DE112008004054T5

DE112008004054T5 - Aircraft for vertical takeoff and landing

Info

Publication number: DE112008004054T5
Application number: DE112008004054T
Authority: DE
Inventors: Vyacheslav Anatolyevich Pavlikov; Aleksandr Nikolaevich Polin
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-10-31
Filing date: 2008-10-31
Publication date: 2013-03-21
Also published as: WO2010050839A1

Abstract

Die Erfindung betrifft das Gebiet der Luftfahrt und insbesondere Luftfahrzeuge und ist zum Transport von Fracht und Passagieren, zum Besprühen von Gärten und Feldern, zum Schutz von Wäldern und Naturschutzgebieten sowie für die medizinische Nothilfe in schwer zugänglichen Regionen bestimmt. Das Luftfahrzeug zum vertikalen Starten und Landen umfasst einen aerodynamisch geformten Rumpf und mindestens eine in Form eines Ringes ausgeführte Tragfläche, die innerhalb und/oder außerhalb des Rumpfes angeordnet ist. Innerhalb des Rumpfes sind eine Schwungscheibe in Form einer hohlen Scheibe, das mit ferngesteuerten Ventilen ausgestattet ist, und ein Triebwerk, das aus mindestens einem Motor und aus mindestens einer Ventilatorvorrichtung oder einem Turbo-Ventilatormotor und einer Ejektorvorrichtung besteht, angeordnet. Das Steuerungssystem besteht aus Steuerrudern für Richtungssteuerung, Schubvektorsteuerung, Roll- und Nicksteuerung, welche in Form von Profilringen ausgeführt sind und symmetrisch zueinander und bezüglich der Achse des Rumpfes angeordnet sind. Es werden eine Vergrößerung des Auftriebs, eine Erhöhung der aerodynamischen Güte, der Flugsicherheit und der Manövrierbarkeit sowie eine Senkung des Treibstoffverbrauchs erreicht.The invention relates to the field of aviation and in particular aircraft and is intended for the transport of cargo and passengers, for spraying gardens and fields, for the protection of forests and nature reserves and for emergency medical aid in hard to reach areas. The vertical takeoff and landing aircraft comprises an aerodynamically shaped fuselage and at least one wing-shaped airfoil disposed within and / or outside the fuselage. Within the hull are arranged a flywheel in the form of a hollow disc equipped with remotely controlled valves and an engine consisting of at least one engine and at least one fan device or a turbo fan motor and an ejector device. The control system consists of directional control, thrust vector control, roll and pitch controls, which are in the form of profiled rings and are arranged symmetrically with respect to each other and with respect to the axis of the fuselage. Increases in lift, aerodynamic enhancement, flight safety and maneuverability, as well as reduced fuel consumption are achieved.

Description

Die Erfindung betrifft das Gebiet der Luftfahrt und insbesondere Luftfahrzeuge und ist zum Transport von Fracht und Passagieren, zum Besprühen von Gärten und Feldern, zum Schutz von Wäldern und Naturschutzgebieten sowie für die medizinische Nothilfe in schwer zugänglichen Regionen bestimmt.The invention relates to the field of aviation and in particular aircraft and is intended for the transport of cargo and passengers, for spraying gardens and fields, for the protection of forests and nature reserves and for emergency medical aid in hard to reach areas.

Es sind Luftfahrzeuge bekannt, die Hubschrauberrotoren mit großem Durchmesser aufweisen, welche eine gewaltige Luftmenge mit einer relativ geringen Geschwindigkeit zurückwerfen, und die aus einem Rumpf, Triebwerken, einem Navigationssystem und einem Flugsteuerungssystem bestehen. Dies ist das wirtschaftlichste Mittel für einen vertikalen Start und ist beim Schwebeflug unter den vertikal startenden Luftfahrzeugen konkurrenzlos.Aircraft are known which have large diameter helicopter rotors which return a tremendous amount of air at a relatively slow speed and which consist of a fuselage, engines, a navigation system and a flight control system. This is the most economical means of vertical take-off and is unrivaled in hovering under the vertically-launched aircraft.

Nachteile der bekannten Luftfahrzeuge sind das hohe spezifische Gewicht des Triebwerks und die niedrige aerodynamische Güte, welche sich mit zunehmender Fluggeschwindigkeit verringert und ihre Reichweite und Geschwindigkeit begrenzt; außerdem ist es nicht möglich, die riesigen Rotoren für vertikal startende Hochgeschwindigkeits-Luftfahrzeuge zu verwenden.Disadvantages of the known aircraft are the high specific gravity of the engine and the low aerodynamic quality, which decreases with increasing airspeed and limits their range and speed; In addition, it is not possible to use the huge rotors for high-speed, vertically-launched aircraft.

Es sind Luftfahrzeuge zum vertikalen Starten und Landen bekannt, die einen Rumpf, Tragflächen, ein Triebwerk mit Flugzeugpropellern mit einem relativ geringen Durchmesser, ein Navigationssystem und ein Flugsteuerungssystem umfassen.Vertical launch and landing aircraft are known, comprising a fuselage, wings, an engine with relatively small diameter aircraft propellers, a navigation system, and a flight control system.

Der so genannte ”Flugschrauber” verfügt über die Vorteile eines Hubschraubers im Schwebeflug und kann eine 1,5–2 mal so große Geschwindigkeit und Reichweite aufweisen.The so-called "flying helicopter" has the advantages of a helicopter in hover and can have 1.5-2 times the speed and range.

Nachteile dieses Luftfahrzeugs sind die Kompliziertheit der Konstruktion, das niedrige Nutzlastverhältnis und die niedrige Effizienz des Vertikalstarts, die durch einen hohen Verbrauch an Antriebsmedium bei niedriger Ausströmgeschwindigkeit bedingt ist.Disadvantages of this aircraft are the complexity of the design, the low payload ratio and the low efficiency of the vertical take-off, which is due to a high consumption of drive medium at low outflow velocity.

Es sind Turbinenluftstrahl-Flugzeuge zum vertikalen Starten und Landen bekannt, die einen Rumpf, Tragflächen, ein Triebwerk, ein Steuerungssystem und ein Navigationssystem umfassen. Die Motoren eines Turbinenluftstrahl-Flugzeugs gestatten es, ein hohes Verhältnis der Antriebsleistung zur Masse des Triebwerks zu erzielen. Die Erzielung einer hohen Antriebsleistung bei minimaler Masse ist für Flugzeuge allgemein und für ein vertikal startendes Flugzeug insbesondere außerordentlich wichtig, denn je größer die Masse des Triebwerks ist, desto größer ist der Teil seiner Antriebsleistung, der allein dafür aufgewendet wird, um es selbst zu heben.Turbine jet airplanes are known for launching and landing vertically comprising a fuselage, wings, an engine, a control system, and a navigation system. The engines of a turbine air jet aircraft make it possible to achieve a high ratio of the drive power to the mass of the engine. Achieving a high drive power at minimum mass is particularly important for aircraft in general and for a vertically-launched aircraft in particular, because the larger the mass of the engine, the greater is the portion of its propulsion power that is solely spent to lift it ,

Nachteile dieser Konstruktion sind die hohe Ausströmgeschwindigkeit der Gase, die geringe Wirtschaftlichkeit und der hohe Treibstoffverbrauch; außerdem erfordern Turbinenluftstrahl-Flugzeuge das Vorhandensein einer Start- und Landebahn mit einem festen Belag und lassen sich unter den Bedingungen des Starts und der Landung schwer steuern.Disadvantages of this design are the high outflow velocity of the gases, the low cost and the high fuel consumption; In addition, turbine airplanes require the presence of a runway with a hard surface and are difficult to control under take-off and landing conditions.

Es sind Sportflugzeuge der klassischen Bauart bekannt, die einen Rumpf, eine Tragfläche, einen Motor, ein Steuerungssystem und ein Navigationssystem umfassen.There are known classic sports aircraft, which include a fuselage, a wing, an engine, a control system and a navigation system.

Bei diesen Flugzeugen bläst der Luftstrahl vom Rotor ungefähr 10–20% der Oberfläche der Tragfläche an. Infolge des Anblasens erhöht sich die lokale Anblasegeschwindigkeit der Tragfläche, was eine Erhöhung des Auftriebsbeiwerts Cy um 10–20% hervorruft. Je geringer die Fluggeschwindigkeit ist, desto spürbarer ist der Effekt des Anblasens der Tragfläche durch die Rotoren infolge der großen Differenz der lokalen Strömungsgeschwindigkeiten an den angeblasenen Abschnitten der Tragfläche. In einzelnen Fällen eines Fluges kann sich die Auftriebskraft des Flugzeugs durch die Arbeit des Rotors um 15–20% erhöhen. Folglich kann sich ein Flugzeug bei laufendem Motor bei einer Geschwindigkeit in der Luft halten, die geringer ist als mit einem nicht laufenden Motor.On these aircraft, the air jet from the rotor inflates about 10-20% of the surface of the wing. As a result of the blowing, the local landing speed of the wing increases, causing an increase in the coefficient of lift Cy by 10-20%. The lower the airspeed, the more noticeable is the effect of airfoil blowing by the rotors due to the large difference in local flow velocities at the blown portions of the airfoil. In some cases of a flight, the buoyancy of the aircraft may increase by 15-20% due to the work of the rotor. Thus, with the engine running, an aircraft may be airborne at a lower speed than a non-running engine.

Nachteile von Sportflugzeugen der klassischen Bauart sind die geringe Wirtschaftlichkeit, die niedrige aerodynamische Güte und das niedrige Nutzlastverhältnis.Disadvantages of classic sports aircraft are the low cost, the low aerodynamic quality and the low payload ratio.

