DE29702492U1 - Ringflügel-Fluggerät - Google Patents

Description

Ringflügel-Fluggerät Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Senkrechtstart- und -landefähiges Fluggerät, das insbesondere geeignet ist, sehr große Lasten zu heben und diese bei geringer Fluggeschwindigkeit zu transportieren.

Der nicht bodengebundene Transport von einigen Tonnen bis zu mehreren hundert Tonnen kann derzeit nur von großen Transportflugzeugen erfolgen, wobei für diese befestigte Start- und Landebahnen benötigt werden, wodurch ein An- und Abtransport der Güter zu und von einem solchen Flughafen auf dem Wasser- und/oder Landweg durchgeführt werden muß.

Eine Alternative dazu stellen Drehflügler bzw. Hubschrauber dar. Diese sind jedoch aufgrund ihrer sehr aufwendigen und teuren Technik wesentlich kostenintensiver und in ihrer Nutzlast eingeschränkt. So erreichen beispielsweise die russischen Transporthubschrauber MIL Mi-26 und MIL Mi-12 jeweils eine maximale Nutzlast von ungefähr 20 t bzw. 35 t. Bei in Bodennähe auszuführenden Arbeiten entsteht darüber hinaus durch den vertikalen Luftstrom unter einem Hubschrauber eine nur schwer kalkulierbare Luftverwirbelung.

Bekannt ist das Prinzip eines Ringflügel-Flugzeuges bzw. Coleopters, d. h. eines senkrecht startenden und landenden Flugzeugs mit einem Ringflügel, der den Rumpf und das Antriebssystem, beispielsweise ein Luftstrahltriebwerk, umschließt und* im Reiseflug den Auftrieb liefert.

Das Prinzip eines solchen Coleopters ist ferner Gegenstand der Offenlegungsschrift DE 41 12 585, welche vorsieht, ein speziell ausgebildetes Auftriebsprofil eines in sich geschlossenen, rotationssymmetrischen Ringflügels von der Symmetrieachse her radial mit einem laminaren Luftstrom zur Auftriebserzeugung anzuströmen. Hierbei soll

• ·

der zur Auftriebserzeugung benötigte Luftstrom durch eine in einem oberen Leitblech angeordnete Öffnung angesaugt und mittels eines Axialgebläses und eines unteren Leitblechs radial dem Ringflügel zugeleitet werden. Der Ringflügel, das obere Leitblech und das untere Leitblech sind derart ausgebildet, daß zum Übergang in einen hyperschal!nahen Schnellflug die beiden Leitbleche eng an den Ringflügel angelegt werden sollen, so daß das Fluggerät als Ganzes die Form eines flachen Kugelsegments aufweist. Ein derart ausgebildetes Ringflügel-Fluggerät, welches für den hyperschallnahen Schnellflug vorgesehen ist, ist jedoch gleichfalls in seiner Tragkraft eingeschränkt und eignet sich daher nur sehr bedingt zum Transport besonders schwerer oder extrem sperriger Lasten, wie beispielsweise vorgefertigte Brückenteile oder Turbinen für Kraftwerke, welche derzeit für einen Transport zerlegt werden müssen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Fluggerät bereitzustellen, welches in der Lage ist, Transportgüter, insbesondere auch besonders schwere oder extrem sperrige, direkt von Ort zu Ort durch den Luftraum zu befördern, ohne auf die für normale Flächenflugzeuge notwendigen Landebahnen und die damit verbundenen zusätzlichen An- und Abtransporte als auch auf die sehr teure und bei sehr große Lasten wenig wirksame Hubschraubertechnik zurückgreifen zu müssen und wobei insbesondere die Steuerbarkeit um die Hochachse auf einfache Weise ermöglicht werden soll.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird auf höchst überraschende Weise bereits durch ein Fluggerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, und vorteilhafte und bevorzugte Ausgestaltungen eines solchen Fluggeräts sind in den Unteransprüchen 2 bis 9 aufgeführt.

Durch Bereitstellen eines Fluggerätes mit einem Tragflügel, dessen Flügelnase nach innen zum Zentrum des Fluggerätes hin ausgerichtet angeordnet ist und der insbesondere ein für langsame Strömungsgeschwindigkeiten ausgelegtes Profil aufweist, wobei eine um die Hochachse des

Fluggeräts angeordnete und durch eine Antriebsvorrichtung angetriebene Anströmvorrichtung, um steuerbar Luft im wesentlichen axial von oben her anzusaugen und mit derselben den Tragflügel dosierbar und vorzugsweise radial über 360° waagrecht anzuströmen, derart ausgebildet ist, daß das auf das Fluggerät übertragene Drehmoment mittels der Anströmvorrichtung regulierbar ist, wird ein senkrechtes Starten und Landen, ein Schweben auf der Stelle als auch ein vorwärtiges, rückwärtiges und seitwärtiges Schweben und ein Rotieren um die Hochachse gewährleistet, bei gleichzeitiger Erzielung einer Auftriebskraft, die je nach Baugröße und schon bei geringerer Antriebsleistung als ein Helikopter eine Nutzlast von bis zu mehreren hundert Tonnen sicherstellt.

