DE2757732A1

DE2757732A1 - Rotor mit auftriebs- und vortriebswirkung

Info

Publication number: DE2757732A1
Application number: DE19772757732
Authority: DE
Inventors: Marcel Chabonat
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-12-27
Filing date: 1977-12-23
Publication date: 1978-07-13
Also published as: CA1082667A; US4210299A; GB1578389A; FR2375090A1; FR2375090B1

Description

PATENTANWÄLTE DIPL-INQ. Λ. WEDDF DiPt—INQ. K. EMPL

3anken: Deutsche Bank Nr. 05/22 OO1 8 MÜNCHEN 8O

3ayer Hypothekenbank Nr 172I28OO2 Schumannetr. S — Tel. (ΟΘΟΙ 4710 47

Postscheck München Nr. 47 392-803 Telegrammei Patentwedde-München

23· Dezember 1977 Akte: P 23 4Ö2

TiARCEL CHABONAT Versailles (Frankreich)

Rotor mit Auftriebs- und Vortriebswirkung

Es sind Rotoren mit Auftriebs- und Vortriebswirkung mit zwei Flügeln mit Stromlinienprofil bekannt, von denen jeder um eine im Inneren des Profiles und parallel zu seiner Vorderkante angeordnete Achse relativ zu Armen schwenkbar ist,welche an einer umlaufenden Motorwelle (Antriebswelle) befestigt sind.

Die Erfindung betrifft Rotoren mit höherein Wirkungsgrad.

Gemäß der Erfindung sind die beiden Flügel beiderseits einer zur Motorwelle senkrechten Ebene angeordnet. Auf

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diese Weise wird die durch den Durchgang eines Flügels durch den Wirbelstrom des vor ihm befindlichen Flügels hervorgerufene Beeinflussung vermieden.

Bei einer besonderen Ausführungsform ist jedes der Flügelprofile um seine Achse frei schwenkbar an einem Tragarm befestigt, der mit der Motorwelle in der Weise verbunden ist, daß das Profil eine praktisch konstante Winkellage beibehält, und sind Anschläge vorgesehen, um die Schwenkbewegung des Flügels gegenüber seinem Tragarm zu begrenzen» Der auf den Flügel ausgeübte Druck der Luft zwingt diesen im Verlauf der Drehung des Rotors zu einer automatischen und zyklischen, den Wirkungsgrad des Rotors verbessernden Änderung der Trimmlage.

Um diese automatische Änderung der Trimmlage zu gewährleisten, kann jeder Flügel an seiner Rückseite eine Klappe mit geringer Breite tragen, die starr mit ihm verbunden ist. Er kann auch ein in bestimmtem Abstand über ihm angeordnetes Reguliergewicht tragen. Die Wirkung der auf das Reguliergewicht ausgeübten Zentrifugalkraft addiert sich zu dem Druck der Luft auf den Flügel, der die Trimmlage (Anstellung) beim Senken verkleinert und beim Heben vergrößert.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist eine Einrichtung vorgesehen, die durch einen von einer zur Rotorwelle parallelen Welle getragenen Nocken betätigt wird, um in zyklischer Weise den Trimmwinkel der Flügelprofile zu

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ändern« Vorzugsweise ist der Nocken ein Teil einer Garnitur von Nocken, die verschiebbar auf der Nockenträgerwelle aufgekeilt ist. Es ist dann durch Verschiebung der Garnitur möglich, abhängig von den Plugbedingungen die Gesetzmäßigkeit der Trimmlageänderung zu modifizieren,,

Im Falle eines Luftfahrzeuges mit einem Rumpf und zwei Rotoren, die beiderseits des Rumpfes angeordnet sind, kann das Leitwerk vor den Rotoren angeordnet werden. Dank dieser Anordnung befindet sich das Leitwerk nicht im Wirbelstrom des Rotors. Die Rotoren können in Längsrichtung zueinander versetzt und in verschiedenen Höhen angeordnet sein.,

Verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Vorderansicht eines mit Rotoren gemäß der Erfindung ausgerüsteten Luftfahrzeuges;

