese Funktionsfähigkeit hinreichend bewiesen.
Für die Installation eines derartigen Propellers ergeben sich im Prinzip zwei Möglichkeiten. In der Fig. 4 ist ein Luftschiff (4) mit ellipsoider Form dargestellt, das zur Mitte vorzugsweise symmetrisch ist, bei dem die Propeller (1) an Bug (2) und Heck (3) über Ausleger (5) installiert sind. Bei dieser Anordnung (Konfiguration A) können die Propellerdrehachsen vollständig in die senkrechte Richtung geschwenkt werden, ohne daß die Propellerspitzen das Luftschiff berühren (s. Fig. 7).
Wenn die Luftschiffkontur durch eine quadratische Gleichung beschrieben wird, ergeben sich an Bug und Heck Kegel mit einem bestimmten Öffnungswinkel. Bei dieser Konfiguration B kann 1der Ausleger kürzer gestaltet werden und im Extremfall kann der Drehpunkt (7) des Propellers in der Spitze eines Kegels liegen (s. Fig. 5), wobei dann der Ausleger vollständig wegfällt und die Propellerdrehachsen nicht mehr in die senkrechte Position gedreht werden können, sondern um den halben Kegelwinkel von der Senkrechten abweichen (s. Fig. 9).
Die ellipsoide Form des Luftschiffes aus Fig. 4 (dort mit Länge/Dicke = 4) kann über die gedrungene Form der Fig. 6 bis zur absoluten Kugel hin sich ändern, ohne daß die Installation der Propeller gemäß der Erfindung behindert wird.
Die Anordnung der Propeller in Fig. 7 zeigt eine typische Startposition, bei der beide Propeller jeweils Schub senkrecht nach oben erzeugen können. Voraussetzung hierzu ist, daß beide Propeller nach oben ziehen und daß die Schubkräfte am Bug und am Heck gleich groß sind.
Der gleiche Effekt läßt sich erzielen, wenn der Bugpropeller nach oben zieht und der Heckpro­ peller von unten her nach oben schiebt (s. Fig. 8).
Bei der Anordnung gemäß Fig. 7 allerdings ergeben sich bessere Manövriermöglichkeiten als bei Fig. 8. Bei einer Neigung des Bugpropellers in Fig. 7 nach vorn würde das Luftschiff nach vorn gezogen, wobei durch Erhöhung des Gesamtschubes der senkrecht nach oben wirkende Anteil konstant gehalten werden kann (wenn der Gesamtschub noch nicht das obere Limit erreicht hat). Genauso kann durch Neigung des Heckpropellers nach hinten das Luftschiff nach hinten gezogen werden.
In Fig. 8 kann zwar der Bugpropeller das gleiche wie in Fig. 7, wird aber der Heckpropeller aus der senkrechten Position heraus geneigt und schiebt weiterhin nach oben, wird das Luftschiff ebenfalls nach vorne geschoben: eine volle Manövrierfähigkeit nach vorne und nach hinten ist nicht mehr gegeben.
So empfiehlt sich die Anordung nach Fig. 7 für Starts mit Überlast, wenn voll manövriert werden muß, wohingegen die Anordnung nach Fig. 8 einen Überlaststart ergibt, der nur Zusatzschübe nach vorne erlaubt, was im Normalfall sicherlich ausreicht und nach dem Abheben nur erlaubt, nach vorne zu beschleunigen.
Wenn allerdings mit der Anordnung gemäß Fig. 7 gestartet wird, kann durch eine Transition in die Anordnung gemäß Fig. 8 übergegangen werden, um so durch Vorwärtsschwenken des ziehenden Bugpropellers und der schiebenden Heckpropellers die größtmögliche Beschleunigung in Fahrtrichtung zu erzielen. Bei dieser Transition werden beide Propeller in die Waagerechte geschwenkt und dann kehrt der Bugpropeller in die Position gemäß Fig. 7 zurück und der Heckpropeller schwenkt in die Position gemäß Fig. 8.
Wenn das Luftschiff mit Überlast gestartet ist, wird diese Transition in einer Höhe durchgeführt werden, wo der Höhenverlust durch den kurzzeitigen Wegfall des Aufwärtsschubes vernachlässigt werden kann. Bei der Landung, bei der die höchste Manövrierfähigkeit verlangt wird, wird es dann eine umgekehrte Transition geben und danach drücken beide Propeller das Luftschiff abwärts, wobei wiederum universelle Manövrierfähigkeit gegeben ist.
