DE102007022829B4

DE102007022829B4 - Flugkörper

Info

Publication number: DE102007022829B4
Application number: DE200710022829
Authority: DE
Inventors: Heinrich Knuth
Original assignee: Individual
Current assignee: Klein Diana 67454 Hassloch De; Klein Diana De
Priority date: 2007-05-15
Filing date: 2007-05-15
Publication date: 2009-07-16
Anticipated expiration: 2027-05-16
Also published as: DE102007022829A1

Abstract

Flugkörper, umfassend
– einen Rumpf (1),
– eine Pilotenkabine (2),
– einen Tragflügel (3),
– ein Höhenleitwerk (4),
– ein Seitenleitwerk (5),
– ein Hauptfahrwerk (6),
– ein Bugfahrwerk (10)
– und eine Vortriebseinrichtung (7) mit Verbrennungsmotor,
– der Tragflügel (3) ist
– mittels Drehkranz (8) am Rumpf (1) angelenkt
– und mittels Antrieb um 90° von quer bis parallel zur Längsachse (0) des Rumpfs (1) schwenkbar,
– die Oberseite des Tragflügels (3) ist in alle Richtungen konvex gewölbt, gekennzeichnet durch die Merkmale:
– unter dem Rumpf (1) befindet sich ein Boden (9), der auch als Tragfläche wirkt,
– die Bodentragfläche (9) überragt seitlich den Rumpf (1), und
– die Vortriebseinrichtung (7) befindet sich zwischen Bodentragfläche (9) und Tragfläche (3),
– die Vortriebseinrichtung (7) ist ein Propellerantrieb,
– das Höhenleitwerk (4) befindet sich...

