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DE10241732A1 - Horizontal and vertical take-off and landing combination aircraft used as a rotary wing and fixed-wing aircraft comprises a rotor lift used as a telescopic device for a rotary wing drive lowered into and lifted out of the fuselage - Google Patents

Horizontal and vertical take-off and landing combination aircraft used as a rotary wing and fixed-wing aircraft comprises a rotor lift used as a telescopic device for a rotary wing drive lowered into and lifted out of the fuselage
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DE10241732A1
DE10241732A1DE2002141732DE10241732ADE10241732A1DE 10241732 A1DE10241732 A1DE 10241732A1DE 2002141732DE2002141732DE 2002141732DE 10241732 ADE10241732 ADE 10241732ADE 10241732 A1DE10241732 A1DE 10241732A1
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DE
Germany
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aircraft
wing
fuselage
rotary wing
rotor
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DE2002141732
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German (de)
Inventor
Jürgen Himbot
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Hinueber Edgar V
Original Assignee
Hinueber Edgar V
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Abstract

Horizontal and vertical take-off and landing combination aircraft comprises a rotor lift (1) used as a telescopic device for a rotary wing drive (3). The rotary wing drive is lowered into and lifted out of the fuselage (6). A slat (2) arranged below the front wings (7) allows stabilization of the aircraft during the raising/lowering process of the rotary wing drive and during the transition from fixed-wing to rotary wing operation. Preferred Features: The rear wing (8) can be adjusted relative to the fuselage to increase agility and roll speed.

Description

Translated fromGerman

Bei der Erfindung handelt es sichum ein senkrecht und horizontal start-, flug- und landefähiges Kombinationsflugzeugmit Langstrecken-Flugeigenschaften und besonderen aerodynamischenEigenschaften.The invention isa vertically and horizontally take-off, flight and landing-capable combination aircraftwith long-haul flight characteristics and special aerodynamicCharacteristics.

Es ist bekannt, dass der Einsatzvon Helikoptern – sog.Drehflügelflugzeuge – überall dortvorteilhaft ist, wo nur geringer Raum für Start und Landung zur Verfügung stehtund wo es erforderlich ist, im Schwebeflug, d.h. auch bei niedrigstenGeschwirndigkeiten oder sogar im Rückwärtsflug operationell einsatzfähig zu sein.Nachteilig ist das Unvermögen, mithöherenReisegeschwindigkeiten zu operieren und größere Distanzen wirtschaftlichund schnell zu überwinden.It is known that useof helicopters - so-calledRotary wing aircraft - everywhere thereis advantageous where there is only little space available for take-off and landingand where necessary, in hover, i.e. even at the lowestOperational speed or even in reverse.The disadvantage is the inability tohigherOperate cruising speeds and larger distances economicallyand overcome quickly.

Es ist bekannt, dass Flächenflugzeuge überall dortvorteilhaft einsetzbar sind, wo größere Distanzen wirtschaftlichzurückgelegtwerden müssen. Nachteiligist die Erfordernis einer umfangreicheren Infrastruktur am Bodenin Form von Start- und Landebahn und das Unvermögen, über einem Zielgebiet in derLuft die Reisegeschvuindigkeit zur Erfüllung operationeller Aufgabenauf Null zu reduzieren.It is known that planes are everywherecan be used advantageously where larger distances are economicaltraveledNeed to become. adverselyis the need for a more extensive infrastructure on the groundin the form of a runway and the inability to cross a target area in theAir travel speed to perform operational tasksreduce to zero.