Es sind Entwicklungen von Flugzeugen ”Short Snort” und ”Jiminy Cricket” bekannt, welche aus einem Rumpf, Tragflächen, Triebwerken, Navigationssystemen und Steuerungssystemen bestehen, bei denen der Schubvektor des Motors über der oberen Fläche der Tragfläche ausgerichtet war, was dem Flugzeug aus der Klasse der Jagdflugzeuge die Möglichkeit gab, die Startrollstrecke auf lediglich einige Hundert Feet (Fuß) zu begrenzen. Zu diesem Zweck wurde ein System von Rohrleitungen und Öffnungen verwendet, welche den Abgasstrom in der Art eines Fächers über die obere Fläche der Tragfläche leiteten. Dank dieser technischen Lösung gelang es, eine gigantische Auftriebskraft bei sehr geringen Geschwindigkeiten zu entwickeln.Developments of aircraft "Short Snort" and "Jiminy Cricket" are known, which consist of a fuselage, wings, engines, navigation systems and control systems, in which the thrust vector of the engine was aligned with the upper surface of the wing, resulting in the aircraft from the Class of fighters gave the opportunity to limit the take-off range to only a few hundred feet (feet). For this purpose, a system of conduits and openings was used which directed the exhaust flow in the manner of a fan over the upper surface of the support surface. Thanks to this technical solution, it was possible to develop a gigantic buoyancy at very low speeds.

Ein Nachteil dieser Lösungen ist, dass sich das Rohrleitungssystem, das es ermöglicht, diese Wirkung zu erzielen, als sehr schwer erwies.A disadvantage of these solutions is that the piping system that makes it possible to achieve this effect proved very difficult.

Es sind Flugzeuge der Konstruktion ”Swjatoslaw” bekannt, die aus einem Rumpf, Tragflächen, Triebwerken, Navigationssystemen und Steuerungssystemen bestehen, bei denen eine Anblasung eines Teils der Tragfläche von geringer Spannweite verwendet wurde. Dieses Flugzeug wies extrem niedrige Abreißgeschwindigkeiten, außerordentlich beeindruckende Flugeigenschaften bei niedrigen Geschwindigkeiten und eine sehr hohe Manövrierbarkeit auf.There are known aircraft "Svyatoslav" construction, which consist of a fuselage, wings, engines, navigation systems and control systems, in which a blowing of a part of the wing of small span has been used. This aircraft had extremely low pull-off speeds, extremely impressive low-speed flight characteristics, and very high maneuverability.

Der Nachteil dieser technischen Lösung ist das niedrige Nutzlastverhältnis.The disadvantage of this technical solution is the low payload ratio.

Das technische Ergebnis der vorgeschlagenen Lösung sind eine Erhöhung des Nutzlastverhältnisses, eine Vergrößerung der Auftriebskraft, eine Erhöhung der aerodynamischen Güte, eine Änderung des Schubvektors um Bereich von 360°, die Gewährleistung der Flugsicherheit, eine Erhöhung der Manövrierbarkeit sowie eine Senkung des Treibstoffverbrauches.The technical result of the proposed solution is an increase of the payload ratio, an increase of the buoyancy, an increase in the aerodynamic quality, a change of the thrust vector by 360 °, the guarantee of flight safety, an increase in maneuverability and a reduction in fuel consumption.

Das angestrebte technische Ergebnis wird dadurch erreicht, dass das vorgeschlagene Luftfahrzeug zum vertikalen Starten und Landen einen aerodynamisch geformten Rumpf und mindestens eine Tragfläche, die in Form eines Ringes ausgeführt ist und in der Draufsicht die Form eines Kreises, eines Ovals oder Vielecks, im Querschnitt dagegen das Profil eines Kreises hat und die innerhalb und/oder außerhalb des Rumpfes angeordnet ist, umfasst; innerhalb des Rumpfes sind angeordnet: ein Triebwerk, eine Schwungscheibe in Form einer hohlen Scheibe, die mit ferngesteuerten Ventilen ausgestattet ist, ein Steuerungssystem, das aus Steuerrudern für die Richtungssteuerung und Steuerrudern für die Roll- und Nicksteuerung und die Schubvektorsteuerung besteht, die in Form von Profilringen ausgeführt sind und symmetrisch zueinander und bezüglich der Achse des Rumpfes angeordnet sind, welche zusätzlich mit Strahl- und/oder Schlitzdüsen und Jalousieklappen ausgestattet sind; hierbei umfasst das Triebwerk mindestens einen Motor und mindestens eine Ventilatorvorrichtung oder einen Turbo-Ventilatormotor und eine Ejektorvorrichtung; der aerodynamisch geformte Rumpf umfasst eine oder mehrere Sektionen und ist zusätzlich mit ferngesteuerten Regelvorrichtungen ausgestattet, die entlang des Umfangs im unteren Teil des Rumpfes angeordnet sind und bei denen es sich um Ventile, Seeventile (Kingstonventile) und Schieber handelt; die Tragfläche ist mit einem großen Seitenverhältnis mit einem Profil maximaler aerodynamischer Güte ausgeführt, das nach der Formel K = Cy/Cx = 45–65 bestimmt wird; die Tragfläche stellt einen Ring dar, der in der Draufsicht die Form eines Kreises, eines Ovals oder Vielecks hat und der im Querschnitt das Profil einer Tragfläche hat; das Luftfahrzeug zum vertikalen Starten und Landen umfasst außerdem eine Pilotenkabine, die innerhalb oder außerhalb des Rumpfes angeordnet ist und mit der Möglichkeit der Abkopplung vom Rumpf und der Durchführung eines selbstständigen Fluges ausgeführt ist.The desired technical result is achieved in that the proposed aircraft for vertical takeoff and landing an aerodynamically shaped hull and at least one support surface, which is in the form of a ring and in plan view the shape of a circle, an oval or polygon, in cross section against has the profile of a circle and that is located inside and / or outside the fuselage; inside the fuselage are arranged: an engine, a flywheel in the form of a hollow disk equipped with remotely controlled valves, a control system consisting of directional control towers, and control and steering control units for roll and pitch control and thrust vector control, in the form of Profile rings are executed and are arranged symmetrically to each other and with respect to the axis of the fuselage, which are additionally equipped with jet and / or slot nozzles and shutter flaps; In this case, the engine comprises at least one motor and at least one fan device or a turbo fan motor and an ejector device; the aerodynamically shaped hull comprises one or more sections and is additionally provided with remote controlled control devices arranged circumferentially in the lower part of the hull, which are valves, sea valves (valves) and slides; the wing is designed with a large aspect ratio with a profile of maximum aerodynamic quality determined by the formula K = Cy / Cx = 45-65; the wing is a ring, which has the shape of a circle, an oval or polygon in plan view and has the profile of a wing in cross-section; the vertical take-off and landing aircraft also includes a pilot cabin located inside or outside the fuselage, with the possibility of disconnecting from the fuselage and performing a self-contained flight.

1 zeigt einen Schnitt des Luftfahrzeugs zum vertikalen Starten und Landen mit einem aus mehreren Sektionen bestehenden Rumpf, 2 zeigt eine Draufsicht des Luftfahrzeugs zum vertikalen Starten und Landen mit einem aus mehreren Sektionen bestehenden Rumpf, 3 zeigt ein Schema der Entstehung aerodynamischer Kräfte beim Strömen von Luft um eine Tragfläche, 4 zeigt ein Schema der Einwirkung von schlitzförmigen und/oder Strahldüsen auf eine Hochgeschwindigkeits-Luftströmung, die entlang des gesamten Umfangs des Luftfahrzeugs zum vertikalen Starten und Landen entsteht, und 5 zeigt einen Schnitt des Luftfahrzeugs zum vertikalen Starten und Landen mit einem aus einer Sektion bestehenden Rumpf. 1 12 shows a section of the aircraft for vertical take-off and landing with a multi-section fuselage; 2 shows a top view of the aircraft for vertical takeoff and landing with a multi-section hull, 3 shows a schematic of the formation of aerodynamic forces when air flows around a wing, 4 shows a schematic of the action of slit-shaped and / or jet nozzles on a high-speed air flow, which arises along the entire circumference of the aircraft for vertical take-off and landing, and 5 shows a section of the aircraft for vertical takeoff and landing with a section consisting of a fuselage.

Das Luftfahrzeug zum vertikalen Starten und Landen (im weiteren Text ”LFZ”) umfasst einen aerodynamisch geformten Rumpf 1 und mindestens eine Tragfläche 2, die innerhalb und/oder außerhalb des Rumpfes 1 angeordnet ist.The aircraft for vertical take-off and landing (hereinafter text "LFZ") comprises an aerodynamically shaped hull 1 and at least one wing 2 that are inside and / or outside the hull 1 is arranged.

Der aerodynamisch geformte Rumpf 1 ist mit der Möglichkeit der Erzeugung einer Luftströmung innerhalb des LFZ ausgeführt.The aerodynamically shaped hull 1 is designed with the possibility of generating an air flow within the LFZ.

Der aerodynamisch geformte Rumpf 1 ist zum Beispiel mit einer scheibenförmigen Form, ovalen Form, vielflächigen Form, mit einer Form von der Art eines Tragflächenprofils usw. ausgeführt und besteht mindestens aus einer Sektion.The aerodynamically shaped hull 1 is designed, for example, with a disk-like shape, oval shape, polyhedral shape, with a shape of the type of airfoil, etc., and consists of at least one section.

Der Rumpf 1 ist zusätzlich mit ferngesteuerten Regelvorrichtungen ausgestattet, bei denen es sich um ferngesteuerte Ventile, ferngesteuerte Seeventile (Kingstonventile) und ferngesteuerte Schieber handelt.The hull 1 is also equipped with remote control devices, which are remote controlled valves, remote sea valves (Kingston valves) and remote controlled valves.

Innerhalb des Rumpfes 1 sind ein Triebwerk, eine Schwungscheibe 3, bei der es sich um eine hohle Scheibe handelt, die mit ferngesteuerten Ventilen ausgestattet ist (in der Figur nicht dargestellt), und ein Steuerungssystem angeordnet.Inside the hull 1 are an engine, a flywheel 3 , which is a hollow disk equipped with remotely controlled valves (not shown in the figure), and a control system.

Die Tragfläche 2 ist mit einem großen Seitenverhältnis mit einem Profil maximaler aerodynamischer Güte ausgeführt, das nach der Formel K = Cy/Cx = 45–65 bestimmt wird, zur Erzeugung einer maximalen Auftriebskraft, und hat eine geschlossene Form oder geöffnete Form (aufgeteilt in Sektoren). Die Tragfläche 2 stellt einen Ring dar, der in der Draufsicht die Form eines Kreises, eines Ovals oder Vielecks hat, im Querschnitt dagegen das Profil einer Tragfläche. Die Tragfläche 2 ist unter dem Anstellwinkel eingestellt, bei welchem der Auftriebsbeiwert den maximalen Wert hat.The wing 2 is designed with a large aspect ratio with a profile of maximum aerodynamic efficiency, which is determined by the formula K = Cy / Cx = 45-65, to produce a maximum buoyancy force, and has a closed shape or open shape (divided into sectors). The wing 2 represents a ring that has the shape of a circle, an oval or polygon in plan view, in contrast, the profile of a wing in cross section. The wing 2 is set at the angle of attack at which the lift coefficient has the maximum value.