Description

Die Erfindung betrifft Flugkörper gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE 19 47 500 A ist ein schwenkbarer Tragflügel für Flugkörper bekannt. Mit diesem schwenkbaren Tragflügel ausgerüstete Flugkörper können bei niedrigen Geschwindigkeiten starten und landen, weil der während diesen Situationen quer zur Längsachse des Flugkörpers gedrehte Tragflügel einen großen Auftrieb erzeugt. Sobald der Flugkörper seine Reisegeschwindigkeit erreicht hat, wird der Tragflügel in die Längsachse gedreht, worauf der Luftwiderstand stark zurückgeht. Das hat zur Folge, dass bei großer Leistung der Antriebsmotoren eine hohe Reisegeschwindigkeit oder eine niedrige Reisegeschwindigkeit mit deutlich reduzierter Motorleistung aufrecht erhalten werden kann.
Aus der DE 24 26 061 A1 ist ein Flugzeug bekannt, das zwei Haupttragflächen aufweist, die erste über dem Rumpf, die zweite unter dem Rumpf. Beide Haupttragflächen werden gegenläufig synchron verschwenkt, wobei der Schwenkwinkel auf ca. plus/minus 30° beschränkt ist. Des Weiteren besitzt dieses Flugzeug zwei Turbotriebwerke am Heck des Flugzeugrumpfs, die frei in der Luft stehen.
Zudem ist in der US 3 155 344 A ein Überschallflugzeug beschrieben, das eine Haupttragfläche aufweist, die von einer Stellung für den Unterschallflug durch Schwenken um 90° in eine Stellung für den Überschallflug bewegt werden kann. Zusätzlich besitzt dieses Flugzeug vor der schwenkbaren Haupttragfläche an der Flugzeugnase sogenannte Entenflügel und hinter dem Flugzeugschwerpunkt auch noch dreieckförmige Überschalltragflächen, die mit Lande-, Nasenklappen und Querrudern ausgerüstet sind.
Schließlich offenbart die US 5 615 847 A einen im wesentlichen zylindrischen Flugkörper, der von einem U-Boot aus gestartet wird. Der Flugkörper besitzt Rotorblätter, die nach Austritt des Flugkörpers aus dem Wasser selbsttätig in Betriebsposition schwenken. Der Vortrieb wird über einen Druckpropeller am Ende des Flugkörpers erzeugt.
Allerdings konnten diese teilweise schon vor 40 Jahren offenbarten Flugsysteme sich in der Praxis bisher nicht durchsetzen. Durchgesetzt haben sich dagegen sogenannte Schwenkflügel, die spiegelsymmetrisch zur Längsachse des Flugkörpers angeordnet sind und gleichzeitig geschwenkt werden. Deren Nachteil besteht im Wesentlichen darin, dass zwei Schwenkvorrichtungen benötigt werden, je eine für jeden Tragflügel. Des weiteren benötigen diese beiden Schwenkvorrichtungen einen nicht unerheblichen Platz im Bereich des Rumpfes, so dass sich diese Art der Konstruktion bei Passagier- und Frachtflugzeugen nicht durchsetzen konnte.
Während des Schwenkens des Tragflügels von der Quer- in die Längsposition und zurück entstehen unsymmetrische Auftriebskräfte. Um diese Ungleichheiten zu reduzieren, wird in der eingangs zitierten Schrift vorgeschlagen, dass sich das Tragflügelprofil von der zentralen Schwenkachse aus nach allen Seiten hin gleichmäßig verjüngen soll. Durch diese Abweichung vom idealen Tragflügelprofil geht jedoch Auftrieb verloren.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Flugkörper dahingehend weiter zu entwickeln, dass er im Flugbetrieb eine höhere Effizienz besitzt als herkömmliche Flugkörper.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Flugkörper mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Die Erfindung löst das Problem des Auftriebs durch die Verwendung einer weiteren Tragfläche, die jedoch unter dem Rumpf als seitlich verbreiterter Boden ausgebildet ist. Diese Bodentragfläche wird nicht verstellt oder geschwenkt und kann daher mit einem optimalen Tragflächenprofil hergestellt werden. Dadurch reduziert diese zusätzliche Tragfläche die Ungleichheiten des Auftriebs während des Schwenkens des Haupttragflügels.
Als weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Konstruktion ist anzuführen, dass die zusätzliche Bodentragfläche die Vortriebseinheit beim Starten und Landen gegen Beschädigungen, beispielsweise Steinschlag beim Landen auf Graspisten, schützt. Des weiteren reduziert die erfindungsgemäße Bodentragfläche während des Flugs die Abstrahlung des von der Vortriebseinheit erzeugten Lärms nach unten in Richtung Erde.
Der erfindungsgemäße Flugkörper erlaubt hohe Fluggeschwindigkeiten bei geringem Luftwiderstand und geringem Verbrauch und sichere Starts und Landungen auch auf kurzen Pisten. Mit eingeschwenktem Tragflügel lässt sich der Flugkörper platzsparend parken.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung besteht die Möglichkeit, den Antrieb für den Drehkranz nicht nur mittels Motor sondern auch von Hand betätigbar zu machen. Dies gibt eine erhöhte Sicherheit für den Fall, dass der Motor ausfällt, gibt aber auch die Möglichkeit, besonders preiswerte Fluggeräte herzustellen.
Zur weiteren Verkürzung des Startvorgangs ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ein höhenverstellbares Bugrad vorgesehen. Dank dieser Konstruktion kann der Pilot die Nase des Flugkörpers so anheben, dass der Auftrieb gleich beim Start beginnt.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung besitzen die Räder am Hauptfahrwerk und/oder am Bugfahrwerk Speichen mit V- oder U-förmigem Querschnitt. Dadurch werden die Räder durch den Fahrtwind in Drehung versetzt, sobald der Pilot vor dem Landen die Fahrwerke ausfährt, und der Reifenabrieb beim Aufsetzen entfällt.
Die Räder können mit Felgenbremsen gebremst werden. Bremsklötze entfallen. Die Landestrecke wird verkürzt.
Als Vortriebseinrichtung kommen entweder Turbo-Prop-Antriebe oder auch mittels Ottomotor angetriebene Propeller in Betracht, insbesondere ein achtblättriger Schubpropeller. Diese Antriebe sind gegenüber Düsenjets ökologischer und ökonomischer.
Anhand der Zeichnung soll die Erfindung in Form eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Es zeigen jeweils rein schematisch
1 eine Draufsicht auf einen Flugkörper mit einem Tragflügel, der quer zur Längsachse des Flugkörpers gerichtet ist,
2 eine Ansicht der Rückseite des Flugkörpers der 1.
3 den Flugkörper der 1 während des Schwenkens des Tragflügels,
4 den Flugkörper der 1 und 3 mit in Längsrichtung des Flugkörpers geschwenktem Tragflügel und
5 eine Ansicht der Rückseite des Flugkörpers der 4.
Die 1 bis 5 zeigen rein schematisch verschiedene Ansichten eines Flugkörpers, umfassend einen Rumpf 1, eine Pilotenkabine 2, einen einheitlichen Tragflügel 3, ein Höhenleitwerk 4, ein Seitenleitwerk 5, ein Hauptfahrwerk 6, ein Bugfahrwerk 10 und zwei Vortriebseinrichtungen 7 mit Verbrennungsmotor. Der Tragflügel 3 ist mittels Drehkranz 8 auf dem Rumpf 1 schwenkbar befestigt und kann mittels eines Antriebs um 90° von quer bis parallel zur Längsachse 0 des Rumpfes 1 geschwenkt werden.
Die 1 und 2 zeigen den Flugkörper mit quer zur Längsachse 0 geschwenktem Tragflügel 3. In dieser Position erzeugt der Tragflügel 3 auch bei geringen Geschwindigkeiten, wie sie beim Starten und Landen auftreten, große Auftriebskräfte.
Wie insbesondere 2 erkennen lässt, befindet sich unterhalb des Rumpfes 1 ein zusätzlicher Boden 9, der den Rumpf 1 beidseitig überragt. Dieser Boden 9 dient als zusätzliche Tragfläche und kann eine entsprechende Profilierung (nicht dargestellt) erhalten. Am Ende des Bodens 9 sind zwei Höhenleitwerke 4 angelenkt.
Außerdem trägt der Boden 9 rechts und links des Rumpfes 1 je eine Vortriebseinrichtung 7, beispielsweise motorgetriebene Propellerantriebe oder auch Turbo-Prop-Antriebe.
Das Hauptfahrwerk 6 und das Bugfahrwerk 10 sind unterhalb des Rumpfes 1 und des zusätzlichen Bodens 9 angebracht. Das Bugfahrwerk 10 besitzt einen eigenen Antrieb und ist nicht nur lenkbar, sondern auch höhenverstellbar, um beim Starten die Nase des Flugkörpers anheben zu können.
3 zeigt den Flugkörper während des Schwenkens des Tragflügels 3 aus der Startposition in die Flugposition. Der Schwenkflügel 3 wird durch einen Drehkranz 8 mittels Schneckengetriebe geschwenkt. Notfalls kann dieses auch von Hand mit einer Handkurbel betrieben werden.
Die 4 und 5 zeigen den Flugkörper in der Flugposition. Der Tragflügel 3 ist in Längsrichtung des Rumpfes 1 geschwenkt, die Fahrwerke 6, 10 sind eingezogen. Der Auftrieb wird von dem Tragflügel 3 und dem Boden 9 erzeugt. Der Luftwiderstand ist bei dieser Position des Tragflügels 3 minimal, so dass auch mit geringen Antriebsleistungen der Vortriebseinheiten 7 hohe Reisegeschwindigkeiten erreicht werden können.