Gemäß dem Stand der Technik istweiterhin bekannt, dass es bereits viele Ansätze gab und gibt, die Vorteilebeider Antriebsverfahren (Rotor, Fläche) zu kombinieren (sog. Kombinationsflufzeuge).Allerdings haben diese sich bis heute aufgrund bekannter konstruktiverProbleme jener Ansätzenicht durchsetzen können,da sich ihre Konzeptionen stets sehr eng an jene bestehender Flugzeugtypenanlehnen. So ist aus England im militärischen Bereich ein Düsenflugzeugbekannt, das seine an den Haupttragflächen befindlichen Düsentriebwerkeum etwa 90° schwenkenkann und somit einen Vertikalschub erzeugt, mit dem es starten kann.Der Übergangin den Flächenflugist allerdings problematisch, da während des Schwenkvorgangs derTriebwerke entweder Schub in Vertikal- oder entsprechend in Horizontalrichtung inerheblichem Maßeverloren geht, wenn man nicht in der Lage ist, einen für den Betriebunwirtschaftlich hohen Schub aufzubauen. Das selbe Konzept wurde auchmit Propellerflugzeugen getestet, wobei bei vielen dieser Prototypenaufgrund des erforderlichen erheblichen Propellerdurchnmessers eineLandung als Flächenflugzeugschwierig oder unmöglichwar/ist. Derartige Ansätzesind in den PatentschriftenUS 3797783A,US 4789115A,US 05085315A,US 05381985A usw. zu finden.According to the prior art, it is also known that there have been and still are many approaches to combining the advantages of both drive methods (rotor, surface) (so-called combination aircraft). However, due to known constructive problems of these approaches, these have not been able to assert themselves today, since their designs are always very closely based on those of existing aircraft types. For example, a jet aircraft is known from England in the military field which can pivot its jet engines located on the main wings by about 90 ° and thus generates a vertical thrust with which it can start. The transition to fixed-wing flight is problematic, however, since either thrust in the vertical or correspondingly in the horizontal direction is lost to a considerable extent during the slewing process of the engines, if one is not able to build up a thrust that is uneconomical for the operation. The same concept was also tested with propeller aircraft, although many of these prototypes were / are difficult or impossible to land as a plane because of the considerable propeller diameter required. Such approaches are in the patents US 3797783 A . US 4789115 A . US 05085315 A . US 05381985 A etc. to find.

Nachteilig am Stand der Technik istinsbesondere: Eine Realisierung gemäß Patent Nr.US 4789115 A zeigt den Nachteil,dass die zweiflügeligenPropeller im Flächenflugin Längsrichtungdes Flugzeugs ausgerichtet werden und somit neben ihrem Luftwiderstandz.B. die Pitch-Agilitätdes Fahrzeugs dramatisch beschränken.A disadvantage of the prior art is in particular: An implementation according to patent no. US 4789115 A shows the disadvantage that the two-bladed propellers are aligned in the longitudinal direction of the aircraft and thus, in addition to their air resistance, dramatically restrict the pitch agility of the vehicle.

Eine Realisierung gemäß PatentUS 3797783 A zeigtden Nachteil, dass eine technische Umsetzung sehr aufwendig istund die Rotorblätter ganzerheblich durch den Flächenflügel abgedeckt werden,wodurch sich ein nur geringer Wirkungsgrad ergibt.A realization according to a patent US 3797783 A shows the disadvantage that a technical implementation is very complex and the rotor blades are covered considerably by the wing, resulting in a low efficiency.

Eine Realisierung gemäß PatentUS 05085315 A arbeitetauch nach dem bekannten Prinzip des Kipprotors, allerdings werdendie Rotorblätter imFlächenflugnach hinten geklappt, womit zwar ihr aerodynamischer Einfluß gemindertaber nicht unterbunden ist. Es bleibt der Nachtel einer aufwendigen Synchronisationder Rotoren und ein instabiles Verhalten in der Übergangsphase.A realization according to a patent US 05085315 A also works according to the well-known principle of the tipping rotor, however the rotor blades are flipped backwards when flying, which reduces their aerodynamic influence but does not prevent them. There remains the night of a complex synchronization of the rotors and an unstable behavior in the transition phase.

Eine Realisierung gemäß PatentUS 05381985 A arbeitetebenfalls nach dem bekannten Prinzip des Kipprotors, allerdingswerden je Tragflächeein Doppelrotor mit gegenläufigenPropellern eingesetzt. Hier wird der gesamte Flügel gekippt, was aber nichtdie Probleme überkommt,die mit der vorgelegten Erfindung gelöst werden.A realization according to a patent US 05381985 A also works according to the well-known principle of the tipping rotor, however, a double rotor with counter-rotating propellers is used for each wing. Here the entire wing is tilted, but this does not overcome the problems that are solved with the presented invention.

Prototypen von sog. Kipprotorflugzeugen sindz.B. Bell: XV-3, Bell-Boeing: V22, Bell-Agusta: BA609, AgustaWestland/Eurocopter:TRISYD.Prototypes of so-called tilt rotor aircraft aree.g. Bell: XV-3, Bell-Boeing: V22, Bell-Agusta: BA609, AgustaWestland / Eurocopter:TRISYD.