Die Schwungscheibe 3 ist aus hochfesten Verbundwerkstoffen hergestellt und zur Erzeugung eines gyroskopischen Effekts bzw. einer Corioliskraft bestimmt. Hierzu wird in den Innenhohlraum der Schwungscheibe eine Flüssigkeit eingeleitet, welche ihrerseits während einer beliebigen Etappe des Fluges des LFZ augenblicklich durch ferngesteuerte Ventile abgelassen werden kann, die entlang des Umfangs der Schwungscheibe 3 angeordnet sind. Es besteht die Möglichkeit, die Schwungscheibe 3 zur Erzeugung eines Schleiers oder einer Wolke um das LFZ herum oder zur Zerstäubung irgendeiner Flüssigkeit zu verwenden.The flywheel 3 is made of high-strength composite materials and to produce a gyroscopic effect or a Coriolis force determined. For this purpose, a liquid is introduced into the inner cavity of the flywheel, which in turn can be discharged during any stage of the flight of the LFZ instantaneously by remote-controlled valves along the circumference of the flywheel 3 are arranged. There is a possibility of the flywheel 3 to create a veil or cloud around the air-conditioning system or to atomize any liquid.

Das Triebwerk des LFZ umfasst mindestens einen Motor 4 und mindestens eine Ventilatorvorrichtung 5 oder einen Turbo-Ventilatormotor 4 und eine Ejektorvorrichtung 6.The engine of the LFZ comprises at least one engine 4 and at least one fan device 5 or a turbo fan motor 4 and an ejector device 6 ,

Bei dem Motor 4 handelt es sich zum Beispiel um eine Brennkraftmaschine, einen Turbinenluftstrahlmotor, ein Strahltriebwerk, einen Dieselmotor u. ä.At the engine 4 For example, it is an internal combustion engine, a turbine air jet engine, a jet engine, a diesel engine u. ä.

Bei der Ventilatorvorrichtung 5 handelt es sich zum Beispiel um eine Axialventilator-Vorrichtung, eine Turboventilator-Vorrichtung, eine Zentrifugalventilator-Vorrichtung, eine Axialturbine u. ä.At the fan device 5 For example, it may be an axial fan device, a turbo fan device, a centrifugal fan device, an axial turbine, and the like. ä.

Das Steuerungssystem umfasst Steuerruder für die Schubvektorsteuerung, die Roll- und Nicksteuerung (Elevons) 7 sowie Steuerruder für die Richtungssteuerung 8.The control system includes rudders for thrust vector control, roll and pitch control (Elevons) 7 and steering rudder for the directional control 8th ,

Die Steuerruder 7 für die Nick- und Rollsteuerung sind in Form massiver Profilringe oder Ringsegmente ausgeführt, die symmetrisch zueinander und bezüglich der Achse des Rumpfes entlang des Innendurchmessers angeordnet sind. Die Steuerruder 7 für Roll- und Nicksteuerung erfüllen die Funktionen einer Schubvektorsteuerung und arbeiten in der Hochgeschwindigkeits-Hochdruck-Luftströmung, welche von dem Triebwerk 4 und 5 erzeugt wird, sowie zusätzlich von den Ejektorvorrichtungen 6, welche Luft ansaugen, die durch den Rumpf 1 strömt.The rudder 7 for the pitch and roll control are in the form of solid profile rings or ring segments executed, which are arranged symmetrically to each other and with respect to the axis of the fuselage along the inner diameter. The rudder 7 for roll and pitch control, perform the functions of a thrust vector control and operate in the high-speed, high-pressure airflow coming from the engine 4 and 5 is generated, and in addition from the Ejektorvorrichtungen 6 which suck in air through the hull 1 flows.

Die Steuerruder für die Nick- und Rollsteuerung 7 sind zusätzlich mit Strahl- und/oder Schlitzdüsen 9 ausgestattet, die entlang des gesamten Außenumfangs der beiden Ringe 7 angebracht sind und die in vorgegebenen Betriebsarten Hilfs- und Duplizierfunktionen für die Steuerruder für die Nick- und Rollsteuerung 7 erfüllen.The rudder for the pitch and roll control 7 are additionally with jet and / or slot nozzles 9 fitted along the entire outer circumference of the two rings 7 attached and in the specified modes auxiliary and Duplizierfunktionen for the rudder for the pitch and roll control 7 fulfill.

Für eine wirksame Schubvektorsteuerung sind die Steuerruder für die Nick- und Rollsteuerung 7 außerdem mit Jalousieklappen (in der Figur nicht dargestellt) ausgestattet, welche im Automatikbetrieb arbeiten.For effective thrust vector control, the rudders are for pitch and roll control 7 also equipped with shutter valves (not shown in the figure), which operate in automatic mode.

In 1 ist ein LFZ dargestellt, wobei der Rumpf 1 als Rumpf mit mehreren Sektionen ausgeführt ist, der eine obere 10, eine mittlere 11 und eine untere 12 Sektion aufweist.In 1 is a LFZ shown, with the hull 1 designed as a fuselage with several sections, the upper one 10 , a medium 11 and a lower one 12 Section has.

In dem aus mehreren Sektionen bestehenden Rumpf 1 erfüllt die obere Sektion 10 die Funktion eines Luftventils, in dessen Innerem eine Axialturbine 5, Tragflächen 13, 14, die zum Beispiel ringförmig ausgebildet sind und auf der oberen Fläche perforiert sind, Steuerruder für die Richtungssteuerung 8 und Steuerruder für die Nick- und Rollsteuerung 7, welche auch die Funktion der Schubvektorsteuerung erfüllen, angeordnet sind.In the fuselage consisting of several sections 1 meets the upper section 10 the function of an air valve, inside which an axial turbine 5 , Wings 13 . 14 , which are, for example, annular and perforated on the upper surface, rudder for the directional control 8th and rudder for pitch and roll control 7 , which also fulfill the function of the thrust vector control, are arranged.

In der Mitte sind in der mittleren Sektion 11, welche die Funktionen eines Luftventils erfüllt, der Zentrifugalventilator 5, die Ejektorvorrichtungen 6, die Tragfläche 2, die zum Beispiel ringförmig ausgebildet ist und auf der gesamten Oberfläche perforiert ist, und die Schwungscheibe 3 angeordnet.In the middle are in the middle section 11 , which fulfills the functions of an air valve, the centrifugal fan 5 , the ejector devices 6 , the wing 2 , which is, for example, annular and perforated on the entire surface, and the flywheel 3 arranged.

In der unteren Sektion 12 sind der Fracht- und Passagierraum, der Motorraum usw. angeordnet. Hierbei sind der Motorraum und der Fracht- und Passagierraum selbst von den übrigen Räumen abgetrennt und hermetisch abgedichtet.In the lower section 12 the cargo and passenger space, the engine compartment, etc. are arranged. Here, the engine compartment and the cargo and passenger compartment itself are separated from the other rooms and hermetically sealed.

Die Luft wird in den Fracht- und Passagierraum über Kanäle (in der Figur nicht dargestellt) zugeführt, welche in den hohlen Teil der ringförmigen, an der oberen Fläche perforierten Tragflächen 13, 2 hinausgeführt sind, was es ermöglicht, den Abriss der laminaren Strömung der oberen Fläche der Tragfläche 13, 2 hinauszuzögern und damit deren Bremsung und vorzeitigen Abriss zu verhindern, und den Bereich des kontinuierlichen Strömungsverlaufs erweitert. Außerdem wird Luft aus einer Entnahmevorrichtung (in der Figur nicht dargestellt) im Rumpf 1 zugeführt.The air is supplied into the cargo and passenger space via channels (not shown in the figure) which enter the hollow part of the annular wings perforated on the upper surface 13 . 2 led out, which allows the demolition of the laminar flow of the upper surface of the wing 13 . 2 To delay and thus prevent their braking and premature demolition, and extends the range of continuous flow. In addition, air from a sampling device (not shown in the figure) in the fuselage 1 fed.

Dies ermöglicht es, die Flugreichweite des LFZ zu vergrößern und den Treibstoffverbrauch zu verringern.This makes it possible to increase the flight range of the aircraft and to reduce fuel consumption.

Bei der Ausführung des Rumpfes 1 mit mehreren Sektionen ist ein als Elevon dienender Ring 7 in der oberen Sektion 10 angeordnet, mit der Möglichkeit, den Luftkanal der mittleren Sektion 11 von oben zur Hälfte unter einem vorgegebenen Winkel zu überdecken. Der andere als Elevon dienende Ring 7 ist in der unteren Sektion 12 mit der Möglichkeit angeordnet, den Luftkanal der mittleren Sektion 11 von unten zur Hälfte unter einem vorgegebenen Winkel zu überdecken, wodurch die Luftkanäle der mittleren 11 und unteren 12 Sektion des Rumpfes 1 vollständig versperrt werden.In the execution of the hull 1 with several sections is a ring serving as Elevon 7 in the upper section 10 arranged, with the possibility of the air duct of the middle section 11 Cover from the top half at a predetermined angle. The other ring serving as Elevon 7 is in the lower section 12 arranged with the possibility of the air duct of the middle section 11 from below to cover half at a predetermined angle, whereby the air channels of the middle 11 and lower 12 Section of the hull 1 be completely blocked.

Die beiden als Elevons dienenden Ringe 7 können autonom, unabhängig voneinander, oder synchron arbeiten, zur Erzeugung oder Änderung eines Schubkraftvektors von 0 bis 360 Grad (bezüglich der Achse des LFZ), was zusammen mit den Steuerrudern zur Richtungssteuerung dem LFZ eine vorzügliche Manövrierbarkeit verleiht.The two rings serving as elevons 7 can operate autonomously, independently of one another, or synchronously, to produce or change a thrust vector from 0 to 360 degrees (with respect to the axis of the LFZ), which gives the LFZ an excellent maneuverability together with the control wheels for directional control.