Figo 2 eine Profilansicht dieses Luftfahrzeuges;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines der Rotoren des Luftfahrzeuges;

Fig. 4 die Anordnung eines Flügels mit Stromlinienprofil eines Rotors;

Fig. 5 den Antrieb der Tragarme der Flügel;

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Fig« 6 schematisch die zyklische Änderung der Trimmlage der Flügel;

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht einer an der Rückseite eines Flügels eines Rotors befestigten Klappe;

Fig. 8 eine der Fig. 6 ähnliche Ansicht einer Variante;

Fig. 9 einen besonderen Typ eines mit den erfindun^sgemäüen Rotoren ausgerüsteten Luftfahrzeuges;

Fig. 10 einen anderen Typ eines mit den erfindungsgemälien Rotoren ausgerüsteten Luftfahrzeuges;

Fig. 11 schematisch und in perspektivischer Darstellung die zyklische Änderung des Trimmwinkels der Flügel eines Rotors mittels eines Nockens; und

Fig. 12 eine Garnitur von verschiebbaren Nocken.

In den Figuren 1 und 2 ist ein Luftfahrzeug veranschaulicht, das einen Rumpf 1 mit herkömmlichem Seiten- und Höhenleitwerk 2 und ein Dreiräder-Landegestell mit einem Vorderrad 3 und zwei hinteren Rädern 4 und 5 aufweist« Die herkömmlichen Tragflügel sind hier durch zwei Rotoren 6 üblicher Art ersetzt.

Die beiden Rotoren 6 sind zur mittleren vertikalen Längsebene des Luftfahrzeuges symmetrisch angeordnet und identisch ausgebildet· Jeder von ihnen ist mit zwei Flügeln mit Stromlinienprofil 7a und 7b aufgebaut, die jeweils um eine

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im Inneren des Profils und parallel zu seiner Vorderkante angeordnete Achse 8a bzw. 8b relativ zu radialen Armen 9 geschwenkt werden können; diese sind an einer umlaufenden Antriebswelle 10 befestigt. Die beiden Flügel 7a und 7t) sind beiderseits einer zur Welle 10 senkrechten Ebene angeordnet.

Die Welle 10 ist an jedem ihrer Enden durch einen vertikalen Arm 11 abgestützt, der am äußeren Ende einer profilierten stabilen Rippe 12 befestigt ist; diese ist in den Boden des Rumpfes 1 eingelassen. Die Welle 10 ist in gleicher Weise zwischen den beiden auf ein und derselben Seite befindlichen Flügeln 7a und 7b_ von einem zwischenliegenden Wellenlager aufgenommen, das von einem Arm 13 getragen ist.

Bei der Ausführungsform der Figuren 4 und 5 ist jede der Achsen 8a und 8b abhängig vom Cm des Profiles des Flügels vorgesehen und an jedem der Enden von einer Platte 14 getragen, die um die Achse 8a oder 8b_ an den Armen 9 drehbar befestigt ist. Ein Zahnriemen 16 läuft über eine an der Welle 15 befestigte Zahnscheibe 17, sowie über eine zur Welle koaxiale Zahnscheibe 18a oder 18_b. Die beiden Zahnscheiben 18a und 18b_ sind auf eine ortsfeste Hülse 19 aufgekeilt, die als Lager für die Welle 10 dient. Unter diesen Bedingungen drehen sich die Platten 14» wenn sich die Welle 10 unter Mitnahme der Arme 9 dreht, gegenüber diesen Armen und bleiben zueinander parallel.

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Jede Platte 14 weist einen elastischen Anschlag 20 auf, der die Drehung des Flügels 7a oder 7b nach oben in einer Stellung begrenzt, in der die Trimmlage des Flügels relativ schwach oder sogar negativ ist. In gleicher Weise weist sie einen zweiten elastischen Anschlag 21 auf, der die Drehung des Flügels nach unten begrenzt.