Andere Konzepte favorisieren densog. Compound-Entwurf, bei dem ein Helikopter mit einer zusätzlichenTurbine ausgestattet wird, die zusätzlichen Horizontalschub erzeugt(z.B.GB 2238995,DE 4039027 A1,IT 1242176 B usw.).Nachteilig ist, dass die Rotorblätterstets dem Luftstrom ausgesetzt sind und somit die maximal mögliche Vorwärtsgeschwindigkeiterheblich limitieren, wobei zugleich die Materialbelastung unterUmständenerheblich erhöhtwird.Other concepts favor the so-called compound design, in which a helicopter is equipped with an additional turbine that generates additional horizontal thrust (e.g. GB 2238995 . DE 4039027 A1 . IT 1242176 B etc.). It is disadvantageous that the rotor blades are always exposed to the air flow and thus considerably limit the maximum possible forward speed, with the material load being increased considerably under certain circumstances.

Boeing entwarf ein sog. HOVTOL (horizontal orvertical takeoff and landing aircraft) mit der Bezeichnung X-50ACRW (canard rotor/wing, sieheUS 05454530 A), das einen zweiblättrigenRotor verwendet, der so breit ausgelegt ist, dass er im Horizontalflugquergestellt und arretiert wird und als Tragfläche wirken soll. Ein breiterHauptrotor beeinflußtallerdings das Steigverhalten ungünstig. Dieses Konzept ist derzeitnur fürkleine unbemannte Fahrzeuge in der Erprobung und es muß bezweifeltwerden, dass es aufgrund der aerodynamischen Belastung für schnellfliegendeLuftfahrzeuge technisch umsetzbar ist. Dieses Patent (US 05454530 A) kommt derin dieser Darstellung dokumentierten Erfindung noch am nächsten,unterscheidet sich aber dadurch erheblich, dass der Hauptrotor aufgrundder Doppelverwendung als Flächenflügel undHelikopter-Rotor stets einen technisch unbefriedigenden Kompromissdarstellen muß unddass der fehlende Vorflügelzu einer signifikanten Stabilitätseinschränkung führt.Boeing designed a so-called HOVTOL (horizontal or vertical takeoff and landing aircraft) called X-50A CRW (canard rotor / wing, see US 05454530 A ), which uses a two-bladed rotor that is designed so wide that it is transversely and locked in horizontal flight and should act as a wing. A wide main rotor adversely affects the climb behavior. This concept is currently only being tested for small unmanned vehicles and it must be doubted that it can be technically implemented due to the aerodynamic load for fast-flying aircraft. This patent ( US 05454530 A ) comes closest to the invention documented in this illustration, but differs considerably in that the main rotor must always represent a technically unsatisfactory compromise due to the double use as wing and helicopter rotor and that the missing slat leads to a significant stability restriction.

Das PatentUS 3792827 A beschreibt ein VTOLLuftfahrzeug mit Hauptrotor in Kreuzform, der allerdings auch stetsim aerodynamischen Einfluß verbleibt.Kritisch ist der Übergangzwischen Rotor und Flächenflug,da in dieser Phase die Rotordrehzahl bis auf Null reduziert werdenmuß unddabei der Einfluß desvergleichsweise breit ausgelegten Rotorflügels auf die Aerodynamik extremwechselhaften Einflauß zeigt.The patent US 3792827 A describes a VTOL aircraft with a main rotor in the shape of a cross, but which always remains in the aerodynamic influence. The transition between rotor and wing flight is critical, since in this phase the rotor speed must be reduced to zero and the The influence of the comparatively broad rotor blade on the aerodynamics shows extremely changeable influence.

