Triebwerkanlage für VTOL-Flugzeuge Bei senkrecht startenden und landenden Flug zeugen, welche im Normalflug grössere Vorwärts geschwindigkeiten besitzen sollen, besteht ein Missver- hältnis in der notwendigen Leistung für den Senk- rechtstart und das Schweben einerseits und die trans- latorische Vorwärtsbewegung mit grosser Geschwin digkeit anderseits.
Während zum Senkrechtstart bzw. Schwebeflug die Hubkraft grösser als das Gewicht des Flugzeuges sein muss, genügt für den normalen Start und ganz besonders für den Vorwärtsflug ein wesentlich gerin gerer Schub.
Das Verhältnis der erforderlichen Hubkraft beim sich senkrecht bewegenden Flugzeug zum Schub des normal fliegenden Flugzeugs liegt etwa in der Grössen ordnung von<B>1 : 10.</B>
Bei einem gegebenen, durch ein Triebwerk auf zubringenden Energiebetrag ist es deshalb, wenn eine vernünftige Ausnützung der Energie erreicht werden soll, notwendig, für den Senkrechtstart bzw. den Schwebeflug einen Hubstrahl grossen Durchmessers mit geringer Strahlflächenbelastung anzuwenden, während beim translatorischen Fluge ein kleiner Schubstrahldurchmesser mit hoher Strahlflächen- belastung erforderlich wird.
Die vorliegende Erfindung gibt einen Weg an, der diesen Forderungen in verhältnismässig einfacher Weise entspricht. Zu diesem Zweck besitzt die erfin dungsgemässe Triebwerkanlage eine der Schubstrahl- erzeugung dienende Strahlturbine und ein davon unabhängig steuerbares, turbinengetriebenes Mittel zur Erzeugung mindestens eines Hubstrahles, dessen Querschnittsfläche ein Mehrfaches jener des Schub strahles beträgt. Als Hubstrahlerzeugungsmittei kön nen ein oder mehrere Niederdruckgebläse, Tunnel propeller oder dergleichen vorgesehen sein. Zum An trieb der Hubstrahlerzeugungsmittel kann z. B.
eine Arbeitsturbine einer Gasturbinenanlage dienen, welche den für den Vorwärtsflug erforderlichen Schubstrahl erzeugt; es können aber zu diesem Zweck auch zwei getrennte Turbinenanlagen vorgesehen sein.
In der beiliegenden Zeichnung sind schematisch zwei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Triebwerkanlage dargestellt; es zeigt: Fig. <B>1</B> in Seitenansicht das erste Beispiel und Fig. 2 in Draufsicht das zweite Beispiel.
Die Triebwerkanlage des in Fig. <B>1</B> mit strichpunk tierten Linien angedeuteten VTOL-Flugzeugs <B>1</B> be sitzt eine im Rumpf angeordnete Gasturbinenanlagge 2 mit einer Wellenleistung abgebenden Arbeitsturbine<B>3</B> und einer in eine Strahldüse 4 mündenden Kom- pressorantriebsturbine <B>5.</B> Die nach vom ragende Ab- triebwelle <B>6</B> der Arbeitsturbine<B>3</B> ist über ein Winkel getriebe<B>7</B> mit einer stehenden Antriebswelle<B>8</B> eines Niederdruck-Gebläserades <B>9</B> antriebsverbunden.
Die Anlage ist vom Piloten so steuerbar, dass wahl weise das Niederdruckgebläse und die Schubstrahl- erzeugungsanlage einzeln oder gemeinsam arbeiten können. Bei ausschliesslicher Hubstrahlerzeugung durch das Niederdruckgebläse kann das Flugzeug vertikal starten und landen oder im Schwebeflug ver harren, während für den normalen Vorwärtsflug die Schubstrahlerzeugung mittels der Gasturbinenanlage genügt.
Der gleichzeitige Betrieb der Schub- und Hub- krafterzeugungsmittel mit dem jeweiligen Flugzustand angepasstem Leistungsverhältnis gestattet einen kon tinuierlichen übergang von Schwebe- oder Senkrecht- flug in den Horizontalflug oder umgekehrt.