Claims

Flugkörper, umfassend – einen Rumpf (1), – eine Pilotenkabine (2), – einen Tragflügel (3), – ein Höhenleitwerk (4), – ein Seitenleitwerk (5), – ein Hauptfahrwerk (6), – ein Bugfahrwerk (10) – und eine Vortriebseinrichtung (7) mit Verbrennungsmotor, – der Tragflügel (3) ist – mittels Drehkranz (8) am Rumpf (1) angelenkt – und mittels Antrieb um 90° von quer bis parallel zur Längsachse (0) des Rumpfs (1) schwenkbar, – die Oberseite des Tragflügels (3) ist in alle Richtungen konvex gewölbt, gekennzeichnet durch die Merkmale: – unter dem Rumpf (1) befindet sich ein Boden (9), der auch als Tragfläche wirkt, – die Bodentragfläche (9) überragt seitlich den Rumpf (1), und – die Vortriebseinrichtung (7) befindet sich zwischen Bodentragfläche (9) und Tragfläche (3), – die Vortriebseinrichtung (7) ist ein Propellerantrieb, – das Höhenleitwerk (4) befindet sich in der Verlängerung der Bodentragfläche (9).
Flugkörper nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch das Merkmal: – der Propeller ist ein achtblättriger Schubpropeller.
Flugkörper nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch das Merkmal: – es ist ein elektrisch angetriebenes, lenkbares und höhenverstellbares Bugrad (10) vorgesehen.
Flugkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch das Merkmal: – die Räder am Hauptfahrwerk (6) und/oder am Bugfahrwerk (10) besitzen Speichen mit V- oder U-förmigem Querschnitt.
Flugkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch das Merkmal: – die Räder sind mit Felgenbremsen ausgerüstet.
Flugkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch das Merkmal: – der Antrieb für den Drehkranz (8) ist auch von Hand zu betätigen.