Weiterhin ist eine Patentschrift(US 5,890,441 A)aus 1999 bekannt, in der ein HOVTOL beschrieben wird, das zwei mitLängsversatzin den Rumpf integrierte vertikal angeordnete Ventilatoren zur Erzeugungeines vertiakl gerichteten Schubvektors verwendet. Da diese Ventilatorenim Rumpf integriert sind, ergibt sich aufgund des konstruktiv bedingtengeringen Durchmessers (im Vergleich zu einem Helilkopter-Rotor)aufgrund der ungünstigen Strömungsverhältnisseeine unverhältnismäßig hohe Verlustleistung.In Patent WO 8800556 A1 ist ein ähnlichesLuftfahrzeug beschrieben, allerdings wird der Luftstrom in vertikalerRichtung durch Lamellen ge lenkt, was zu einem geringen Wirkungsgradgegenüberdem klassischen Helikopterantrieb mit Taumelscheibe führt.Furthermore, a patent specification ( US 5,890,441 A ) from 1999, in which a HOVTOL is described which uses two vertically arranged fans integrated with a longitudinal offset in the fuselage to generate a vertically directed thrust vector. Since these fans are integrated in the fuselage, the design-related small diameter (compared to a helicopter rotor) results in a disproportionately high power loss due to the unfavorable flow conditions. A similar aircraft is described in patent WO 8800556 A1, but the air flow is directed in the vertical direction by fins, which leads to a low efficiency compared to the classic helicopter drive with a swash plate.

In PatentUS 3647315 A wird ein Helikopter beschrieben,der seine Rotorblätternach hinten klappen kann und somit den aerodynamischen Einfluß derselbenim Flächenflugreduzieren kann. Da sich sowohl die Festflügel als auch der Rumpf unterdem Rotor befinden, ist der Rotorwirkungsgrad deutlich reduziert.Ein stabiler Übergangzwischen Rotor- und Flächenflugscheint sehr aufwendig.In patent US 3647315 A describes a helicopter that can fold its rotor blades backwards and thus reduce the aerodynamic influence of the same in surface flight. Since both the fixed wing and the fuselage are under the rotor, the rotor efficiency is significantly reduced. A stable transition between rotor and wing flight seems very complex.

In PatentUS 4196877 A ist ein Torusbeschrieben, in dem ein Vertikalrotor arbeitet und an den zwei Horizontalaggregateangesetzt sind. Problematisch ist die als schwierig einzustufendeSteifigkeit des Fahrzeugs, so dass es für Lastentransport kaum geeignetist.In patent US 4196877 A describes a torus in which a vertical rotor works and is attached to the two horizontal units. The stiffness of the vehicle, which is difficult to classify, is problematic, so that it is hardly suitable for transporting loads.

Aufgabe der Erfindung ist es, diegemäß dem Standder Technik dargestellten Probleme zu überkommen, in dem ein stabiler Übergangzwischen Rotor- und Fächenflugerreicht, eine hohe Wendigkeit sowie Stabilität und ein hoher Wirkungsgraddes Luftfahrzeugs konstruktiv gewährleistet und eine einfacheRealisierbarkeit bei gleichzeitigen guten Notflugeigenschaften ermöglicht wird.The object of the invention is thataccording to the statusto overcome the problems presented in technology, in which a stable transitionbetween rotor and wing flightachieved high maneuverability as well as stability and high efficiencythe aircraft constructively guaranteed and a simpleRealizability with good emergency flight characteristics is made possible.

Die genannte Aufgabe wird durch diein den PatentansprüchenaufgeführtenMerkmale gelöst.The stated task is performed byin the claimslistedFeatures solved.

Diese sind gekennzeichnet dadurch,dass das Luftfahrzeug zwei unabhängigeAntriebssysteme bestehend aus einem Heckantrieb für den Flächenflugund einem Drehflügelantriebfür denVertikalflug enthält,wobei die vollständigeDrehflügel-Einheit, bestehendaus Rotorkopf und Rotorblättern,komplett und reversibel im Flächenflugallen aerodynamischen Einflüssenentzogen werden kann und somit alle Vorteile von Flächenflugzeugund Drehflügelflugzeugoptimal vereinigt werden.These are characterized bythat the aircraft is two independentDrive systems consisting of a rear-wheel drive for flat flightand a swing door operatorfor theVertical flight containsbeing the fullSwing wing unit, consistingfrom rotor head and rotor blades,complete and reversible in flat flightall aerodynamic influencescan be withdrawn and thus all advantages of fixed wing aircraftand rotary wing aircraftbe optimally combined.