Wie leicht ersichtlich, liefert das Niederdruck- gebläse <B>9</B> einen Hubstrahl von bedeutend grösserer Querschnittsfläche als die Strahldüse 4 der Gasturbi- nenanlage. Die Energieausnützung beim Schwebe flug oder Senkrechtstart ist dadurch wesentlich besser als bei VTOL-Flugzeugen, die zum Vertikal- oder Schwebeflug nach unten gerichtete Gasturbinenstrahl- düsen mit kleiner, hochbelasteter Querschnittsfläche aufweisen.
Der dem Vorwärtsflug dienende Strahl antrieb dagegen gestattet die Erzielung hoher Flug geschwindigkeiten.
Während beim vorangehend beschriebenen Bei spiel ein einziges Niederdruckgebläserad vorgesehen ist, dessen Ebene gegenüber der Achse der Gastur- binenanlage tiefer gelegt ist, sind beim Beispiel nach Fig. 2 zwei Niederdruckgebläseräder <B>9</B> vorgesehen, die in einer durch die Achse der Gasturbinenanlage 2 führenden Ebene liegen. Die stehenden Wellen<B>8</B> der beiden bezüglich der Achse der Gasturbinenanlage symmetrisch z.
B. unter oder im Flugzeugflügel an geordneten Gebläseräder <B>9</B> sind über Winkelgetriebe <B>10,</B> Hilfswellen<B>11</B> und ein Verteilgetriebe 12 mit der Abtriebswelle <B>6</B> der Arbeitsturbine<B>3</B> der Gasturbinen- anlage 2 gekuppelt.
Auch hier dient somit die Wellen- 'leistung abgebende Arbeitsturbine<B>3</B> der Anlage dem Antrieb der zur Erzeugung der Hubkraft vorgesehenen Niederdruckgebläse, während der durch die Strahl düse 4 austretende Gasstrahl dem Vorwärtsantrieb des Flugzeugs dient; die Querschnittsfläche der durch die Gebläse<B>9</B> erzeugten Hubstrahlen ist wesentlich grösser als die Querschnittsfläche des die Düse 4 verlassenden Schubstrahls.
Anstelle des oder der Niederdruckgebläse können auch ein oder mehrere Propeller, z. B. Tunnelpro peller vorgesehen sein. Ebenso können statt einer einzigen auch zwei oder mehrere Schubdüsen vor handen sein. Obwohl die beschriebene Ausbildung des Triebwerks mit eine Arbeitsturbine für den Ge- bläseantrieb aufweisender Gasturbinenanlage beson ders zweckmässig ist, könnten auch zwei völlig ge trennte Gasturbinenanlagen (die eine zur Erzeugung der Wellenleistung, die andere zur Schuberzeugung) vorgesehen sein.
Die Anordnung ist aber in beiden Fällen so zu treffen, dass wahlweise das eine oder andere der Schub bzw. Hub erzeugenden Mittel unwirksam gemacht oder beide gemeinsam mit einstellbarem Leistungsverhältnis in Betrieb gesetzt werden können. Zweckmässig wird das jeweils nicht arbeitende Aggre gat,<B>d.</B> h. die Arbeitsturbine oder das Strahltriebwerk, während des Arbeitens des andern Aggregates nicht stillgesetzt, sondern im Leerlauf mit betrieben.
Beim gezeichneten Beispiel sind die einer gemein samen Gasturbinenanlage zugeordneten Turbinen<B>3</B> und<B>5</B> koaxial zueinander in einem gemeinsamen Ge häuse untergebracht. Sofern zwischen den beiden Turbinen<B>3</B> und<B>5</B> ein spezielles Unter- bzw. Ober- setzungsgetriebe erforderlich ist, könnte anstelle der koaxialen auch eine achsparallele Anordnung der bei den Turbinen zweckmässig sein; gleiches gilt für den Fall, dass zur Schub- und Huberzeugung zwei ge trennte Gasturbinenanlagen vorgesehen sind.