Wenn ein Flügel, beispielsweise der Flügel 7a seine Abwärtsbewegung einleitet, ruft die aerodynamische Resultierende eine spezielle Stellbewegung (Kippbewegung) hervor, die durch den Anschlag 20 begrenzt wird (Fig. 6)« Ebenso, wenn der Flügel seine Aufwärtsbewegung einleitet, dreht er sich nach unten und nimmt eine positive geometrische Trimmlage ein, die aber dem Auftrieb Null des Profiles entspricht; gegebenenfalls wird seine Bewegung durch den Anschlag 21 begrenzt.

In Fig. 7 ist der Flügel 7a oder 7b an der Rückseite mit einer Klappe 22 von geringer Breite ausgerüstet, die mit dem Flügel starr verbunden ist. Diese Klappe gewährleistet, daß der Flügel die gewünschte Trimmlage einnimmt, wenn sich die Welle 10 dreht.

Bei der Ausführungsform der Fig. 8 trägt der Flügel 7a oder 7b ein Reguliergewicht 23, das in einem bestimmten Abstand über ihm angeordnet ist. Unter der Einwirkung der Zentrifugalkraft, die auf dieses Gewicht ausgeübt wird, sucht sich der Flügel zu drehen und auf den Anschlag 20 oder 21 zu gelangen.

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In Pig. 9 ist eine Ausführungsform veranschaulicht, bei der das Leitwerk 2 vor dem Rumpf 1 angeordnet ist mit dem Zweck zu vermeiden, dab sich dieses Leitwerk im vom Rotor 6 erzeugten Wirbelstrom befindet.

Bei der Ausführungsform der Pig. 10 weist das Luftfahrzeug ebenfalls zwei Rotoren 6a und 6b auf; doch sind sie hier nicht koaxial angeordnet, sondern in Längsrichtung zueinander versetzt. Der hintere Rotor 6a ist holier als der vordere Rotor 6t) angeordnet, damit er sich außerhalb des von diesem erzeugten Wirbelstrom befindet.

Anstatt automatisch geändert zu werden, wie es bei den Ausführungsformen der Figuren 4 bis 8 vorgesehen ist, kann der Trimmwinkel der Flügel 7a und 7t> in bestimmter Weise gesteuert werden. Zu diesem Zweck kann, wie in Pig. 11 veranschaulicht, eine zur Welle 10 parallele Nockenwelle 25 vorgesehen sein, die einen Nocken 26 trägt; dieser wirkt über zwischenliegende,einander diametral gegenüberliegende Rollen 27 und 28 mit zwei Schwenkhebeln 29 und 30 zusammen. Die letzteren sind über zwei Stangen 31 und 32 mit zwei Armen 33 bzw. 34 verbunden, die an zwei auf der Welle 10 lose sitzenden Scheiben 35 und 36 befestigt sind; zwei Zahnriemen 37 und 38 laufen über diese Scheiben sowie über zwei andere Scheiben 39 bzw. 40, die auf den Achsen 8a bzw. 8_b der Flügel 7a und 7J> befestigt sind, wobei die Nockenwelle 25 mit der Welle 10 durch einen Zahnriemen 41 und zwei

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Scheiben 42 und 43 mit demselben Durchmesser verbunden ist. Die Hebel 29 und 30 sind außerdem durch Stangen 44 und 45 mit einem Hebel 46 verbunden, der um einen Punkt 47 schwenkbar montiert ist; dieser kann ortsfest oder einstellbar sein. Der Antriebsmotor der Welle 10 ist mit 48 bezeichnet.

Im Betrieb treibt der Motor 48 die Welle 10 an und versetzt den Rotor in Drehung β Wenn die Hebel 33 und 34 unbeweglich bleiben, verdrehen die Riemen 37 und 38 die Achsen 8a und 8b in der Weise, daß die Flügel 7a und 7J) zueinander parallel bleibeno Aber die Bewegung der Welle 10 wird auf die Welle 25 übertragen, dergestalt, daß sich die beiden Wellen synchron mit derselben Winkelgeschwindigkeit drehen. Durch die Drehung des Nockens 26 werden die Hebel 29 und 30 geschwenkt, und deren Bewegungen werden auf die Hebel 33 und 34 übertragen. Die Flügel 7a und 7b sind also zyklischen Änderungen der Trimmlage unterworfen, insbesondere einer schnellen Änderung der Trimmlage beim Durchgang durch die oberen und unteren Punkte des Umlaufes.

