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Senkrecht startendes und landendes Luftschraubenflugzeug mit einer
Tragflügel-Luftschraubeneinheit oder einer Luftschraube, die von der Schwebeflugendlage
in die Horizontalflugendlage schwenkbar ist Die Erfindung betrifft ein senkrecht
startendes und landendes Luftschraubenfiugzeug mit einer Tragflügel-Luftschrauben-Einheit
oder zumindest einer Luftschraube, die von der Endlage für den Schwebeflug in die
Endlage für den Horizontalflug um eine Drehachse schwenkbar ist.
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Es ist bereits eine Anordnung schwenkbarer Triebwerke vorgeschlagen
worden, durch die Kippmomente infolge Triebwerksverschwenkung vermieden und Kippmomente
infolge Schwerpunktswanderung ausgeglichen werden können. Dies wird dort dadurch
erreicht, daß an im Flugzeug drehbar gelagerten Schwingen, die nach Lage und Anzahl
symmetrisch zur Flugzeuglängsachse angeordnet und um Drehachsen, die zur Flugzeugquerachse
im wesentlichen parallel sind, schwenkbar sind, je Schwinge mindestens zwei Triebwerke
individuell schwenkbar angeordnet sind, wobei je Triebwerk ein Verstellorgan vorgesehen
ist, das einerseits an der Schwinge und andererseits arn betreffenden Triebwerk
angelenkt ist.
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Eine solche Ausführungsform stellt einen großen Aufwand dar und ist
für Luftschraubentriebwerke nicht verwendbar, da kein Platz für zwei Luftschrauben
vorhanden ist.
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Bei zum Stand der Technik gehörenden Ausführungen von Flugzeugen mit
schwenkbaren Luftschrauben oder schwenkbarer Tragflügel-Luftschrauben-Einheit wird
die Luftschraube oder die Tragflügel-Luftschrauben-Einheit um eine rumpffeste Achse
geschwenkt. Während des Übergangs vom luftschraubengetragenen Schwebeflug zum flügelgetragenen
Flug, d. h., während des Schwenkens der Luftschrauben bei gleichzeitig zunehmender
Horizontalgeschwindigkeit (Schräganblasung), entsteht neben der axialen Schubkraft
der Luftschraube noch eine Luftschraubennormalkraft, die senkrecht zur Luftschraubenachse
angreift, und eine Luftkraft am Flügel, die aus dessen Auftrieb und Widerstand resultiert.
Die Resultierende aus diesen Kräften wandert während des Übergangsfluges so, daß
ein Kippmoment entsteht. Die Wirkungslinie der Resultierenden aus allen Luftschraubenkräften
und aus allen Luftkräften am Flügel erfährt eine Verschwenkung und Verschiebung,
so daß es nicht möglich ist, einen flugzeugfesten Punkt zu finden, um den die Resultierende
eine reine Verschwenkung erfährt. Es ist also ausgeschlossen, das Kippmoment des
Flugzeuges während des 1;Jbergangsfluges durch reine Verschwenkung auszuschalten.
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Zum Ausgleich des während des Übergangsfluges veränderlichen Kippmomentes
müssen besondere Einrichtungen vorgesehen werden, wie z. B. horizontal liegende
Heckschrauben. Solche Zusatzeinrichtungen kosten Gewicht und arbeiten infolge sehr
unterschiedlicher Belastung unwirtschaftlich.
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Aufgabe der Erfindung ist es, den Luftschraubenschwenkvorgang so auszuführen,
daß keine oder nur geringe Kippmomente auftreten.
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Erfindungsgemäß wird dies bei einem Flugzeug der eingangs genannten
Art dadurch erreicht, daß die Drehachse verschiebbar ist.
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Diese Verschiebung erfolgt dann in dem Sinne, daß ein Momentengleichgewicht
um den Flugzeugschwerpunkt ohne oder nur mit geringen Trimmkräften hergestellt werden
kann.
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Vorzugsweise sind eine rumpffeste Kulisse, die als Führung für die
Drehachse dient, und ein an einem Flugzeugfestpunkt angreifendes Gestänge vorgesehen,
das die Drehachse z. B. auf hydraulischem Wege verschiebt.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist an Hand der Zeichnung nachstehend
beschrieben. Es zeigt F i g. 1 ein Flugzeug mit einer um eine feste Drehachse am
Flugzeugrumpf schwenkbaren Tragflügel-Luftschrauben-Kombination (Stand der Technik),
F i g. 2 ein Flugzeug, bei dem erfindungsgemäß die Drehachse verschoben werden kann,
F i g. 3 eine Ausführungsform zur Verschiebung der Drehachse in Seitenansicht unter
Andeutung der Lage für den Schwebeflug durch Strichpunktierung.