Die Strahl- und/oder Schlitzdüsen 9 gewährleisten eine bandförmige und/oder flache Strömung der Luft, welche mit hoher Geschwindigkeit unter einem Winkel von θ° bezüglich der unteren 12 und oberen 10 Fläche der Sektionen austritt. Aufgrund des Austritts des Luftstrahls vergrößert sich die wirksame Fläche des Rumpfes 1, ändert sich der Charakter des Strömungsverlaufs um das Profil, und außerdem wird durch den Impuls des austretenden Strahls (mVc) eine vertikale Kraftkomponente (mVc sinθ) erzeugt, welche den Rumpf 1 entlastet.The jet and / or slot nozzles 9 ensure a band-shaped and / or flat flow of air, which at high speed at an angle of θ ° with respect to the lower 12 and upper 10 Area of the sections emerges. Due to the exit of the air jet, the effective area of the fuselage increases 1 , the character of the flow pattern changes around the profile, and in addition, by the momentum of the outgoing beam (mVc), a vertical force component (mVc sinθ) is generated which represents the fuselage 1 relieved.

Zum Beispiel hängt die Wirksamkeit der Strahlklappe vom Impulskoeffizienten des ausgeblasenen Strahls und vom Winkel θ° ab. Für Näherungsberechnungen des Zuwachses des Auftriebskoeffizienten bei der Strahlklappe kann die folgende Interpolationsformel verwendet werden: Δcy ≈ 3,9√cμ sinθ. For example, the efficiency of the jet flap depends on the pulse coefficient of the jet being emitted and on the angle θ °. For approximate calculations of the increase in buoyancy coefficient at the jet flap, the following interpolation formula can be used: Δcy ≈ 3.9√cμ sin θ.

Die Anwendung von Strahl- und/oder Schlitzdüsen 9 (4) gestattet es, größere Werte des Auftriebsbeiwerts für LFZ zu erhalten. Die Luft wird den Strahl- und/oder Schlitzdüsen 9 von einem Luftverdichter oder Reservesystem (in der Figur nicht dargestellt) zugeführt.The use of jet and / or slot nozzles 9 ( 4 ) makes it possible to obtain larger values of the lift coefficient for LFZ. The air becomes the jet and / or slot nozzles 9 supplied from an air compressor or reserve system (not shown in the figure).

Zum Anblasen der Tragflächen 13, 2, 14 werden eine Axialturbine 5 und ein Zentrifugalventilator oder Turboventilator 5 angewendet, mit Verwendung von Vorrichtungen zur Ejektion atmosphärischer Luft 6. Dies ist dadurch bedingt, dass der Schub, der von dem Triebwerk 4, 5 oder 4, 6 entwickelt wird, gleich dem Produkt der Masse des ausgestoßenen Antriebsmedium und seiner Geschwindigkeit pro Zeiteinheit ist. Ein Erhöhen der Geschwindigkeit des Antriebsmediums des LFZ zur Erhöhung zum Beispiel des vertikalen Schubes ist jedoch nicht vorteilhaft, denn je höher die Geschwindigkeit ist, desto ungünstiger ist das Verhältnis des erhaltenen Schubes zur Leistung der Motoren. Die Leistung wird um so besser ausgenutzt, je niedriger die Geschwindigkeit der Luft- oder Gasströmung ist.For blowing on the wings 13 . 2 . 14 become an axial turbine 5 and a centrifugal or turbo fan 5 applied, with the use of devices for the ejection of atmospheric air 6 , This is due to the fact that the thrust of the engine 4 . 5 or 4 . 6 is equal to the product of the mass of the ejected drive medium and its speed per unit time. However, increasing the speed of the driving medium of the LFZ to increase, for example, the vertical thrust is not advantageous, because the higher the speed, the less favorable is the ratio of the thrust obtained to the power of the motors. The lower the speed of the air or gas flow, the better the power is utilized.

Dies bedeutet, es ist vorteilhafter und wirtschaftlicher, eine große Masse des Antriebsmediums mit einer geringe n Geschwindigkeit auszustoßen. Deshalb besteht der Vorzug der Verwendung der Ejektoranlage 6 in einer Erhöhung des Schubs, der um 30% größer als der Gesamtschub der Motoren 4 ist. Untersuchungen und Laborprüfungen bekannter Konstruktionen zeigen, dass es möglich ist, pro Kilogramm der aus der Düse ausströmenden Gase über 7 Kilogramm Luft anzusaugen.This means that it is more advantageous and economical to eject a large mass of the drive medium at a low speed. Therefore, the advantage of using the Ejektoranlage 6 in an increase in thrust, which is 30% greater than the total thrust of the engines 4 is. Investigations and laboratory tests of known constructions show that it is possible to suck in more than 7 kilograms of air per kilogram of gases flowing out of the nozzle.

Falls der Rumpf 1 in Form einer Tragfläche ausgeführt ist, die in der Draufsicht rund ist, ist dieses Problem aufgrund der größeren absoluten Größe des zulässigen Bereiches der Anordnung des Massenmittelpunktes (Neutralpunktes) und der maximalen Tiefe des tragflächenförmigen Rumpfes 1 gelöst.If the hull 1 is designed in the form of a wing, which is round in plan view, this problem is due to the larger absolute size of the allowable range of the arrangement of the center of mass (neutral point) and the maximum depth of the wing-shaped fuselage 1 solved.

Die Hauptsache ist, dass sich die Konstruktion des LFZ mit der Tragfläche 2 oder mit den Tragflächen 13, 2, 14 innerhalb und/oder außerhalb des Rumpfes 1 auf dem gesamten Innen- und/oder Außenumfang des LFZ in einem aktiven Luftstrom befindet. Der Luftstrom erzeugt wiederum einen zusätzlichen Auftrieb, indem er gewissermaßen das effektive Seitenverhältnis des tragflächenförmigen Rumpfes 1 vergrößert und den induktiven Widerstand beim Flug mit niedrigen Geschwindigkeiten verringert, und ermöglicht es, die Vorteile des in der Draufsicht runden tragflächenförmigen Rumpfes 1 vollständig zu nutzen. (Die Anwendung der Längsinstabilität des Massenmittelpunktes hinter dem Neutralpunkt des Rumpfes 1, wie bei landenden Vögeln, ist eine Teillösung des Problems. Uns gelang es, eine prinzipiell neue Lösung zu finden, welche die Nachteile der existierenden Schemata von hecklosen Luftfahrzeugen überwindet.)The main thing is that the construction of the LFZ with the wing 2 or with the wings 13 . 2 . 14 inside and / or outside the hull 1 located on the entire inner and / or outer circumference of the LFZ in an active air flow. The airflow, in turn, provides additional lift by effectively reducing the effective aspect ratio of the wing-shaped fuselage 1 increases and decreases the inductive resistance during low-speed flight, and makes it possible to take advantage of the top-hat-shaped fuselage in plan view 1 fully use. (The application of the longitudinal instability of the center of mass behind the neutral point of the fuselage 1 as with landing birds, is a partial solution to the problem. We managed to find a fundamentally new solution that overcomes the disadvantages of the existing schemes of homeless aircraft.)

Der Auftrieb der Tragflächen 13, 2, 14 und des tragflächenförmigen Rumpfes 1 entsteht infolge eines asymmetrischen Verlaufes der Luftströmung um ihn herum. Dieser Strömungsverlauf bildet sich infolge des Vorhandenseins eines asymmetrischen Profils oder Anstellwinkels, oder durch beide Faktoren gleichzeitig.The buoyancy of the wings 13 . 2 . 14 and the wing-shaped hull 1 arises as a result of an asymmetrical course of the air flow around it. This flow pattern is due to the presence of an asymmetric profile or angle of attack, or by both factors simultaneously.

Betrachten wir zum Beispiel den Strömungsverlauf um die Tragfläche 2 bei einem positiven Anstellwinkel. Aus 3 ist ersichtlich, dass der Luftstrom durch die Tragfläche 2 in zwei Ströme aufgeteilt wird, welche die untere und die obere Fläche der Tragfläche 2 umströmen. Hierbei werden die Strömungsfäden der Luft, wenn sie die obere Fläche der Tragfläche 2 umströmen, angedrückt, und ihr Querschnitt verringert sich. Entsprechend dem Gesetz der Kontinuität eines Strahls erhöht sich die Geschwindigkeit des Luftstroms in den Strömungsfäden über der oberen Fläche der Tragfläche 2 und wird größer als die Geschwindigkeit des Luftstroms der Strömungsfäden, welche die untere Fläche der Tragfläche 2 umströmen.For example, consider the flow around the wing 2 at a positive angle of attack. Out 3 It can be seen that the air flow through the wing 2 is divided into two streams, which are the lower and the upper surface of the wing 2 flow around. This involves the flow of air when it reaches the top surface of the wing 2 flow around, pressed, and their cross-section decreases. According to the law of continuity of a jet, the velocity of the air flow in the flow filaments increases above the upper surface of the airfoil 2 and becomes greater than the velocity of the air flow of the flow filaments, which is the lower surface of the airfoil 2 flow around.

Entsprechend dem Gesetz von Bernoulli (je höher die Geschwindigkeit der Bewegung einer Flüssigkeit in einem Gefäß ist, desto niedriger ist der Druck, der von der Flüssigkeit auf die Gefäßwände ausgeübt wird) ist der Druck an der unteren Fläche der Tragfläche 2 dann größer als an der oberen Fläche.According to Bernoulli's law (the higher the rate of movement of a liquid in a vessel, the lower the pressure exerted by the liquid on the vessel walls) is the pressure on the lower surface of the airfoil 2 then larger than on the upper surface.

Weiterhin wird daran erinnert, dass jeder Körper, wenn er sich in Luft bewegt (oder Luft den Körper anströmt, wie in einem Windkanal; in unserem Falle handelt es sich in der Tat um einen fliegenden Windkanal), seinerseits einer Einwirkung in Form einer aerodynamischen Kraft ausgesetzt ist, welche durch folgende Formel ausgedrückt werden kann:

wobei

C: _Rα – dimensionsloser Koeffizient;
ρ: – Dichte der Luft;
V: – Geschwindigkeit des Körpers relativ zu dem Luftmedium;
q: – Staudruck;
S: – gewisse charakteristische Fläche des Körpers.

Furthermore, it is recalled that every body, when it moves in air (or air flows into the body, as in a wind tunnel, in our case is actually a flying wind tunnel), in turn, acts as an aerodynamic force which can be expressed by the following formula:

in which

C: _Rα - dimensionless coefficient;
ρ: - density of air;
V: Speed of the body relative to the air medium;
q: - back pressure;
S: - certain characteristic area of the body.