Die Vorteile eines derartigen Fluggeräts sind offensichtlich. Einsatzgebiete sind beispielsweise der Straßen- oder Anlagenbau, bei denen zukünftig vorgefertigte Großteile unter geringem Aufwand und Kosten transportiert werden können, so daß die bisher üblichen und aufwendigen Vorort-Montagen größtenteils entfallen. Ein weiteres Einsatzgebiet ist jedoch auch der Katastrophenschutz, beispielsweise bei Waldbränden oder Dürrekatastrophen, bei denen große Bauarten eines solchen Fluggerätes bis zu Durchmessern von ungefähr 100 m oder Gruppierungen von mehreren Fluggeräten und einem Fassungsvermögen von bis zu 1000· Kubikmetern, im Gegensatz zu maximal 12 Kubikmetern der gegenwärtigen Löschflugzeuge, Wasser in die Katastrophengebiete fliegen können. Auch für die Holzindustrie ist der Einsatz eines erfindungsgemäßen Ringflügel-Fluggeräts vorteilhaft, weil zukünftig auf den Bau von Fördertrassen oder Straßen weitgehend verzichtet werden kann, wenn in unwirtlichen Waldgegenden Bäume für die weiterverarbeitende Holzindustrie gefällt werden müssen.

Von Vorteil ist ferner, daß ein solches, vorzugsweise mit einem Ringflügel versehendes Fluggerät je nach Anforderungen bzw. nach Wunsch hergestellt werden kann. Ausbildungsformen der Anströmvorrichtung unter Verwendung

gegenläufig angetriebener Radialgebläse, gegenläufig angetriebener Luftschrauben oder einer Turbine, jedoch auch die Größe des erfindungsgemäßen Fluggerätes sind somit frei wählbar, wodurch gewährleistet ist, daß es den jeweiligen Aufgaben am Einsatzort gerecht wird.

Ist eine Vorrichtung bereitgestellt, an der zusätzlich Spezialmaschinen oder -geräte, vorzugsweise austauschbar, befestigt werden können, wird hierdurch eine Mehrfachnutzung ermöglicht, die insbesondere auch wirtschaftlichen Gesichtspunkten gerecht wird.

Ist in Flugrichtung ein Schutzschild gegen den Fahrtwind anordbar und weist das Fluggerät einen zusätzlichen Hilfsantrieb auf, so können auch unter ungünstigen äußeren Strömungseinflüssen weite Strecken überwunden werden.

In vorteilhafter und bevorzugter Ausgestaltung weist das Fluggerät zur weiteren Steigerung der Manövrierfähigkeit Vorflügel, Steuer-, Seiten- und/oder Höhenruder auf. Die dadurch erzielte Manövrierfähigkeit ist nicht nur auf den vorgenannten Einsatzgebieten von Vorteil, sondern es lassen sich auch kleinere, beispielsweise ferngesteuerte Modelle verwirklichen, die im Modellsport oder in für Menschen unzugänglichen Bereichen ihren Einsatz finden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer bevorzugten Ausführungsform detaillierter beschrieben.

Es zeigen:
Fig. 1 schematisch eine Aufsicht eines erfindungsgemäßen

Ringflügel-Fluggeräts und
Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Schnittlinie X-X der Fig. 1.

Nachfolgend wird auf die Fig. 1 und 2 Bezug genommen, in welchen ein Ringflügel-Fluggerät 1 dargestellt ist, dessen äußere Form im wesentlichen durch einen Ringflügel 2 bestimmt wird. Der Ringflügel 2 weist die Form eines ringförmig angeordneten Tragflügels auf, dessen Profil 3 für langsame Strömungsgeschwindigkeiten ausgelegt ist und dessen

Nase nach innen zur Hochachse des Fluggeräts hin ausgerichtet angeordnet ist.

Der ringförmige Tragflügel 2 ist an einem Rahmen 4 befestigt, an dessen unterem Ende eine Grundplatte 5 angeordnet ist. Ein oder mehrere an der Grundplatte 5 befestigte Antriebsmotore 6 treiben in der Hochachse über eine Antriebswelle 7 zwei gegenläufig rotierende Radialgebläse 8a, 8b an. Ein Schutzschild 9 erstreckt sich vom oberen Radialgebläse 8a ausgehend über einen Ausschnitt des Ringflügels 2, wobei das Schutzschild 9 beabstandet zu diesem angeordnet und derart ausgebildet ist, daß es in Flugrichtung den durch die Pfeile 10 gekennzeichneten Fahrtwind vom Tragflügel 2 fernhält und parallel dazu in Flugrichtung einen zusätzlichen Auftrieb gewährleistet.