Zu Fig. 9 wurde schon erwähnt, daß die Propeller nicht vollständig in die Senkrechte gedreht werden können, sondern um den halben Kegelwinkel des Bugs/Hecks von der Senkrechten abweichen. Dadurch steht für den Aufwärtsschub nur ein Anteil zur Verfügung, der dem Kosinus des halben Kegelwinkels entspricht, z. B. 87 % bei einem Kegelwinkel von 60° bei einer Schiffsform von Länge/Dicke = 4. Wenn beide Propeller in diese Position gebracht werden (s. Fig. 9) addieren sich die Aufwärtsschübe, während die Schubkomponenten des Bugpropellers nach vorn und des Heckpropellers nach hinten sich aufheben. Das Schiff wird nach oben beschleunigt. Wenn gemäß Fig. 10 der Bugpropeller nach oben zieht und der Heckpropeller von unten schiebt, ergibt sich zusätzlich eine Kraft nach vorne. Analog zu der Beschreibung von Fig. 7 und 8 ergibt sich auch hier, daß die Manövrierfähigkeit bei der Anordnung gemäß Fig. 9 besser ist.
Wenn nun in den Fig. 8 oder 10 beide Propeller gleichzeitig ziehen oder schieben, ergibt sich ein Moment um die Schiffsquerachse von der Größenordnung S × L, wenn L die Länge des Schiffes zwischen den Drehpunkten (7) und S der Aufwärtsschub eines Propellers ist. Die Höhe des Momentes läßt sich durch die Verstellung der Anstellwinkel der Propellerblätter in wenigen Sekunden von einem Extremwert, z. B. bugaufwärts/heckabwärts zum anderen Extrem bugabwärts/heck­ aufwärts ändern. Das gleiche gilt für Seitenschübe und Momente um die Schiffshochachse.
Diese schnelle Verstellbarkeit verfügbarer, großer Momente und die große Massenträgheit des Schiffes machen ein konventionelles Leitwerk überflüssig, das Schiff wird mit den verstellbaren Propellern auf Kurs gehalten (sicherlich mit voller Computerunterstützung). Je kleiner die Geschwindigkeit des Luftschiffes, desto größer der Vorteil der Propellersteuerung gegenüber dem konventionellen und schweren Leitwerk.
Neben dem Wegfall des Leitwerks ergibt sich als zweiter, großer Vorteil die Fähigkeit mit nichtaus­ gewogenem Schiff zu starten, zu manövrieren, zu reisen und zu landen.
Dabei entsteht natürlich sofort das Problem eines Triebwerksausfalls. Wenn ein Luftschiff seinen Auftrieb ohne Triebwerkshilfe, also nur mit statischem Auftrieb erzielt, dann fliegt es weiter, auch wenn die Triebwerke ausfallen. Wenn aber ein Luftschiff einen Teil seines Auftriebs mit Hilfe von Propellern und Gasgeneratoren erzielt, muß sichergestellt werden, daß bei Ausfall eines Gasgenera­ tors das Schiff nicht abstürzt.
Anders als bei den zivilen Flugzeugen wird ein Generatorausfall hier wie folgt abgedeckt:
Der Normalfall sieht für jeden Propeller mindestens zwei Gasgeneratoren vor, die bei Start, Reiseflug und Landung mit 50% der Maximalleistung arbeiten. Bei Ausfall eines Gasgenerators wird der zweite daneben auf 100% Leistung hochgefahren und der Flug kann fortgesetzt werden.
Basierend auf dieser Philosophie wurde die Tabelle 1 ausgearbeitet. Sie zeigt für die zwei Konfigurationen A und B die erreichbaren Schübe in % bei Installation von je 2 Gasgeneratoren im Bug und im Heck, wenn ein Gasgenerator (mit dazugeschaltetem Propeller) 100% Schub erzielt.
Beim ausgewogenen Schiff ergeben 4 Gasgeneratoren, die ja keinen Aufwärtsschub erzeugen müssen, 400% Vorwärtsschub und 3 Gasgeneratoren ergeben 300%. Zum Manövrieren kann dann der volle Vorwärtsschub als Aufwärtsschub oder Seitwärtsschub benutzt werden, wobei dann die Vorwärtskomponente natürlich entsprechend abnimmt Für Konfiguration B steht wegen des Kegelwinkels nur ein kleinerer Betrag zur Verfügung (wie bereits erwähnt).
Bei den Momenten wird bei Ausfall eines Gasgenerators auf Symmetrie geachtet, die Schubkräfte an Bug und Heck müssen gleich sein, weil sich sonst zum Schiffsmittelpunkt eine Querkraft ergibt, die das Schiff zusätzlich und unbeabsichtigt seitlich versetzt.