Bei niedrigen Fluggeschwindigkeiten (V < 100 m/s) wird der Koeffizient C_Rα nur durch die Orientierung des Körpers relativ zu dem Luftstrom (durch die Gleitwinkel) und die Reynoldssche Zahl, welche die Luftzähigkeit berücksichtigt, bestimmt: Re = Vb/ν, wobei

b: – charakteristisches lineares Zeichen des Körpers;
ν: – kinematischer Viskositätskoeffizient.

At low airspeeds (V <100 m / s), the coefficient C _{Rα is determined} only by the orientation of the body relative to the airflow (through the slip angles) and the Reynolds number, which takes into account the air toughness:

Re = Vb / ν,

in which

b: - Characteristic linear sign of the body;
ν: - Kinematic viscosity coefficient.

Die vollständige aerodynamische Kraft lässt sich in die Auftriebskraft Yα, die senkrecht zum Geschwindigkeitsvektor der Anblasströmung gerichtet ist, und die Luftwiderstandskraft Xα zerlegen.The full aerodynamic force can be broken down into the buoyant force Yα, which is directed perpendicular to the velocity vector of the blow-in flow, and the air resistance force Xα.

Der Auftrieb und der Luftwiderstand werden bestimmt als Yα = Cyα q S, Xα = Cxα q S, wobei

S: – Fläche der Tragfläche in der Draufsicht,
Cy: α, Cxα – Beiwerte, welche Auftriebsbeiwert bzw. Luftwiderstandsbeiwert genannt werden.

The buoyancy and air resistance are determined as

Yα = Cy α q S, Xα = Cxα q S,

in which

S: - area of the wing in plan view,
Cy: α, Cxα - coefficients, which are called the lift coefficient or drag coefficient.

Das Verhältnis der Größe der Auftriebskraft zur Größe des Luftwiderstands (oder das Verhältnis ihrer Beiwerte) Yα/Xα = Cyα/Cxα = K heißt aerodynamische Güte (Gleitzahl). Der maximale Wert der aerodynamischen Güte (K_max) ist ein Maß für die aerodynamische Vollkommenheit.The ratio of the size of the buoyant force to the size of the air resistance (or the ratio of its coefficients) Yα / Xα = Cyα / Cxα = K means aerodynamic quality (glide ratio). The maximum value of the aerodynamic quality (K _max ) is a measure of the aerodynamic perfection.

Wie bereits erwähnt, stellt der Auftriebsbeiwert Cy seinem physikalischen Wesen nach eine dimensionslose Größe dar, die auf eine Flächeneinheit der Tragfläche 13, 2, 14, 1 entfällt und sich auf eine Einheit des Staudrucks bezieht.As already mentioned, the coefficient of lift Cy, in terms of its physical nature, represents a dimensionless quantity that is based on an area unit of the wing 13 . 2 . 14 . 1 deleted and refers to a unit of dynamic pressure.

Die Größe Cy charakterisiert den Grad der Ausnutzung der Fläche der Tragfläche 13, oder 2, oder 14 und des Rumpfes 1 sowie des Staudrucks für die Erzeugung des Auftriebs.The size Cy characterizes the degree of utilization of the area of the wing 13 , or 2 , or 14 and the hull 1 as well as the dynamic pressure for the generation of the buoyancy.

Der Auftrieb der Tragflächen 13, 2, 14 und des Rumpfes 1 wächst mit zunehmender Fläche derselben. Die Möglichkeiten einer Vergrößerung der Fläche einer Tragfläche sind für Hochgeschwindigkeitsflugzeuge äußerst begrenzt – wir dagegen haben diese Aufgabe gelöst, indem wir angeströmte Tragflächen 13, 2, 14 innerhalb und/oder außerhalb des Rumpfes 1 angeordnet haben, die so ausgeführt wurden, dass die Erzeugung eines maximalen Auftriebs des LFZ besteht.The buoyancy of the wings 13 . 2 . 14 and the hull 1 grows with increasing area of the same. The possibilities of increasing the area of a wing are extremely limited for high-speed aircraft - on the other hand, we have solved this problem by using inflated wings 13 . 2 . 14 inside and / or outside the hull 1 have been arranged so that the generation of a maximum lift of the LFZ exists.

Die Tragflächen 13, 2, 14 erzeugen, da sie sich innerhalb der Luftkanäle der oberen 10 und mittleren 11 Sektion befinden, unter vorgegebenen Anstellwinkeln bei arbeitenden Triebwerken 4, 5 oder 4, 6 einen maximalen Auftrieb unabhängig von der räumlichen Lage des LFZ, von Fehlern der Führung des LFZ oder komplizierten Bedingungen des Fluges oder des Starts und der Landung; es ist konstruktiv und funktional unmöglich, dass sie überkritische Anstellwinkel (Deep Stall) erreichen.The wings 13 . 2 . 14 generate as they are within the air channels of the upper 10 and middle 11 Section, under predetermined angles of attack with working engines 4 . 5 or 4 . 6 maximum buoyancy regardless of the LFZ's location, LFZ navigation errors or complicated flight or take-off and landing conditions; it is constructively and functionally impossible for them to reach supercritical deep stalls.

Falls es erforderlich ist, das LFZ zu tarnen, wird der Rumpf 1 als getarntes Objekt ausgeführt, zum Beispiel in Form eines Hauses, einer Laube, eines Heuschobers usw.If it is necessary to disguise the aircraft, the hull becomes 1 executed as a camouflaged object, for example in the form of a house, a bower, a haystack, etc.

Das vorgeschlagene LFZ umfasst außerdem eine Pilotenkabine 15, die innerhalb oder außerhalb des Rumpfes 1 angeordnet ist und mit der Möglichkeit der Abkopplung vom Rumpf 1 und der Durchführung eines selbstständigen Fluges ausgeführt ist. Im Falle einer Abkopplung vom Rumpf 1 wird die Pilotenkabine 15 als ein selbstständiges Mini-Luftfahrzeug verwendet und umfasst ebenfalls einen Mini-Motor mit einer Schraube oder eine Mini-Turbine (in der Figur nicht dargestellt), eine Mini-Schwungscheibe 16, die in ihrer Konstruktion zu der Schwungscheibe 3 analog ist, einen Hydraulikmotor (in der Figur nicht dargestellt), und die Rolle der Steuerruder für die Nick- und Rollsteuerung übernehmen Elevons 17 (2) – in Form eines ausschwenkbaren Heckteils der Tragfläche der Pilotenkabine 15 (das bei Flugzeugen angewendet wird, die kein horizontales Leitwerk haben) und von Steuerrudern zur Richtungssteuerung (in der Figur nicht dargestellt).The proposed aircraft also includes a pilot cabin 15 that are inside or outside the hull 1 is arranged and with the possibility of decoupling from the fuselage 1 and carrying out an independent flight. In case of decoupling from the hull 1 becomes the pilot cabin 15 used as a self-contained mini-aircraft and also includes a mini-motor with a screw or a mini-turbine (not shown in the figure), a mini-flywheel 16 , in their construction to the flywheel 3 is analog, a hydraulic motor (not shown in the figure), and take over the role of rudder for the pitch and roll control Elevons 17 ( 2 ) - in the form of a swing-out tail section of the wing of the pilot cabin 15 (which is applied to aircraft that do not have a horizontal tail) and steering wheels for directional control (not shown in the figure).

Falls die Pilotenkabine 15 am Rumpf 1 angeordnet ist, wird der infolge der Drehung der Pilotenkabine 15 zusammen mit dem Rumpf 1 entstehenden Asymmetrie des Strömungsverlaufes durch die Lage der Steuerruder 7 für Nick- und Rollsteuerung Rechnung getragen, welche entlang des gesamten inneren Umfangs des Rumpfes 1 angeordnet sind und welche durch Strahl- und Schlitzdüsen 9 (4) dupliziert werden, denen Druckluft von einem Luftverdichter oder aus einem Reservesystem zugeführt wird.If the pilot cabin 15 on the hull 1 is arranged, which is due to the rotation of the cockpit 15 along with the hull 1 resulting asymmetry of the flow pattern through the position of the rudder 7 taken into account for pitch and roll control, which are along the entire inner circumference of the fuselage 1 are arranged and which by jet and slot nozzles 9 ( 4 ) to which compressed air is supplied from an air compressor or from a reserve system.

Im Falle einer Anordnung der Pilotenkabine 15 innerhalb des Rumpfes 1 oder eines pilotenlosen LFZ sind diese Elemente in der Steuerung des LFT nicht vorhanden.In case of an arrangement of the pilot cabin 15 inside the hull 1 or a pilotless LFZ these elements are not present in the control of the LFT.

Das Luftfahrzeug zum vertikalen Starten und Landen funktioniert wie folgt.The vertical takeoff and landing aircraft works as follows.

Es wird ein Starten des Triebwerks des LFZ an den Tragflächen mit großem Seitenverhältnis 13, 2, 14 durchgeführt, die sich in einer Hochgeschwindigkeits-Hochdruck-Luftströmung befinden.It will start the engine of the LFZ on the wings with high aspect ratio 13 . 2 . 14 performed in a high-speed high-pressure air flow.

Zur Verhinderung eines vorzeitigen Abhebens des LFZ wird der untere als Elevon dienende Ring 7 nach oben geschwenkt. Beim Start wird der untere als Elevon dienende Ring 7 in die Ausgangsstellung zurückbewegt, und das LFZ startet. Falls das LFZ eine maximale Belastung (Last) hat, wird gleichzeitig mit der Zurückstellung des unteren als Elevon dienenden Ringes 7 in die Ausgangsstellung der obere als Elevon dienende Ring 7 nach unten geschwenkt; auf diese Weise wird durch Zurückwerfen der Luftmenge nach unten ein zusätzlicher Auftrieb erzeugt.In order to prevent premature lifting of the LFZ, the lower ring serving as an elevon becomes 7 swung upwards. At the start, the lower ring serving as the Elevon becomes 7 moved back to the starting position, and the aircraft starts. If the LFZ has a maximum load, it will coincide with the return of the lower ring serving as the ef 7 in the initial position of the upper serving as Elevon ring 7 panned down; In this way, by throwing back the amount of air an additional buoyancy is generated.