Das Luftfahrzeug ist derart aufgebaut,dass diese Drehflügeleinheit(3,10) am Boden, insbesondere aber auch während desFluges unter Zusammenfaltung der Rotorblätter (3) im oberenRumpfbereich des Fahrzeugs (6) über eine Teleskopvorrichtung(1), den sogenannten Rotorlift, im sogenannten Rotorschacht(11) versenkt werden kann (2). DerRumpf kann zur Erhaltung der aerodynamischen Eigenschaften geöffnet undverschlossen werden. Dieser Vorgang des Versenkens des Drehflügelantriebskann jederzeit sowohl am Boden als auch insbesondere jedoch im Flugwieder rückgängig gemachtwerden, um dem Fahrzeug zum Beispiel nach einem Flächenflugeine Landung als Drehflüglerzu ermöglichen(1). Im Flächenflugwerden die im Rumpf versenkten Rotorblätter (3) des Drehflügelantriebsderart fixiert, dass das Fahrzeug seine Rückenflugeigenschaften nichtverliert.The aircraft is constructed in such a way that this rotary wing unit ( 3 . 10 ) on the ground, but especially during the flight with the rotor blades folded together ( 3 ) in the upper fuselage area of the vehicle ( 6 ) via a telescopic device ( 1 ), the so-called rotor lift, in the so-called rotor shaft ( 11 ) can be sunk ( 2 ). The fuselage can be opened and closed to maintain the aerodynamic properties. This process of lowering the rotary wing drive can be reversed at any time, both on the ground and in particular in flight, in order to enable the vehicle to land as a rotary wing aircraft, for example after a plane flight ( 1 ). The rotor blades sunk in the fuselage ( 3 ) of the rotary wing drive is fixed in such a way that the vehicle does not lose its rear flight characteristics.

Damit das Fahrzeug beim Teleskopiervorgangdes Drehflügelantriebsnicht aerodynamisch instabil wird oder sich sogar überschlägt, istdas Fahrzeug mit einem Vorflügel(2) ausgestattet, der unter dem Bug und unter den Canarflügeln (7)des Fahrzeugs angebracht ist. Nur mit der hiermit realisierten erweitertenKopfsteuerung (Canar + Vorflügel)werden die füreine Zustandsänderungder Antriebsart (Flächenflug,Rotorflug) erforderlichen aerodynamischen Kräfte in einer Größenordnungerreicht, wie sie fürden Einsatz eines solchen Fahrzeugs notwendig sind. Dies heißt insbesondere,dass es nur so möglichist, den Nickwinkel des Fahrzeugs auch bei geringen Geschwindigkeitenin der Transientenphase so stark zu beeinflussen, dass der Drehflügelantrieb quasiim Windschatten des Rumpfes des Fahrzeugs und somit mit Erfordernisnur geringer Kräfteteleskopiert werden kann. Mit einer bisher bekannten Auslegung durchgewöhnlicheCanarflügelkönntendiese Kräftenicht stabil zur Verfügunggestellt werden, womit ein Übergangzwischen Drehflügelbetriebund Flächenflügelbetriebnur mit erheblich mehr Antriebsleistung oder unter Akzeptanz eineserheblichen Flughöhenverlustesund instabilen Flugverhaltens in der Transientenphase möglich wäre.So that the vehicle does not become aerodynamically unstable or even overturns during the telescopic operation of the rotary leaf drive, the vehicle is equipped with a slat ( 2 ) equipped under the bow and under the Canar wings ( 7 ) of the vehicle is attached. Only with the extended head control (Canar + slat) realized with this can the aerodynamic forces required for a change in the state of the drive type (surface flight, rotor flight) be achieved in the order of magnitude necessary for the use of such a vehicle. This means in particular that it is only possible to influence the pitch angle of the vehicle so strongly, even at low speeds in the transient phase, that the rotary vane drive can be telescoped in the slipstream of the fuselage of the vehicle and thus only with low forces. With a previously known design using ordinary Canar wings, these forces could not be made available in a stable manner, so that a transition between rotary wing operation and wing operation would only be possible with considerably more drive power or with the acceptance of a considerable loss of altitude and unstable flight behavior in the transient phase.