An der dem Schutzschild 9 gegenüberliegenden Seite ist, wie bei Fig. 2 zu sehen, unterhalb des Tragflügels 2 ein weiterer Antriebsmotor 11 für den Vorwärtsflug angebracht. Ferner sind skizzenhaft Steuerruder 12 dargestellt, die an der Oberseite des Tragflügels 2 angeordnet sind. Eine Führerhauskabine 13 mit freiem Blick nach unten und in allen Richtungen zur Seite ist unterhalb des Ringflügels 2 in den Rahmen 4 integriert. Die zum Starten und Landen benötigten, jedoch nicht dargestellten Räder oder Kufen werden an dem Rahmen 4 bzw. der Grundplatte 5 befestigt, welche darüber hinaus insbesondere zum Aufnehmen weiterer Zusatzgeräte und/oder Spezialwerkzeuge geeignet sind.

Bei Betrieb saugen die Radialgebläse 8a, 8b im wesentlichen axial von oben her die mit den Pfeilen 14 angedeutete Luft an. Die Radialgebläse 8a, 8b sind derart ausgerichtet, daß das obere 8a die Oberseite und das untere 8b der Radialgebläse die Unterseite des Tragflügels 2 mit der angesaugten Luft radial über 3S0° waagre'cht anströmen, wobei aufgrund des ringförmig geschlossenen Tragflügels keine negativen Randwirbel an Tragflächenenden entstehen.

Die sich aufgrund des Tragflügelprofils 3 einstellenden unterschiedlichen Anströmgeschwindigkeiten

15a, 15b stellen den Auftrieb des Fluggeräts sicher. Durch Ansteuerung der Radialgebläse 8a, 8b kann dieser Auftrieb entsprechend reguliert und durch Variieren der Antriebsgeschwindigkeiten durch den Motor 6 ein in der Luft stillstehendes Schweben, als auch ein Schweben vorwärts, rückwärts und seitwärts oder beispielsweise ein Rotieren um die Hochachse erwirkt werden.

Es sei darauf hingewiesen, daß weitere Ausbildungsformen des erfindungsgemäßen Fluggeräts herstellbar sind, die mit Hilfe eines einfach und sehr stabil zu bauenden, ringförmigen Nurflüglers realisiert werden können, um auf die äußerst aufwendige und teure Technik der Drehflügler zu verzichten, aber dennoch die Vorteile des senkrechten Startens und Landens zu erzielen und dadurch auf befestigte Landebahnen verzichten zu können.

Claims (9)

Schutzansprüche:

1. Fluggerät (1) zum Heben und Transportieren vonfLasten, das zum senkrechten Starten und Landen geeignet ist, umfassend

einen Tragflügel (2), dessen Flügelnase vorzugsweise nach innen zur Mitte des Fluggeräts hin, jedenfalls in Richtung auf eine Anstromvorrichtung {8a, 8b) ausgerichtet angeordnet ist,

wobei die Anstromvorrichtung (8a, 8b) um die Hochachse des Fluggeräts (1) angeordnet und mittels einer Antriebsvorrichtung [S₁ 7) angetrieben ist, um steuerbar Luft axial von oben her anzusaugen und mit derselben den Tragflügel (2) dosierbar und radial, vorzugsweise über 3 60° waagrecht anzuströmen, wobei eine Drehung des Fluggerätes um dessen Hochachse mittels der Anströmvorrichtung (8a, 8b) regulierbar ist und die Anstromvorrichtung (8a, 8b) . vorzugsweise zwei gegenläufig angetriebene Anströmeinheiten umfaßt.

2. Fluggerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragflügel (2) ein in sich geschlossener Ringflügel ist.

3. Fluggerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anstromvorrichtung Radialgebläse öder gegenläufig angetriebene Luftschrauben umfaßt, wobei die angesaugte Luft mittels Umlenkklappen radial ausstoßbar ist.

4. Fluggerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung wenigstens eine Turbine umfaßt.

5. Fluggerät nach einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung {4, 5} zum
vorzugsweise austauschbaren Befestigen von Zusatzgeräten und/oder Spezialwerkzeugen,

6. Fluggerät nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in Flugrichtung ein
Schutzschild (9) gegen den Fahrtwind anordbar ist.

7. Fluggerät nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hilfsantrieb (11) für einen im wesentlichen horizontalen Vorwärtsflug
vorgesehen ist.

8. Fluggerät nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhöhung des Auftriebs wenigstens ein Vorflügel vorgesehen ist.

9. Fluggerät nach einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch wenigstens ein am Ringflügel-Fluggerät
(1) angeordnetes Steuer-, Seiten- und/oder Höhenruder (12).