Die Kurssteuerung wird mit Hilfe der Steuerruder für die Richtungssteuerung 8 durchgeführt, die in der mittleren Sektion 11 entlang des gesamten Innenumfangs des Rumpfes 1 angeordnet sind. Da sie sich im Luftkanal der mittleren Sektion 11 befinden und von der Hochgeschwindigkeits-Luftströmung angeblasen werden, die von den arbeitenden Triebwerken 4, 5 oder 4, 6 erzeugt wird, weisen die Steuerruder für die Richtungssteuerung 8 in jeder Etappe des Fluges eine maximale Effizienz auf und ermöglichen es, eine Drehung des LFZ um seine vertikale Achse nicht nur während des Starts und der Landung durchzuführen, sondern auch während des horizontalen Fluges. Da ihre Anzahl einige Dutzend erreichen kann, hat ein Ausfall einer gewissen Anzahl von ihnen keinerlei Auswirkungen auf die Effizienz der Steuerung des LFZ.The course control is carried out by means of the rudder for directional control 8th performed in the middle section 11 along the entire inner circumference of the fuselage 1 are arranged. Since they are in the air duct of the middle section 11 and are blown by the high-speed airflow coming from the working engines 4 . 5 or 4 . 6 is generated, have the rudder for directional control 8th At each stage of the flight, it maximizes efficiency and makes it possible to turn the aircraft around its vertical axis not only during take-off and landing, but also during horizontal flight. Since their number can reach a few tens, a failure of a certain number of them has no effect on the efficiency of the control of the aircraft.

Beim Übergang in den horizontalen Flugzustand des LFZ werden zur Erzeugung eines gerichteten Schubvektors die als Elevons dienenden Ringe 7 aneinander gefügt, wobei sie einen beliebigen Sektor des Luftkanals zwischen der oberen 10 und der unteren 12 Sektion des Rumpfes überdecken und wobei sie den gegenüberliegenden Sektor des als Elevon dienenden Ringes 7 in eine Schlitzdüse verwandeln. Hierbei kann sich der Winkel der Schließung zum Berührungspunkt der als Elevons dienenden Ringe 7 in Abhängigkeit von den Bedingungen des Fluges um 360 Grad in beliebiger Richtung ändern, wobei eine Umdrehung um den Umfang des LFZ in einer Zeit von weniger als einer Sekunde durchgeführt wird.During the transition to the horizontal flight condition of the aircraft, the rings serving as elevons are used to generate a directional thrust vector 7 joined together, leaving any sector of the air duct between the upper 10 and the bottom one 12 Cover section of the fuselage and where they are the opposite sector of serving as Elevon ring 7 turn into a slot nozzle. Here, the angle of closure to the point of contact of serving as elevons rings 7 change 360 degrees in any direction depending on the conditions of the flight, with one turn around the circumference of the aircraft in less than one second.

Die Kombination der Funktionen der Steuerruder 7 für die Nick- und Rollsteuerung mit den Funktionen der Steuerung des Schubvektors verleiht dem LFZ zusammen mit dem Steuerungssystem für die Richtungssteuerung 8 eine maximale Manövrierbarkeit.The combination of the functions of the rudder 7 for the pitch and roll control with the functions of control of the thrust vector confers the LFZ together with the directional control system 8th maximum maneuverability.

In den als Elevons dienenden Profilringen 7 sind entlang des gesamten Umfangs Strahl- und/oder Schlitzdüsen 9 (4) angeordnet, welche die Funktionen eines Hilfssystems und duplizierenden Systems zur Steuerung des LFZ erfüllen. Bei geschlossenen, als Elevons dienenden Ringen 7 werden an ihrer Außenseite Reserve-Luftkanäle geöffnet. Während des Starts wird zur Verhinderung eines vorzeitigen Abhebens des LFZ der Hochgeschwindigkeits-Hochdruck-Luftstrom, der entlang des gesamten Umfangs des LFZ in horizontaler Richtung ausströmt, mit Hilfe der Steuerruder 7 nach oben abgelenkt, was ein reaktives Moment erzeugt, welches die Größe des Auftriebs teilweise ausgleicht. Die Ablenkung des Luftstrahls und/oder Luftstroms nach oben und die Entstehung einer Luftrezirkulation hierbei verhindert unter den Bedingungen eines flugplatzunabhängigen Betriebs des LFZ zum Beispiel die Zerstörung einer Schneedecke oder Grasnarbe.In the elevon profile rings 7 are jet and / or slot nozzles along the entire circumference 9 ( 4 ) which perform the functions of an auxiliary system and a duplicating system for controlling the LFZ. For closed, serving as elevons rings 7 Reserve air ducts are opened on their outside. During start-up, to prevent premature lifting of the LFZ, the high-speed, high-pressure airflow flowing along the entire circumference of the LFZ in the horizontal direction is controlled by the rudders 7 deflected upward, creating a reactive moment that partially compensates for the amount of lift. The deflection of the air jet and / or air flow upward and the emergence of an air recirculation prevents under the conditions of an airfield-independent operation of the LFZ, for example, the destruction of a snowpack or turf.

Falls das LFZ Geschwindigkeiten im Unterschallbereich und Überschallgeschwindigkeiten erreicht, werden die Luftkanäle des Rumpfes 1 entlang des gesamten Umfangs abgesperrt, mit Ausnahme der Kanäle für das Ansaugen von Luft und das Ausströmen der Gase. Falls das LFZ wenigstens eine Tragfläche 2 aufweist, welche außen angeordnet ist, wird diese ins Innere des Rumpfes 1 eingefahren.If the LFZ reaches subsonic speeds and supersonic speeds, the air ducts of the fuselage become 1 shut off along the entire circumference, with the exception of the channels for the suction of air and the outflow of the gases. If the LFZ at least one wing 2 which is arranged outside, this is inside the hull 1 retracted.

Falls eine Tragfläche 2 außerhalb des Rumpfes 1 so angeordnet ist, dass die Möglichkeit einer Dämpfung bei eventuellen Berührungen mit Hindernissen (Bäumen, Gebäuden usw.) besteht, so ist sie abgefedert.If a wing 2 outside the hull 1 is arranged so that there is the possibility of damping in case of contact with obstacles (trees, buildings, etc.), so it is cushioned.

Eine vertikale Landung wird mit Hilfe der Steuerruder 7 durchgeführt, indem die Horizontalfluggeschwindigkeit auf null verringert wird. Mit Hilfe des unteren als Elevon dienenden Ringes 7, welcher um einen vorgegebenen Betrag nach oben geschwenkt wird, sowie durch Verringerung der Drehzahl des Triebwerks 4, 5 oder 4,6 ist eine Landung des LFZ auf einer beliebigen nicht vorbereiteten Fläche möglich, darunter auch auf dem Wasser.A vertical landing will be with the help of the helm 7 performed by the horizontal flight speed is reduced to zero. With the help of the lower ring serving as Elevon 7 , which is pivoted upwards by a predetermined amount, and by reducing the rotational speed of the engine 4 . 5 or 4 . 6 A landing of the aircraft on any unprepared area is possible, including on the water.

Bei einer Wasserlandung auf einer Wasserfläche kann das LFZ schnell zum Eintauchen bis zu einer vorgegebenen Tiefe gebracht werden. Hierzu werden in der unteren Sektion 12 ferngesteuerte Regelvorrichtungen geöffnet, und das Wasser beginnt, Trimmhohlräume zu füllen, welche diagonal zueinander entlang des Umfangs des LFZ angeordnet sind. When landing on a water surface, the aircraft can be quickly dipped to a predetermined depth. To do this, in the lower section 12 open remote control devices, and the water begins to fill trim cavities, which are arranged diagonally to each other along the circumference of the LFZ.

Die Pilotenkabine 15 ist hermetisch ausgeführt.The pilot cabin 15 is hermetically executed.

Beim Erreichen der vorgegebenen Tiefe werden die ferngesteuerten Absperrvorrichtungen im Rumpf 1 geschlossen, womit sie den Zufluss von Außenbordswasser in die Trimmbehälter versperren und das Ausströmen von Luft verhindern.When reaching the specified depth, the remote-controlled shut-off devices in the fuselage 1 closed, blocking the inflow of outboard water into the trim tanks and preventing the outflow of air.

Falls sich das LFZ unter Wasser befindet, erfolgt die Steuerung der Bewegung des LFZ unter Wasser sowie des Auftauchens sowohl von der Pilotenkabine 15 aus, als auch vom Fracht- und Passagierraum aus. Die Pilotenkabine 15 und der Fracht- und Passagierraum sind hermetisch abgedichtet. Für eine Fahrt des LFZ unter Wasser wird ein Dieselmotor 18 von geringer Leistung verwendet, der mit einem Luft-Gas-Gemisch betrieben wird, welches sich unter Druck in Behältern befindet, die aus Verbundmaterialien hergestellt sind und einen Teil der lasttragenden Struktur der unteren Sektion 12 darstellen.If the LFZ is underwater, the movement of the LFZ under water as well as the emergence is controlled both from the pilot cabin 15 out, as well as from the cargo and passenger space. The pilot cabin 15 and the cargo and passenger space are hermetically sealed. For a drive of the LFZ under water becomes a diesel engine 18 used by low power, which is operated with an air-gas mixture, which is under pressure in containers made of composite materials and a part of the load-bearing structure of the lower section 12 represent.

Das LFZ verfügt über die Möglichkeit, ins Wasser einzutauchen und sich unter Wasser zu bewegen. Für ein schnelles Auftauchen an die Oberfläche wird dasselbe Prinzip der Erzeugung eines Auftriebs angewendet, wie unter den Bedingungen eines Starts oder einer Landung, lediglich mit dem Unterschied, dass die Drehzahl des Triebwerks 4, 5 oder 4, 6 in diesem Falle nur einige -zig Umdrehungen pro Minute betragen kann, wobei als Antrieb der Dieselmotor 18 von geringer Leistung verwendet wird, der mit einem Luft-Gas-Gemisch betrieben wird, welches sich unter Druck in Behältern befindet, die aus Verbundmaterialien hergestellt sind und einen Teil des Schubgerüstes des Rumpfes 1 darstellen.The aircraft has the ability to dive into the water and move underwater. For a quick surfacing to the surface, the same principle of producing a lift is applied as under the conditions of takeoff or landing, only with the difference that the speed of the engine 4 . 5 or 4 . 6 in this case can be only a few-tens of revolutions per minute, being used as the drive of the diesel engine 18 is used of low power, which is operated with an air-gas mixture, which is under pressure in containers made of composite materials and a part of the thrust framework of the hull 1 represent.