Ferner können sowohl die Canarflügel (7) wieauch die Heckflügel(8) des Luftfahrzeugs vollständig jeweils um eine flügelinterneRotationsachse gegenüberdem Rumpf geschwenkt, d.h. angestellt werden, wodurch sich der Auftriebdes Fahrzeugs in einem erheblich größeren Bereich einstellen lässt als beimbisher bekannten Einsatz von Flügelnmit konventioneller Klappensteuerung. Hierdurch erreicht das Fahrzeugeine extreme Wendigkeit. Am Heck des Fahrzeugs befinden sich Druckpropelleroder Jet-Triebwerke zur Erzeugung des Schubes im Vorwärtsflug.Die Canarflügelund die hinteren Flächenflügel desFahrzeugs sind derart ausgelegt, dass sie den Luftstrom des Drehflügelantriebsnicht maßgebendbeeinträchtigen.Der Momentenausgleich im Drehflügelbetriebkann durch gesteuerten seitlichen Luftaustritt, z.B. in Form einesdurch den Rumpf verkleideten Heckrotors, erfolgen.Furthermore, both the Canar wings ( 7 ) as well as the rear wing ( 8th ) of the aircraft is pivoted completely about an internal wing axis of rotation relative to the fuselage, that is, turned on, whereby the lift of the vehicle can be adjusted in a considerably larger range than with the previously known use of wings with conventional flap control. This gives the vehicle extreme maneuverability. At the rear of the vehicle there are pressure propellers or jet engines for generating the thrust in forward flight. The Canar wing and the rear wing of the vehicle are designed so that they do not significantly affect the air flow of the rotary wing drive. The torque compensation in rotary wing operation can take place through controlled lateral air outlet, for example in the form of a tail rotor covered by the fuselage.

Neu ist die Kombination einer Rotor-Teleskopierung(1) zusammen mit einer speziell abgestimmten Geometriedes Fahrzeugs in Form eines unterhalb der Canarflügel lokalisiertenVorflügels(2), so dass neben einer einfachen technischen und wirtschaftlichenRealisierbarkeit das Gesamtsystem auch den Sicherheitsanforderungeneines stabilen Modus-Wechsels Flächenflug-Rotorfluggenügt.Dies wird erfülltdadurch,What is new is the combination of a rotor telescope ( 1 ) together with a specially coordinated geometry of the vehicle in the form of a slat located below the Canar wing ( 2 ), so that in addition to simple technical and economic feasibility, the overall system also meets the safety requirements of a stable mode change from surface flight to rotor flight. This is accomplished by

  • a) dass die Rotorflügel (3) bei Bedarf,d.h. vor Eintritt in den schnellen Vorwärtsflug, vollständig dem aerodynamischenEinfluß durchVersenkung in den Rumpf (6) des Luftfahrzeugs (2) entzogen werden können (Deaktivierung),a) that the rotor blades ( 3 ) if necessary, ie before entering the fast forward flight, completely the aerodynamic influence by sinking into the fuselage ( 6 ) of the aircraft ( 2 ) can be withdrawn (deactivation),
