Patent DE-112014000391-B4 (DE)
Title: Lärmarmes und hocheffizientes Flugzeug
Inventor: SCHWARZE MALTE
IPC: B64D33/00
Filed: 2014-01-10
Granted: 2021-06-17
Abstract: Flugzeug mit:- einer zumindest abschnittsweisen zylindrisch gestreckten Rumpfanordnung (F) mit einer räumlichen Haupterstreckung in Richtung einer Rumpflängsachse (FA), diese Rumpfanordnung (F) zur bedarfsweisen Unterbringung von Nutzlast, wobei die Rumpfanordnung (F) zumindest abschnittsweise in der Funktion einer Druckkabine (P) mit einem Innendruck bedruckbar ist,- einer fest an die Rumpfanordnung (F) des Flugzeugs angebundenen Tragflächenanordnung (W), zur Generierung eines das Flugzeug tragenden Auftriebs, wobei die im Horizontalflug erzeugte Kraftkomponente des Auftriebs senkrecht zur Rumpflängsachse (FA) gegenüber der Komponente längs zur Rumpflängsachse (FA) deutlich überwiegt,- mit einer bedarfsweise einziehbaren und wieder ausfahrbaren Dreipunktfahrwerksanordnung (GA) mit mehreren drehbar gelagerten Rädern (WE) zur statisch bestimmten Abstützung des Flugzeuges entgegen der Bodenebene (BO) im bodenbündigen Betrieb, bestehend aus zwei strukturell an die Tragflächenanordnung (W) angebundenen Hauptfahrwerksbeinen (GAM) und einem an der Rumpfanordnung (F) strukturell angebunden Bugfahrwerksbein (GAA), wobei das Bugfahrwerksbein (GAA) entlang der Rumpflängsachse (FA) in Flugrichtung (FR) vor den Hauptfahrwerksbeinen (GAM) angeordnet ist,- einer Motorenanordnung (E), bestehend aus wenigstens einem Motor, zur Generierung einer dem Flugzeug zur Verfügung stehenden Antriebsleistung,- wenigstens einem mit mehreren Rotorschaufeln (B) beschaufelten Rotor (R) zur zumindest teilweisen Umwandlung von Antriebsleistung der Motorenanordnung (E) in eine das Flugzeug treibende Vortriebsleistung durch Rotation des beschaufelten Rotors (R) um eine geometrische Rotationsachse (RA), wobei sich bei Rotation der Rotorschaufeln (B) des beschaufelten Rotors (R) im Umlauf geometrisch eine von den Rotorschaufeln (B) überstrichene geometrische Rotorfläche (RAE) ergibt, dieser beschaufelte Rotor (R) in seiner radialen räumlichen Erstreckung einen kleinsten Innendurchmesser (ID) und einen größten Außendurchmesser (OD) aufweisend, wobei dieser beschaufelte Rotor (R) mit im Einstellwinkel verstellbar ausgeführten Schaufeln (B) ausgerüstet ist, dieser beschaufelte Rotor (R) ebenfalls eine räumliche Längserstreckung entlang seiner geometrischen Rotationsachse (RA) aufweisend, wobei innerhalb dieses Bereiches seiner Längserstreckung Rotorebenen (RP) senkrecht zu seiner geometrischen Rotationsachse (RA) als geometrisches Hilfsmittel kennzeichenbar sind, um einen möglichen Auswirkungsbereich dieses Rotors (R) zu erfassen,- wenigstens einem Getriebe (G) zur Übertragung der Antriebsleistung wenigstens eines Motors der Motorenanordnung (E) auf wenigstens einen beschaufelten Rotor (R),- wenigstens einer Lagerandordnung (S), dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein beschaufelter Rotor (R) mit mindestens einer Lageranordnung (S), drehbar die Rumpfanordnung (F) umgebend gelagert ist sowie, dass mindestens dieser eine beschaufelte Rotor (R) ungefähr in Richtung der Rumpflängsachse (FA) durch wenigstens eine Lageranordnung (S) zur Rumpfanordnung (F) axial fixiert ist, und dass mindestens dieser eine beschaufelte Rotor (R) zugleich in radialer Richtung außen dabei denjenigen Abschnitt einer zumindest abschnittsweisen zylindrisch gestreckten Rumpfanordnung (F) eines Flugzeuges ringförmig umgibt, welcher, in einer der Rotorebenen (RP) dieses Rotors (R) betrachtet, zumindest anteilig in der Funktion einer Druckkabine (P) bedruckbar ist und, dass zumindest in einer der Rotorebenen (RP) des beschaufelten Rotors (R) keine weiteren für den unmittelbar sicheren Betrieb des Flugzeuges wesentlichen Komponenten des Flugzeuges angeordnet sind, und dass mindestens dieser eine beschaufelte Rotor (R) entlang der Rumpflängsachse (FA), in Flugrichtung (FR) gesehen, vor der Tragflügelanordnung (W) angeordnet ist und zugleich die geometrische Rotationsachse (RA) mindestens eines beschaufelten Rotors (R), entlang einer Richtung der Flugzeughochachse (VA), ausgehend von der Bodenebene (BO) aus gesehen, in einer Ebene betrachtet, die unmittelbar stromaufwärts der Tragflächenanordnung (W) und senkrecht zur Rotationsachse (RA) dieses beschaufelten Rotors (R) liegt, so angeordnet ist, dass sie sich oberhalb des sich in dieser Ebene ergebenden minimalen Vertikalniveaus (MV) der oberen Oberfläche der Tragflügelanordnung (W), befindet so, dass in einer Rotorebene (RP) dieses einen beschaufelten Rotors (R) der überwiegende Flächenanteil, der im Umlauf von den Rotorschaufeln (B) des beschaufelten Rotors (R) überstrichenen geometrischen Rotorfläche (RAE), von der Bodenebene (BO) aus betrachtet, oberhalb der Tragflächenanordnung (W) zum Liegen kommt so, dass die auf die, entgegen der Flugrichtung (FR) nachgeordnete Tragflächenanordnung (W) bewirkte Staudruckerhöhung des Propellerstrahls mindestens dieses einen beschaufelten Rotors (R) überwiegend oberhalb der Tragflächenanordnung (W) erfolgt und, dass mindestens dieser eine Rotor (R) in Richtung der Rumpflängsachse (FA) an der Rumpfanordnung (F) zwischen dem Bugfahrwerksbein (GAA) und den Hauptfahrwerksbeinen der Hauptfahrwerksanordnung (GAM) so angeordnet ist, dass, in jeder der Rotorebenen (RP) dieses einen beschaufelten Rotors (R) betrachtet, der größte Außendurchmesser (OD) dieses einen Rotors (R) kleiner ist als der, mit durch die Fahrwerksanordnung (GA) vorgegebene, doppelte minimale Abstand der Rotationsachse (RA) dieses beschaufelten Rotors (R) von der Bodenebene (BO), und, dass mindestens ein Motor der Motoreneinrichtung (E) in einem Bereich des Flugzeuges außerhalb der Druckkabine (P), aber zumindest zum Teil innerhalb eines Raums versenkt angeordnet ist, der nach außen zum Fluid durch die von der Außenhaut der Tragflächenanordnung (W) und die von der Außenhaut der Rumpanordnung (F) gebildeten Außenkontur des Flugzeuges abgegrenzt wird, und so in diesem Raum eingebettet angeordnet ist, dass ein Bauteil, das in der Funktion einer Motorenhalterung strukturelle Kräfte von mindestens einem Motor der Motorenanordnung (E) in Richtung der Struktur des Flugzeug abführt, im Wesentlichen nicht von Außen ersichtlich ist und, dass diesem Bauteil in seiner Funktion der Motorenhalterung außerhalb der durch die von der Außenhaut der Tragflächenanordnung (W) und von der Außenhaut der Rumpfanordnung (F) gebildeten Außenkontur im Wesentlichen keine eigene vom Fluid bespülte, widerstandswirksame Oberfläche zuordbar ist, und, dass mindestens dieser eine beschaufelte Rotor (R) mit wenigstens einem Motor der Motorenanordnung (E), der außerhalb der Druckkabine (P) angeordnet ist, über Getriebe (F), kinematisch gekoppelt ist, und durch diesen in Rotation versetzt werden kann, um eine, das Flugzeug treibende Vortriebskraft zu erzeugen, dessen Kraftkomponente in Richtung der Rumpflängsachse (FA) gegenüber der Kraftkomponente senkrecht zur Rumpflängsachse (FA) deutlich überwiegt.