Unter bestimmten Bedingungen der Unterwasserfahrt sowie unter bestimmten Flugbedingungen können die obere Sektion 10 und die untere Sektion 12 vollständig oder teilweise, nacheinander oder gleichzeitig, zur Verringerung insbesondere des Luftwiderstands, die Luftkanäle der oberen 10 und mittleren 11 Sektion unter einem beliebigen Winkel oder einem Winkel null zueinander absperren; hierbei erweitern die als Elevons dienenden Ringe 7, welche die Funktionen von Steuerrudern für die Nick-, Roll- und Schubvektorsteuerung erfüllen, das Spektrum der Möglichkeiten des LFZ.Under certain conditions of underwater travel as well as under certain flight conditions, the upper section 10 and the lower section 12 completely or partially, successively or simultaneously, to reduce in particular the air resistance, the air ducts of the upper 10 and middle 11 Shut off section at any angle or angle zero to each other; in this case the rings serving as elevons expand 7 , which fulfill the functions of control rudders for the pitch, roll and thrust vector control, the spectrum of possibilities of the LFZ.

Im Falle eines Ausfalls des Dieselmotors 18 beim Auftauchen aus dem Wasser bewirkt das unter Druck befindliche Luft-Gas-Gemisch über eine Mini-Turbine eine Rotation der Ventilatoranlage 5, oder es wird unmittelbar zum Füllen der Tanks verwendet. Als duplizierendes Steuerungssystem in Form von Steuerrudern für Richtungs-, Nick- und Rollsteuerung 7 wird während des Fluges das Luft-Gas-Gemisch, welches sich unter Druck in den Behältern befindet, im Falle eines Ausfalls der Triebwerke 4, 5 oder 4, 6 sowie zur Drehzahlerhöhung der Schwungscheibe 3 über einen Hydraulikmotor verwendet.In case of failure of the diesel engine 18 when emerging from the water causes the pressurized air-gas mixture via a mini-turbine, a rotation of the fan system 5 , or it is used directly to fill the tanks. As a duplicating control system in the form of steering wheels for direction, pitch and roll control 7 during flight, the air-gas mixture, which is under pressure in the containers, in case of failure of the engines 4 . 5 or 4 . 6 and to increase the speed of the flywheel 3 used via a hydraulic motor.

Bei einem Ausfall der Triebwerke 4, 5 oder 4, 6 während des Fluges kann man das LFZ, in Kenntnis seiner aerodynamischen Besonderheiten, mittels der Anordnung der oberen 10 und der unteren 12 Sektion relativ zueinander unter Ausnutzung des in diesem Falle entstehenden asymmetrischen Strömungsverlaufs um das LFZ selbst steuern, und über das Reserve-Steuerungssystem für Richtungs-, Nick- und Rollsteuerung durch Verwendung des unter Druck in den Behältern befindlichen Gas-Luft-Gemisches. Falls in dem LFZ Triebwerke in Form von zum Beispiel Turbinentriebwerken verwendet werden, so können, wenn das LFZ Geschwindigkeiten in der Nähe der Schallgeschwindigkeit oder Überschallgeschwindigkeiten erreicht, die Tragflächen 13, 2, welche in einer geschlossenen Form oder in einer offenen Form (aufgeteilt in Sektoren) ausgeführt sind, vollständig oder teilweise (sektorweise) in eine spezielle Nische 19 eingefahren werden, der regelbare Zwischenraum zwischen der mittleren 11 und der oberen 10 Sektion des Rumpfes 1 verwandelt sich in eine Entnahmevorrichtung, und in der mittleren Sektion 11 verwandelt er sich in Schlitzdüsen 9. Hierzu können die obere Sektion 10 und die untere Sektion 12 vollständig oder teilweise, nacheinander oder gleichzeitig, die Luftkanäle der mittleren 11 und oberen 10 Sektion unter einem beliebigen Winkel zueinander absperren; hierbei erweitern die als Elevons dienenden Ringe 7 das Spektrum der Möglichkeiten des LFZ, zum Beispiel kann der Schubvektor augenblicklich in den entgegengesetzten Vektor geändert werden, um bei Ausführung dieses oder jenes Manövers eine Schnellbremsung durchzuführen. Bei laufendem Triebwerk 4, 5 oder 4, 6 wird eine Verdünnung der Luft über der oberen Fläche des Rumpfes 1 erzeugt, was zur Entstehung eines zusätzlichen Auftriebs führt.In case of failure of the engines 4 . 5 or 4 . 6 During the flight, the aircraft can, knowing its aerodynamic characteristics, by means of the arrangement of the upper 10 and the bottom one 12 Section relative to each other using the resulting in this case asymmetric flow around the LFZ self-control, and the reserve control system for directional, pitch and roll control by using the pressurized in the containers gas-air mixture. If engines in the form of, for example, turbine engines are used in the aircraft, then, if the aircraft reaches speeds near the speed of sound or supersonic speeds, the wings 13 . 2 which are executed in a closed form or in an open form (divided into sectors), completely or partially (sectorally) into a special niche 19 be retracted, the controllable space between the middle 11 and the upper one 10 Section of the hull 1 turns into a sampling device, and in the middle section 11 he turns into slot nozzles 9 , For this, the upper section 10 and the lower section 12 completely or partially, one after another or simultaneously, the air channels of the middle 11 and upper 10 Shut off section at any angle to each other; in this case the rings serving as elevons expand 7 For example, the range of possibilities of the LFZ, the thrust vector can be changed instantly into the opposite vector to perform an emergency braking when performing this or that maneuver. With the engine running 4 . 5 or 4 . 6 will be a dilution of the air over the upper surface of the fuselage 1 generated, which leads to the creation of an additional buoyancy.

Das Steuerungssystem in Form von Steuerrudern 7 für die Nick- und Rollsteuerung erfüllt gleichzeitig die Funktionen der Schubvektorsteuerung, und es handelt sich dabei um zwei als Elevons dienende Profilringe 7, die zum Beispiel in der oberen 10 und unteren 12 Sektion entlang des gesamten Innenumfangs des Rumpfes 1 angeordnet sind. Die als Elevons dienenden Ringe 7 können autonom, unabhängig voneinander arbeiten, oder synchron zur Erzeugung eines gerichteten Schubvektors.The control system in the form of control wheels 7 for the pitch and roll control simultaneously fulfills the functions of thrust vector control, and there are two serving as elevons profile rings 7 that, for example, in the upper 10 and lower 12 Section along the entire inner circumference of the hull 1 are arranged. The elevon serving rings 7 can work autonomously, independently of each other, or synchronously to produce a directed thrust vector.

Die vorgeschlagene technische Lösung sieht eine prinzipiell neue Konstruktion eines LFZ vor, mit Verwendung eines Rumpfes 1, der zum Beispiel in Form einer Tragfläche mit kleinem Seitenverhältnis, d. h. eines Scheibenflüglers (Diskoplans), ausgeführt ist. The proposed technical solution provides a fundamentally new construction of an aircraft using a hull 1 For example, in the form of a wing with a small aspect ratio, ie a disc wing (disc planer) is executed.

In diesem Falle gestattet es der als Tragfläche ausgebildete Rumpf 1, einen Flug bei größeren Anstellwinkeln als gewöhnlich durchzuführen, und seine charakteristische Besonderheit – der Strömungsabriss bei dem als Tragfläche ausgebildeten Rumpf 1 – verzögert sich bis zu Winkeln von 45 Grad (Cy). Das räumliche Wirbelsystem induziert auf der oberen Fläche des als Tragfläche ausgebildeten Rumpfes 1 entlang der Sehnen (Tiefen) eine zusätzliche Geschwindigkeit, wodurch die Verdünnung zunimmt, und demzufolge auch der zusätzliche Auftrieb, welcher die Verluste durch die lokalen Strömungsabrisse entlang der Seiten- und Vorderkanten mehr als kompensiert. Dieser aerodynamische Effekt an dem als Tragfläche ausgebildeten Rumpf 1 verstärkt sich mit Vergrößerung des Anstellwinkels.In this case, it allows the formed as a wing hull 1 to perform a flight at greater angles of attack than usual, and its characteristic feature - the stall in the hull designed as a wing 1 - decelerates to angles of 45 degrees (Cy). The spatial vortex system induces on the upper surface of the fuselage formed as a wing 1 along the chords (depths) an additional speed, which increases the dilution, and consequently also the additional buoyancy, which more than compensates for the losses due to the local stall along the lateral and leading edges. This aerodynamic effect on the hull designed as a wing 1 increases with increase in the angle of attack.

Aus diesem Grunde weist der als Tragfläche ausgebildete Rumpf 1 der vorgeschlagenen Vorrichtung nicht die Tendenz einer ”Flügellastigkeit” auf, er kommt nicht ins Trudeln, was wiederum ein langsames und sicheres Absinken garantiert, ähnlich dem Absinken an einem Fallschirm. Unter den Bedingungen von Start und Landung erzeugt der in der Draufsicht runde, als Tragfläche ausgebildete Rumpf 1 einen sehr starken Luftkisseneffekt, das heißt, solange das LFZ seine Geschwindigkeit nicht auf natürliche Weise auf die Landegeschwindigkeit vermindert, kann es nicht landen, was sich auf die Flugsicherheit und auf die Manövrierbarkeit des LFZ auswirkt.For this reason, has the hull designed as a wing 1 The proposed device does not have the tendency of a "wing load", it does not come into spinning, which in turn guarantees a slow and safe drop, similar to the sinking on a parachute. Under the conditions of take-off and landing, the fuselage, round in plan view, produces a hull designed as a wing 1 a very strong air cushion effect, that is, as long as the LFZ does not naturally reduce its speed to the landing speed, it can not land, which affects the flight safety and the maneuverability of the LFZ.