  • b) dass die Rotorflügelflugzustandsabhängigim operationellen Betrieb auch wieder aktiviert, d.h. aus dem Rumpfausgefahren und entfaltet werden können (1), c) dass der Rotorlift (1)zur Teleskopierung des Rotorkopfes (10) mit Rotorblättern undRotorblatt-Kontraktionsmechanismus wahlweise nach einer Vielzahlbekannter Mechanismen oder durch eine bisher nicht verwendete längsverzahnteWelle derart konstruktiv ausgelegt ist, dass er die erforderlichenKräfteund Momente auch unter den dynamischen Belastungen sicher aufnehmenund übertragenkann, denen das Luftfahrzeug ausgesetzt ist,b) that the rotor blades can also be reactivated in operational mode depending on the flight status, ie they can be moved out of the fuselage and unfolded ( 1 ), c) that the rotor lift ( 1 ) for telescoping the rotor head ( 10 ) with rotor blades and rotor blade contraction mechanism either according to a variety of known mechanisms or through a previously unused longitudinally toothed shaft, so that it can safely absorb and transmit the required forces and moments even under the dynamic loads to which the aircraft is exposed,
  • d) dass durch die geometrische Ausbildung von einem unter demBug angeordneten Vorflüge)(2) und vollständigoder teilweise anstellbaren Canarflügeln (7) und vollständig oderteilweise anstellbaren Hauptflügeln(8) sowie Rumpfausformung und Flügelsteuerung (5) mitder Möglichkeitzur Änderungdes Anstellwinkels des gesamtem Flügels ein Übergang zwischen schnellemVorwärtsflugund Drehflügler-Betriebsartsowie umgekehrt auch ohne signifikanten temporären Höhenverlust bewerkstelligt werdenkann und das Luftfahrzeug zugleich eine sehr hohe Wendigkeit erreicht,d) that by the geometrical formation of a pre-flight arranged under the bow) ( 2 ) and fully or partially adjustable Canar wings ( 7 ) and fully or partially adjustable main wings ( 8th ) as well as fuselage shape and wing control ( 5 ) with the possibility of changing the angle of attack of the entire wing, a transition between fast forward flight and rotary-wing mode and vice versa can be accomplished without significant temporary loss of altitude and the aircraft at the same time achieves very high maneuverability,
  • e) dass das Luftfahrzeug zweifache Notlandeeigenschaften besitzt,und zwar derart, dass es sowohl als Flächenflugzeug (Segeleigenschaft)als auch als Helikopter (Autorotation) ohne oder mit verminderterAntriebsenergie gelandet werden kann,e) that the aircraft has two emergency landing characteristics,in such a way that it can be used as a fixed wing aircraft (sailing property)as well as a helicopter (autorotation) with or without reducedDrive energy can be landed
  • f) dass der Flächenflugantriebsowohl durch Druckpropeller als auch durch Jettriebwerke erfolgenkann (4),f) that the surface flight propulsion can take place both by pressure propellers and by jet engines ( 4 )
  • g) dass das Luftfahrzeug optional mit einem Sensorträger (9)ausgestattet werden kann, der eine besonders vorteilhafte Lokalisierungvon Navigationssensoren ermöglicht,g) that the aircraft optionally with a sensor carrier ( 9 ) can be equipped, which enables a particularly advantageous localization of navigation sensors,
  • h) dass auch eine Kombinations-Betriebsweise möglich ist,bei der im langsamen Flächenflugzusätzlichdurch Einsatz des DrehflügelantriebsHöhenänderungsgeschwindigkeitenrealisierbar sind, die ein reiner Flächenflügler bei langsamen Geschwindigkeitennicht erreichen kann.h) that a combination mode of operation is also possible,with the in the slow area flightadditionallyby using the rotary leaf driveHeight change speedsare realizable, that a pure wing wing at slow speedscan't reach.