Im Fall des unausgewogenen Luftschiffes werden die Verhältnisse etwas komplizierter. Ausgangspunkt der Überlegungen ist die Annahme, daß das Luftschiff beim Start ein Übergewicht besitzt, daß der statische Auftrieb kleiner ist als das Gewicht. Der zusätzliche Auftrieb wird als Aufwärtsschub der Propeller erzeugt, die in die Stellungen geschwenkt werden gemäß den Fig. 7 oder 8 für Konfiguration A oder Fig. 9 oder 10 für Konfiguration B. Dieser Aufwärtsschub beträgt für Konfiguration A: entweder 4 mal 50% = 200% oder 2 mal 50% plus 1 mal 100% = 200%, bleibt also konstant, auch wenn ein Gasgenerator ausfällt. Die Zahlen für Konfiguration B sind wegen des Kegelwinkels 13% kleiner.
Wenn alle 4 Gasgeneratoren operativ sind, können durch Schwenken der Propeller und durch Hochfahren der einzelnen Gasgeneratoren auf 100% erhebliche Zusatzschübe erzielt werden, wie die Tabelle 1 zeigt. Wenn aber an einem Ende des Luftschiffes ein Gasgenerator ausfällt, wird der zweite dort auf 100% gefahren und kann dann aber nur noch den Aufwärtsschub, der konstant bleiben muß, aufbringen. Ein zusätzlicher Aufwärtsschub oder Seitwärtsschub oder ein Moment sind dann nicht mehr möglich, aus Symmetriegründen fürs ganze Luftschiff.
Im Fall des Vorwärtsschubes ergeben sich folgende Verhältnisse: Wenn beide Propeller ziehen, kann nur der Bugpropeller durch Vorwärtsschwenken Vorwärtsschub erzeugen, der Heckpropeller kann nicht nach vorne schwenken. Fällt ein Heckgasgenerator aus, liefert der Heckpropeller nur noch Aufwärtsschub, der Vorwärtsschub des Bugpropellers aber bleibt auf alter Höhe. Fällt aber ein Buggasgenerator aus, kann der Bugpropeller nur noch Aufwärtsschub, aber keinen Vorwärtsschub mehr liefern.
Der Heckpropeller könnte durch Rückwärtsschwenken Rückwärtsschub liefern, da das Luftschiff symmetrisch ist, ist eine Fortsetzung des Fluges in rückwärtiger Richtung möglich, die Mission kann trotz Gasgeneratorausfall beendet werden.
Wenn der Bugpropeller zieht und der Heckpropeller schiebt ergeben sich etwas bessere Zahlen und der Flug kann in der alten Vorwärtsrichtung auch nach Ausfall eines Gasgenerators fortgesetzt werden.
Bei den Momenten steht aus Symmetriegründen nach Ausfall eines Gasgenerators kein Moment mehr zur Verfügung, das sich aus Querkräften mal Schiffslänge ergibt. Allerdings kann durch zyklische Blattverstellung an den Propellern immer noch ein Moment erzeugt werden, das bei vorsichtigster Abschätzung in der Größenordung eines Vorwärtsschubes mal dem halben Propellerradius liegen dürfte.
Zusammenfassend ergeben sich durch die Erfindung folgende Vorteile:
  • 1. Wie bei Hubschraubern gibt es keine geometrische Begrenzung für den Durch­ messer des Propellers/Rotors (er darf nur nicht größer werden als der Schiffsdurchmesser).
  • 2. Durch den größtmöglichen Durchmesser läßt sich dann der größtmögliche Schub pro Leistung erzielen (bis zu 10 lb/hp oder 4.5 kp/PS).
  • 3. Die Verstellbarkeit der einzelnen Propeller/Rotorblätter auf einem Umlauf macht es möglich, nicht nur die Größe des Schubes zu variieren, sondern auch seine Wirkrichtung (vorwärts oder rückwärts).
  • 4. Bei unterschiedlicher Verstellung des Blattanstellwinkels während eines Umlaufes wird obendrein noch ein Moment erzeugt, das um eine Achse senkrecht zur Propellerdrehachse wirkt.
  • 5. Durch Schwenken des Propellers um den Drehpunkt (7) läßt sich dann der Schubvektor eines Propellers auf universelle Weise variieren, so daß auch bei Fahrt 0 bislang nicht bekannte Kräfte und Momente in wenigen Sekunden zum Manövrieren zur Verfügung stehen.
