[发明专利]复合转子

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于飞行器(Lufttahrzeug)的复合转子(Hybridrotor)、一种带有复合转子的飞行器、复合转子在飞行器中的一种应用以及一种用于使飞行器飞行的方法。

背景技术

复合转子(也称为混合式转子)表示由两个不同的转子类型或转子系统的组合。在飞行器(例如飞机)中这样使用复合转子，即，使两个转子类型或转子系统得到不同的任务。例如，从文件DE 10 2007009951 B3中已知一种飞行设备在其中旋转的柱体(Zylinder)提供上升力(Auftrieb)，而摆线推进器(Zykloidalpropeller)负责可操纵性和推力(Vortrieb)。旋转的柱体也已知为弗莱脱纳转子(Flettnerrotor)，在该转子中转动的柱体被置于绕流中，由此产生横向于绕流方向指向的力。该所产生的力基于马格纳斯效应并且因此也被称为马格纳斯力。然而显示出，摆线推进器的推进器元件的操控在技术上是高成本的。

发明内容

因此存在提供一种复合转子供使用的需求，其设计简单并由此还很轻并可成本有利地制造。

这通过根据独立权利要求之一的复合转子、飞行器、复合转子在飞行器中的应用以及方法来实现。在从属权利要求中示出示例性的实施形式。

根据本发明的示例性的实施形式设置有用于飞行器的复合转子，其具有马格纳斯转子、横流转子和导向装置。马格纳斯转子可通过第一驱动装置以绕马格纳斯转子轴线旋转的方式来驱动并且具有封闭的侧面(Mantelflaeche)。横流转子以绕旋转轴线旋转的方式来保持并且具有轴向地伸延的转子叶的群(Vielzahl)，其可通过第二驱动装置以绕旋转轴线旋转的方式来驱动并且其关于相切的角位置固定地构造。马格纳斯转子布置在横流转子之内，并且马格纳斯转子轴线在旋转轴线的方向上伸延。导向装置具有罩壳区段，其在周向上部分地围绕横流转子，其中，罩壳区段具有调节机构并且至少关于马格纳斯转子轴线构造成可摆动的。罩壳区段可这样取向使得横流转子产生推进力(Vortriebskraft)并且在马格纳斯转子处这样引起横向绕流使得产生根据马格纳斯效应的力，其作为升力(Auftriebskraft)起作用。

由此可能的是，通过复合转子产生两个对于飞行器所必需的力，即，推进力和升力。在此，横流转子由于其固定的转子叶(其在横流转子的转动期间其不改变其相切的角位置，其即以相对于转子的旋转中心始终相同的取向围绕转子在圆形轨道上运动)尽可能简单地来设计，也就是说，横流转子可简单地来设计并且为转子的重量最小化做出贡献。除了产生推进力的功能之外，横流转子与导向装置相组合还获得第二功能，即，在马格纳斯转子处引起横向绕流，以便可以这样说作为带有旋转的马格纳斯转子的推力发生器(Schuberzeuger)提供尽可能大的升力供使用。由此，通过导向装置的罩壳区段的可调节性提供一种复合转子供使用，其产生可调整的升力和推进力并且因此适合于飞行器。

与根据现有技术的可垂直起飞的飞机(例如所谓的摆动转子构造(Schwenkrotorkonfiguration)，例如V22-鱼鹰)相比，根据本发明的飞行器提供更简单的机械的解决方案和更高的飞行安全性，尤其在巡航(Reiseflug)与起飞或降落之间的过渡阶段中。

根据本发明，马格纳斯转子为旋转对称的空心体，其通过马格纳斯效应引起空气流动的偏转。

根据本发明，横流转子引起循环流动。它为旋转的空气流动，其同时与线性的空气流动叠加，线性的空气流动同样由横流转子引起或者也通过在飞行过程期间飞行器在空气中的运动引起。

旋转的空气流动和线性的空气流动形成组合流动，其在置于组合流动中的几何体处产生马格纳斯效应。该体因此也称为马格纳斯体或马格纳斯转子。

在组合流动中，附加地也可由此产生或支持旋转的空气流动，即，以旋转的方式驱动马格纳斯转子。马格纳斯体或马格纳斯转子的转动可导致马格纳斯效应的更强的体现。

对于马格纳斯效应决定性的是，在马格纳斯转子的表面与带有所提及的横向环流或横向绕流和循环流动的组合流动之间的相对运动。

应明确指出的是，例如固定的马格纳斯转子或马格纳斯体、例如固定的柱体由于旋转的横流转子和组合流动已经可引起马格纳斯效应。

例如，马格纳斯转子构造有在转动轴线上保持相同的圆形的横截面(直径)，即马格纳斯转子在几何的意义上为柱体或柱形体。

例如，马格纳斯转子构造有在转动轴线上均匀变化的(圆形的)直径，也就是说，例如平截圆锥体(Kegelstumpf)。