Claims (9)

Translated fromGerman
Senkrecht und horizontal start-, flug- und landefähiges Kombinationsflugzeug,das die vorteilhaften Eigenschaften eines Drehflügelflugzeugs und die vorteilhaftenEigenschaften eines Flächenflugzeugs kombiniert,dadurchgekennzeichnet, – dassein Rotorlift (1) verwendet wird, der zum Teleskopierendes Drehflügelantriebs(3) verwendet wird und es ermöglicht, den Drehflügelantriebim Flächenflugvollständigdem aerodynamischen Einfluß durch Versenkungim Rumpf (6) des Fahrzeugs zu entziehen (2) oder ihn wieder aus dem Rumpf des Fluggerätes herauszufahren(1) und – dass unterden vorderen Canarflügeln(7) unter dem Rumpf ein Vorflüge) (2) angeordnetist, der eine Stabilisierung des Fluggerätes auch während des Teleskopierens desDrehflügelantriebs,also beim Übergangvon Flächenflugauf Drehflüglerbetriebund umgekehrt, ermöglicht.Vertical and horizontally take-off, flight and landing-capable combination aircraft, which combines the advantageous properties of a rotary wing aircraft and the advantageous properties of a fixed-wing aircraft,characterized in that - a rotor lift ( 1 ) is used, which is used to telescope the swing door operator ( 3 ) is used and enables the rotary wing drive to fly completely under aerodynamic influence by sinking in the fuselage ( 6 ) withdraw from the vehicle ( 2 ) or to pull it out of the fuselage of the aircraft ( 1 ) and - that under the front canar wings ( 7 ) a flight under the fuselage) ( 2 ) is arranged, which enables the aircraft to be stabilized even during the telescoping of the rotary wing drive, that is to say during the transition from surface flight to rotary wing operation and vice versa.Kombinationsflugzeug nach Patentanspruch 1, dadurchgekennzeichnet, dass die Heckflügel(8) vollständigin ihrem Winkel gegenüberdem Rumpf verstellbar sind (5), wodurch sich erweiterteaerodynamische Eigenschaften des Luftfahrzeugs bzgl. Agilität und insbesondereauch hoher Rollgeschwindigkeit ergeben.Combination aircraft according to claim 1, characterized in that the rear wing ( 8th ) are fully adjustable in angle to the fuselage ( 5 ), which results in expanded aerodynamic properties of the aircraft with regard to agility and in particular also high roll speed.Kombinationsflugzeug nach einem der vorhergehendenPatentansprüche,dadurch gekennzeichnet, dass die Canarflügel (7) vollständig inihrem Winkel gegenüberdem Rumpf verstellbar sind, wodurch sich erweiterte aerodynamischeEigenschaften des Luftfahrzeugs bzgl. Agilität und insbesondere auch hoherRollgeschwindigkeil: ergeben und auf entsprechende Klappen am Flügelendeverzichtet werden kann.Combination aircraft according to one of the preceding claims, characterized in that the Canar wing ( 7 ) are completely adjustable in their angle in relation to the fuselage, which results in expanded aerodynamic properties of the aircraft with regard to agility and in particular also high rolling speed wedge: and corresponding flaps at the wing end can be dispensed with.Kombinationsflugzeug nach einem oder mehreren dervorhergehenden Patentansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass das Luftfahrzeug aufgrund seines beschriebenenAufbaus (insb. Vorflüge) undRotorlift) als HOVTOL-Drohne (horizontal or vertical take oft andlanding aircraft) sowohl fürLangstrecken- als auch fürLangzeiteinsätzerealisiert werden kann.Combined aircraft according to one or more of theprevious claims, therebycharacterized that the aircraft is described due to itsConstruction (especially pre-flights) andRotorlift) as a HOVTOL drone (horizontal or vertical take often andlanding aircraft) both forLong haul as wellLonger assignmentscan be realized.Kombinationsflugzeug nach einem oder mehreren dervorhergehenden Patentansprüche,dadurch gekennzeichnet, dass der Rotorlift (1) zum Teleskopierendes Drehflügelantriebsderart ausgeführt ist,dass eine längsverzahnteWelle in die Rotoreinheit führtoder diese alternativ als Kardaneinheit ausgeführt wird.Combination aircraft according to one or more of the preceding claims, characterized in that the rotor lift ( 1 ) is designed for telescoping the rotary vane drive in such a way that a longitudinally toothed shaft leads into the rotor unit or, alternatively, this is designed as a cardan unit.Kombinationsflugzeug nach einem oder mehreren dervorhergehenden Patentansprüche,dadurch gekennzeichnet, dass Drehflügel-Antrieb und Flächenflug-Antriebparallel aktiv sind, um bei langsamen Horizontalgeschwindigkeiteneinen schnelleren Höhengewinnzu ermöglichen,als das dies durch den Flächenflug-Betrieballeine möglichwäre.Combination aircraft according to one or more of the preceding claims, characterized in that the rotary wing drive and wing flight drive are active in parallel in order to at long to enable the same horizontal speeds to gain altitude faster than would be possible with the area flight operation alone.Kombinationsflugzeug nach einem oder mehreren dervorhergehenden Patentansprüche,dadurch gekennzeichnet, dass anstelle des Fahrwerkes Airbags unterdem Rumpf aktiviert werden können, sodass das Luftfahrzeug auch auf Gewässern landen, starten und sichauch als Wasserfahrzeug bewegen kann.Combined aircraft according to one or more of theprevious claims,characterized in that instead of the landing gear under airbagsthe fuselage can be activated, sothat the aircraft will also land and take off on watercan also move as a watercraft.Kombinationsflugzeug nach einem oder mehreren dervorhergehenden Patentansprüche,dadurch gekennzeichnet, dass der Drehflügelantrieb zusätzlich durchweitere versenkbare oder nicht versenkbare Rotorsysteme ergänzt ist.Combined aircraft according to one or more of theprevious claims,characterized in that the rotary leaf drive additionally byadditional retractable or non-retractable rotor systems is added.Kombinationsflugzeug nach Patentanspruch 8, dadurchgekennzeichnet, dass einer oder mehrere der zusätzlichen Rotorsysteme der Steuerungdienen.Combination aircraft according to claim 8, characterizedcharacterized that one or more of the additional rotor systems of the controllerserve.
DE20021417322002-09-062002-09-06Horizontal and vertical take-off and landing combination aircraft used as a rotary wing and fixed-wing aircraft comprises a rotor lift used as a telescopic device for a rotary wing drive lowered into and lifted out of the fuselageWithdrawnDE10241732A1 (en)

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