In Fig. 12 ist der Nocken 26 ein Teil einer Nockengarnitur, die von einer Buchse 49 getragen ist, wobei diese gleitbar auf der Welle 25 aufgekeilt ist. Eine Führungsstan^e 50, die an einer zur Welle parallelen Stange 51 befestigt und in deren Achsrichtung bewegbar ist, ermöglicht die Verschiebung der Buchse 49 und damit den Austausch des Nockens 26 durch einen anderen Nocken 26a oder 26b; während dieser

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Operation werden die Rollen 27 und 28 nach außen durch nicht gezeigte Mittel verstellt» Dank dieser Anordnung ist es möglich, die Änderung der Trimmlage den Flugverhältnissen (Starten, Steigen, Reiseflug, Gleitflug oder Landen) anzupassen, wodurch eine optimale Ausnutzung der Antriebskraft erreicht werden kann.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern umfaüt auch alle Varianten.

So könnte ein Hub-Schub-Rotor vor dem Rumpf und hinter ihm eine Tragfläche vorgesehen werden. Das Luftfahrzeug kann mit der Gianoli-Selbststeueranlage für das Seitenleitwerk ausgerüstet werden, mit der die Schwenkungen automatisch ohne Abschmieren und Abrutschen ausgeführt werden können, wobei der Pilot von jedem Eingreifen in die Steuerung um die Gierachse entbunden ist.

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Claims

23· Dezember 1977 Akte: P 23 482

Patentansprüche

f I.Wßotor mit Auftriebs- und Vortriebswirkung mit zwei Flügeln mit Stromlinienprofil, welche um eine im Inneren des Pro files und parallel zu seiner Vorderkante angeordnete Achse in bezug auf auf einer umlaufenden Motorwelle befestigte Arme geschwenkt werden können, dadurch g e -kennzeiohnet , daß die beiden Flügel beiderseits einer zur Motorwelle senkrechten Ebene angeordnet sind.

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l.) Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Flügel mit Stromlinienprofil frei schwenkbar um seine Achse an einem mit der Welle des Rotors verbundenen Tragarm befestigt ist, so daß er eine praktisch konstante Winkellage beibehält, und daß Anschläge vorgesehen sind, um das Verschwenken des Flügels in bezug auf seinen Tragarm zu begrenzen.

5.) Rotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Flügel an seiner Rückseite eine Klappe mit geringer Breite trägt.

4·) Rotor nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Flügel ein Reguliergewicht trägt, welches über ihm in einem bestimmten Abstand angeordnet ist.

5.) Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, welche von einem von einer zur Welle des Rotors parallelen Welle getragenen Nocken betätigt wird, um in bestimmter und zyklischer Weise den Trimmwinkel der Flügel mit Stromlinienprofil zu ändern, wobei diese Änderung beim Durchgang dieser Flügel durch die oberen und unteren Punkte ihres Umlaufes schnell durchgeführt wird.

6.) Rotor nach Anspruch 5, dadurch gekenn-

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zeichnet, daß der Nocken ein Teil einer Garnitur von Nocken ist, welche auf der Nockenträgerwelle gleitbar aufgekeilt ist.

7.) Luftfahrzeug mit einem Rumpf sowie zwei gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6 ausgebildeten Rotoren, welche beiderseits des Rumpfes angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet , daß das Leitwerk vor den Rotoren angeordnet ist.

8.) Luftfahrzeug mit einem Rumpf sowie zwei gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6 ausgebildeten Rotoren, welche beiderseits des Rumpfes angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet , daß die Rotoren in Längsrichtung zueinander versetzt und in verschiedenen Höhen angeordnet sind·

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