  • 6. Diese Manövrierkräfte erlauben dann unter anderem:
    • - Absoluten Verzicht auf ein Leitwerk
    • - Absoluten Verzicht auf Ballast oder Gasablassen
    • - Einen Start mit erheblichem Übergewicht (die Propellerachsen zeigen himmelwärts)
    • - Eine Landung mit gleichem, erheblichem Untergewicht (die Propeller drücken das Schiff nach unten)
    • - Seitliches Versetzen des Schiffes
    • - Drehen des Schiffes
    • - Vorwärts- oder Rückwärtssetzen des Schiffes
    • - Beliebige Kombination aller Manövriermaßnahmen durch computergestützte Kombination aller möglichen Kräfte und Momente.
    • - Durch den Überlaststart und die Untergewichtslandung besteht die Möglichkeit, eine Nutzlast abzusetzen, ohne Ausgleichsballast aufzunehmen
    • - Durch die absolute Wendigkeit am Boden absoluter Verzicht auf jedwedes Bodenpersonal
    • - Dadurch die Freiheit, ohne Bodenunterstützung an jedem unvorbereiteten Punkt der Welt zu landen (unterhalb der Pralllufthöhe)
Tabelle 1
Erreichbare Schübe (in %) bei Installation von je 2 Gasgeneratoren im Bug und im Heck (ein Gasgenerator erzielt 100% Schub)

Claims (11)

1. Luftschiff (4), das seinen statischen Auftrieb durch ein Traggas leichter als Luft erzielt, von beliebiger Bauart der Innenkonstruktion (Starrluftschiff oder Hybridluftschiff oder Prallluftschiff) mit elliptischer oder kegelförmiger Form des Bugs (2) und des Hecks (3) in gleicher Weise, so daß das Luftschiff zur Ebene der größten Dicke in seiner Mitte bezüglich Bug und Heck symmetrisch geformt ist.
2. Luftschiff nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß sich weder am Bug noch am Heck ein Leitwerk befindet.
3. Luftschiff nach Anspruch 1+2, dadurch gekennzeichnet, daß am Bug und am Heck je ein Propeller (1) installiert ist, dessen Drehachse 6-6 im Normalfall des ungestörten Gerade­ ausfluges des Luftschiffes mit der Längsachse des Luftschiffkörpers übereinstimmt.
4. Luftschiff nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Propeller um einen Drehpunkt (7) geschwenkt werden kann um die Hochachse 8-8 und um die Querachse 9-9.
5. Luftschiff nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Propeller entweder mittels eines Auslegers in Form eines Zylinders oder eines Kegels mit dem Luftschiff verbunden ist oder aber direkt mit dem Drehpunkt (7) im Extrempunkt des Luftschiffs liegt.
6. Luftschiff nach Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Propeller mindestens 2, vorzugsweise 3-8 einzelne Propellerblätter besitzt, deren Anstellwinkel beliebig verstellt werden können, wobei jedes Propellerblatt pro Umlauf um die Propellerdrehachse entweder einen konstanten Anstellwinkel (kollektive Blattverstellung) oder aber einen variablen Anstellwinkel, der zwischen einem Maximalwert und einem Minimalwert schwankt (zyklische Blattverstellung), aufweist.
7. Luftschiff nach Anspruch 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Propeller durch kollektive Blattverstellung den Schub zwischen maximalem Vorwärtsschub und maximalem Rückwärtsschub variieren kann.
8. Luftschiff nach Anspruch 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Propeller durch zyklische Blattverstellung nicht nur den Schub zwischen maximalem Vorwärtsschub und maximalem Rückwärtsschub variieren kann, sondern auch noch Moment um eine Achse senkrecht zur Drehachse erzeugt, das entweder auf das Luftschiff übertragen wird, wenn die Verbindung im Drehpunkt (7) gefesselt wird oder aber in Kombination mit den Kreiselkräften eine Versteilung der Propellerdrehachse ohne weitere Hilfsmittel bewirkt, wenn der Drehpunkt (7) frei geschaltet wird.
9. Luftschiff nach Anspruch 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß es durch computergesteuerte Kombination der Propellerkräfte und Momente in folgender Weise manövriert werden kann:
  • - Vorwärts-oder rückwärts fahren oder beschleunigen
  • - Seitwärtsversetzen
  • - Auf/abwärtsfahren oder beschleunigen
  • - Drehen um den Schwerpunkt
10. Luftschiff nach Anspruch 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß es auch unausgewogen, bei erheblichem Unterschied zwischen Gewicht und statischem Auftrieb, fliegen kann.
11. Luftschiff nach Anspruch 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß es vorzugsweise mit 2 Gasgeneratoren pro Propeller ausgerüstet ist, die beim unausgewogenen Flug mit 50% der Maximalleistung laufen, so daß bei Ausfall eines Gasgenerators durch Hochfahren des zweiten Gasgenerators am selben Propeller auf 100% der Ausfall kompensiert wird und der Flug fortgesetzt werden kann.
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