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Bei der bekannten Ausführungsform nach F i g. 1 ist am Flugzeugrumpf
1 ein Tragflügel 2 vorgesehen,
an dem an jeder Seite ein Luftschraubengehäuse
4, das einen Antrieb für eine Luftschraube5 umschließt, befestigt ist. Diese Tragflügel-Luftschrauben-Einheit
2, 4, 5 ist um eine am Rumpf 1 festliegende Drehachse 3 schwenkbar. Die Drehachse
ist so angeordnet, daß während des Schwebefluges (strichpunktierte Lage) eine nach
oben-gerichtete Schubkraft' S durch den Schwerpunkt C des Flugzeuges geht. Beim
Horizontalflug, bei dem sich die Einheit 2, 4, 5 in der ausgezogenen dargestellten
Lage befindet, verläuft eine aus der Luftschraubenkraft L und einer Luftkraft
B
(bestehend aus Auftrieb und Widerstand des Flugzeuges) zusammengesetzte
Resultierende R im Abstand d vom Schwerpunkt C. Hierdurch entsteht ein Moment um
den Schwerpunkt des Flugzeuges, das durch bekannte .Mittel, z. B. durch Verstellung
des Höhenruders, ausgeglichen werden muß. Diese Austrimmung bringt jedoch einen
Energieverlust mit sich.
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Gegenüber der bekannten Anordnung ist bei der erfindungsgemäßen nach
F i g. 2 die Drehachse 3 verschiebbar. In, Horizontalflugstellung (ausgezogene Lage)
ist sie gegenüber der Schwebeflugstellung (strichpunktierte Lage) um einen Betrag
e nach hinten verschoben. Die Verschiebung erfolgt während des Schwenkvorganges.
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Zur Verschiebung dient ein in F i g. 3 dargestelltes Gestänge. Eine
im Punkt 8 flugzeugfest gelagerte Stange 6 greift' an einer tragflügelfesten Lasche
7 im Punkt 14 gelenkig an. Die Stange 6 weist einen abgewinkelten Arm 9. auf, an
dem ein hydraulischer Zylinder 10 gelenkig gelagert ist. Die Kolbenstange 11 des
hydraulischen Zylinders 10 greift an der Lasche 7 gelenkig an; ihre Wirkungslinie
verläuft mit einem Abstand zu dem Gelenkpunkt 14 und der Drehachse 3. In waagerechter
Stellung der Einheit 2, 4, 5 befindet sich die KoIbenstange 11 in ausgefahrenem
Zustand, während sie bei deren senkrechter Stellung eingefahren ist. Während des
Verschwenkens von der waagerechten in die senkrechte Stellung, und umgekehrt, werden,
Momente um den Punkt 14 und die Drehachse 3 erzeugt. Hierdurch wird einerseits die
Drehachse 3, die in einer rumpffest angeordneten Kulisse 12 gleiten kann, verschoben
und andererseits die Einheit 2, 4, 5 verschwenkt.
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An Stelle der oben erläuterten Zusammenfassung des Schwenkens der
Einheit 2; 4, 5 und des Verschiebens ihrer Drehachse 3 in der Kulisse 12 können
für beide Vorgänge auch getrennte Vorrichtungen vorgesehen sein. Zum Beispiel könnte
bei der Verschwenkung die Verschiebung der Drehachse3 in der Kulisse 12 abhängig
gemacht werden von einem Gerät, das die auftretenden Momente auswertet und die Verschiebung
zur Erzielung der jeweils günstigen Stellung vornimmt.
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Es muß auch bei der Zusammenfassung des Schwenkens der Einheit 2,
4, 5 und des Verschiebens ihrer Drehachse 3 angestrebt werden, daß nicht nur in
den Endlagen (Schwebeflug bzw. Horizontalflug), sondern auch in den Zwischenlagen
(Transition) die Verhältnisse in bezug auf die Lage der Resultierenden aus den Luftkräften
zum Schwerpunkt C günstig liegen. Dies kann z. B. durch Gestaltung der Kulisse
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in einer errechneten Kurve oder durch Änderung der Aus- bzw. Einfahrgeschwindigkeit
der Kolbenstange 11 erreicht werden.