Ein nicht unwesentlicher Vorteil der vorgeschlagenen Vorrichtung ist auch der Umstand, dass die finanziellen Aufwendungen sich um eine Größe verringern, die ungefähr zur dritten Potenz der Spannweite des als Tragfläche ausgebildeten Rumpfes 1 proportional ist, und das Fehlen eines horizontalen Leitwerks als selbstständiges Aggregat führt zu einer Verringerung der finanziellen Aufwendungen um nochmals 10–15%.A not insignificant advantage of the proposed device is also the fact that the financial expenses are reduced by an amount approximately to the cube of the span of the fuselage formed as a wing 1 proportional, and the absence of a horizontal stabilizer as a self-contained aggregate leads to a 10-15% reduction in financial expenditures.

Es ist anzumerken, dass generell ein horizontales Leitwerk für ein manövrierunfähiges Überschallflugzeug hauptsächlich bei großen Anstellwinkeln (Start, Landung, Austritt aus dem Überziehen usw.) erforderlich ist. Unter Dauerflugbedingungen können die Funktionen des horizontalen Leitwerks erfolgreich von Elevon-Ruderklappen erfüllt werden. Jedoch beim Start und bei der Landung ist ein Flugzeug des ”hecklosen” Schemas einem Flugzeug des ”normalen” Schemas unterlegen, da die Tragfläche eines hecklosen Flugzeugs keine Mechanisierung gestattet. Aufgrund der Bedingungen der Längstrimmung der Tragfläche muss deren Hinterkante im vorteilhaftesten Flugregime, das heißt bei der Geschwindigkeit, welche der minimalen Sinkgeschwindigkeit entspricht, nach oben angehoben sein. Dies führt zu einer Verringerung des Koeffizienten des getrimmten Auftriebs und entsprechend zu einer Erhöhung der Fluggeschwindigkeit. Die vorgeschlagene Konstruktion eines LFZ löst diese Aufgabe.It should be noted that generally a horizontal tail for a maneuverable supersonic aircraft is required, especially at high angles of attack (takeoff, landing, exiting, etc.). Under steady flight conditions, the functions of the horizontal empennage can be successfully met by elevon control valves. However, at take-off and landing, an aircraft of the "no-back" scheme is inferior to an aircraft of the "normal" scheme because the wing of a sternless aircraft does not permit mechanization. Due to the conditions of the longitudinal trim of the wing its trailing edge must be raised in the most advantageous flight regime, that is at the speed corresponding to the minimum rate of descent. This leads to a reduction in the coefficient of the trimmed buoyancy and, correspondingly, to an increase in the airspeed. The proposed construction of a LFZ solves this problem.

Die vorgeschlagene Konstruktion eines LFZ kann für den Transport von Fracht und Passagieren, zum Besprühen von Gärten und Feldern, zum Schutz von Wäldern und Naturschutzgebieten, für die medizinische Nothilfe in schwer zugänglichen Regionen sowie als Sport-, Ausbildungs- und Übungs-Luftfahrzeug verwendet werden.The proposed construction of an aircraft may be used for the transport of cargo and passengers, for spraying gardens and fields, for the protection of forests and nature reserves, for emergency medical aid in hard-to-reach regions, and as a sports, training and practice aircraft.

Die vorgeschlagene Konstruktion eines LFZ gestattet es, eine hohe Manövrierbarkeit durch Rotation des LFZ um die vertikale Achse nicht nur während des Starts und der Landung, sondern auch während des horizontalen Fluges sicherzustellen; außerdem ist es durch eine Änderung des Schubvektors um Bereich von 360° sowie durch die Erzeugung eines maximalen Auftriebs an der Tragfläche oder den Tragflächen, die sich in den Luftkanälen des Rumpfes befinden, unabhängig von der räumlichen Lage des LFZ, von Fehlern der Führung des LFZ oder von schwierigen meteorologischen Bedingungen, konstruktiv und funktional unmöglich, dass die Tragflächen überkritische Anstellwinkel (Deep Stall) erreichen, was es ermöglicht, Flüge an schwer zugänglichen Orten, zwischen Bäumen, in der Stadt, im Gebirge usw. durchzuführen.The proposed design of a LFZ makes it possible to ensure high maneuverability by rotating the LFZ about the vertical axis not only during take-off and landing but also during horizontal flight; it is also due to a change of the thrust vector by a range of 360 ° and by the generation of a maximum lift on the wing or the wings, which are located in the air ducts of the fuselage, regardless of the spatial position of the LFZ, errors in the leadership of the LFZ or in difficult meteorological conditions, constructionally and functionally impossible for the wings to reach super-critical deep stalls, allowing flights to be made in hard-to-reach places, between trees, in the city, in the mountains, etc.

Außerdem wird bei der vorgeschlagenen Konstruktion eines LFZ zur Erzielung einer absoluten Nick- und Rollstabilität während der Bedingungen von Start und Landung sowie bei hoher Atmosphärenturbulenz zur Gewährleistung der Flugsicherheit auch der gyroskopische Effekt einer Schwungscheibe 3 genutzt, die aus superleichten Materialien hergestellt ist. Zur Erzeugung eines gyroskopischen Effekts bzw. einer Corioliskraft wird eine kältebeständige Flüssigkeit zugeführt, welche ihrerseits während einer beliebigen Etappe des Fluges des LFZ augenblicklich durch ferngesteuerte Magnetventile abgelassen werden kann, die entlang des Umfangs der Schwungscheibe 3 angeordnet sind. Im Falle eines Ausfalls der Triebwerke 4, 5 oder 4, 6 wird die kinetische Energie der Schwungscheibe 3 genutzt, und im Falle eines Ausfalls des Steuerungssystems 7, 8 wird der Antrieb von einer Luftturbine genutzt, die mit einem Luft-Gas-Gemisch betrieben wird, welches sich unter Druck in Behältern befindet.In addition, in the proposed design of a LFZ to achieve absolute pitch and roll stability during take-off and landing conditions, as well as high atmospheric turbulence to ensure flight safety, the gyroscopic effect of a flywheel also becomes 3 used, which is made of super-light materials. To generate a gyroscopic effect or a Coriolis force, a cold-resistant liquid is supplied, which in turn can be discharged instantaneously during any stage of the flight of the LFZ by remote-controlled solenoid valves, which are along the circumference of the flywheel 3 are arranged. In case of failure of the engines 4 . 5 or 4 . 6 becomes the kinetic energy of the flywheel 3 used, and in case of failure of the control system 7 . 8th The drive is used by an air turbine operated with an air-gas mixture, which is under pressure in containers.

Ein nicht unwesentlicher Vorteil der vorgeschlagenen Konstruktion eines LFZ ist auch der Umstand, dass die finanziellen Aufwendungen sich um eine Größe verringern, die ungefähr zur dritten Potenz der Spannweite der Tragfläche proportional ist, und das Fehlen eines horizontalen Leitwerks als selbstständiges Aggregat führt zu einer Verringerung der finanziellen Aufwendungen um nochmals 10–15%.A not insignificant advantage of the proposed design of a LFZ is also the fact that the financial expenses are reduced by an amount that is approximately proportional to the cube of the span of the wing, and the absence of a horizontal empennage as a self-contained unit leads to a reduction of financial expenses by another 10-15%.

Die Konstruktion eines LFZ, welche eine Anordnung der Tragfläche (Tragflächen) innerhalb und/oder außerhalb des Rumpfes vorsieht, gestattet es, die angeströmte Fläche der Tragfläche (Tragflächen) um ein Vielfaches zu vergrößern, was zur Folge hat, dass sich der Auftrieb des LFZ proportional zur Fläche der Tragfläche (Tragflächen) vergrößert.The design of a LFZ, which provides an arrangement of the wing (wings) within and / or outside of the fuselage, allows the inflow surface of the wing (wings) to increase many times, with the result that the lift of the LFZ increased proportionally to the area of the wing (wings).

Die Konstruktion des LFZ ermöglicht dessen Betrieb auch unter flugplatzunabhängigen Bedingungen, unter beliebigen klimatischen Bedingungen und zu jeder Tageszeit.The design of the LFZ allows its operation even under airfield-independent conditions, under any climatic conditions and at any time of day.

Das Nichtvorhandensein von rotierenden und schwenkbaren Teilen, die am Rumpf angeordnet sind, erhöht die Flugsicherheit und die Manövrierbarkeit.The absence of rotating and pivoting parts located on the fuselage increases flight safety and maneuverability.

Claims

A vertical take-off and landing aircraft comprising an aerodynamically-shaped fuselage and at least one wing configured in the form of a hoop and disposed within and / or outside the fuselage, with a flywheel in the form of a hollow within the fuselage Disc equipped with remote-controlled valves; an engine consisting of at least one engine and at least one fan device or a turbo fan motor and an ejector device; a control system consisting of directional control, thrust vector, roll and pitch control rudders, which are in the form of profiled rings and arranged symmetrically with each other and with respect to the axis of the fuselage.

A vertical take-off and landing aircraft according to claim 1, characterized in that the aerodynamically shaped hull comprises one or more sections.

Aircraft for vertical take-off and landing according to claim 1, characterized in that the profile rings are additionally equipped with jet and / or slot nozzles.

Aircraft for vertical takeoff and landing according to claim 1, characterized in that the profile rings are additionally equipped with shutter flaps.

A vertical take-off and landing aircraft according to claim 1, characterized in that the wing is designed with a large aspect ratio with a profile of maximum aerodynamic efficiency determined by the formula K = Cy / Cx = 45-65.

A vertical take-off and landing aircraft according to claim 1, characterized in that the wing, which is in the form of a ring, has the shape of a circle in plan view and the profile of a wing in cross-section.

A vertical take-off and landing aircraft according to claim 1, characterized in that the wing, which is in the form of a ring, has the shape of an oval in plan view and the profile of a wing in cross-section.

A vertical take-off and landing aircraft according to claim 1, characterized in that the wing, which is in the form of a ring, has the shape of a polygon in plan view and the profile of a wing in cross-section.

A vertical take-off and landing aircraft according to claim 1, characterized in that it is additionally equipped with a pilot cabin located inside or outside the hull and with the possibility of disconnecting from the hull and performing a self-contained flight.

A vertical take-off and landing aircraft according to claim 1, characterized in that the hull is additionally provided with remote control devices arranged circumferentially in the lower part of the hull.

A vertical take-off and landing aircraft according to claim 10, characterized in that the remote control devices are remote-controlled slides.

A vertical take-off and landing aircraft according to claim 10, characterized in that the remote control devices are remote-controlled valves.

A vertical take-off and landing aircraft according to claim 10, characterized in that the remote control devices are remote sea valves (kingston valves).