DE10126632A1

DE10126632A1 - Kombinationsantrieb

Info

Publication number: DE10126632A1
Application number: DE2001126632
Authority: DE
Inventors: Sandor Nagy
Original assignee: Individual
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2000-08-08
Filing date: 2001-03-01
Publication date: 2002-09-12

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Antriebssystem gemäß Patentanmeldung 10033653, vorzugsweise für Luftfahrzeuge, bei dem das Antriebssystem mehrstufig mit mehreren Antriebseinheiten ausgebildet ist und mit mindestens einem Unterdrucksystem verbunden ist, bei dem nach dem Unterdrucksystem eine schwenkbare Schubvektorsteuerung angebracht ist und die Antriebseinheit mit Verschlussblenden und Luftzufuhrsteuerklappen versehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Antriebssystem gemäß Patentanmeldung 100 33 653, vorzugsweise für Luftfahrzeuge, bei dem das Antriebssystem mehrstufig mit mehreren Antriebseinheiten ausgebildet ist und mit mindestens einem Unterdrucksystemen verbunden ist.

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung ist nach dem Unterdrucksystem eine in alle Richtungen schwenkbare Schubvektorsteuerung eingebaut, die auch als Hubwerk nutzbar ist.

Im Ansaugbereich angeordnete Luftzufuhrsteuerklappen und Verschlussblenden können so ausgebildet sein, dass sie es ermöglichen, gerichtet einen Luftstrom anzusaugen und die verschiedenen Flugfunktionen zu unterstützen.

Für das Antriebssystem sind alle Arten von ein- oder mehrstufigen Unterdrucksystemen und Staustrahltriebwerken sowie alle ein- und mehrstufigen Gasturbinen, alle ein- und mehrstufigen Impellerarten und Kompressoren verwendbar.

Jedes Triebwerk kann ein- oder mehrstufig als Pulsotriebwerk verwendet werden.

Bei allen Triebwerken und Raketenantrieben können im Austrittsbereich der heißen Gase Rillen an den Innenwänden angebracht sein, die aus Metall oder Keramik ausgebildet sein können.

Der mehrstufige Impeller kann in einem gemeinsamen Ansaugstutzen sein.

Alle Unterdrucksysteme und Staustrahltriebwerke können als Raketentriebwerke genutzt werden, wobei entweder das ganze Unterdrucksystem und Staustrahltriebwerk als Raketentriebwerk genutzt werden kann oder an gewünschter Stelle abgesperrt wird und nur der hintere Teil als Raketentriebwerk benutzt wird.

Vorteilhaft wird es als Kombinationsantrieb zum Einbau in Luftfahrzeuge und Raumfahrzeuge, die selbstständig starten und landen (durch Druck-, Unterdruck- und Raketentriebwerk-Kombination) und im Luft- und Weltraum fliegen kann.

Vorteilhafterweise erregt immer die vordere Stufe die nachfolgend angeordnete Unterdrucksystem- und Staustrahltriebwerksstufe. Bei mehrstufigen Unterdrucksystemen und Staustrahltriebwerken erregt immer die vordere Stufe die nachfolgende erste Brennraumstufe.

Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt ein Antriebssystem für Luftfahrzeuge, bei dem der Antrieb durch einen mehrstufigen Impeller 1, 2 oder durch eine Gasturbine erfolgt und dass durch Hochdruckluftzufuhrkanäle 19 mit in gewünschter Anzahl (und an gewünschten Stellen befindlichen Unterdrucksystemen 3) variabel verbunden ist.

Die Unterdrucksysteme 3 können ein- oder mehrstufig aufgebaut sein. Der hintere Brennraumteil 7 ist durch eine Dreheinrichtung 6 drehbar. Die Dreheinrichtung 6 wird vorzugsweise in die hinterste Unterdrucksystemstufe eingebaut, oder direkt vor dem Hubwerk 8 oder den Luftausstoßsteuerklappen 9 und den feststehenden Luftsteuerungsblechen 10 (Schubvektorsteuerung). Nach dem ein- oder mehrstufigen Unterdrucksystemen 3, 4 ist entweder ein wegklappbares Hubwerk 8 oder Luftausstoßsteuerklappen 9 und feststehende Luftsteuerungsbleche 10 oder eine Schubvektorensteuerung angeordnet.

Im Ansaugbereich können Verschlussblende 12 und Luftzufuhrsteuerklappen 11 angeordnet und so ausgebildet sein, dass nicht nur der vor dem Impeller 1, 2 (der Antriebseinheit) befindliche Luftstrom angesaugt wird, sondern auch von außen, welches die Möglichkeit bietet durch den Saugeffekt den Startvorgang zu unterstützen. Bei ausreichender Strömungsgeschwindigkeit der Luft in den Unterdrucksystemen 3, die Unterdrucksysteme 3 saugen ausreichend Luft über Luftansaugstutzen 13 an, kann die Antriebseinheit abgeschaltet und die Verschlussblenden 12 geschlossen werden.

Mit Kraftstoffzufuhr 15 und Zündanlage 16 arbeiten die Unterdrucksysteme als Staustrahltriebwerke 3, 4, 5. Sie können mit wechselnden Triebwerkfunktionen betrieben werden. Durch Luftzufuhrsteuerklappen 11 im Hochdruckluftzufuhrkanal 19 wird die Luftzufuhr für das Unterdrucksystem 3 geregelt und das Gleichgewicht des Flugkörpers in der Luft gesteuert.

Um den durch die Funktion der Luftzufuhrsteuerklappen 11 entstehenden Überdruck in allen Hochdruckluftzufuhrkanälen 19 gleichmäßig zu verteilen, können Luftdruckausgleichsröhren 22 eingebaut werden. In den Luftansaugstutzen 13 der Unterdrucksysteme können Luftzufuhrsteuerklappen 11 so angeordnet und ausgebildet sein, dass sie es auch ermöglichen, gerichtete Luft anzusaugen um Flugfunktion durch den entstehenden Saugeffekt zu unterstützen.

Bei allen Impeller- und Gasturbinenantrieben, die mit einem Hochdruckluftzufuhrkanal 19 und brennraumähnlicher Ausbildung 14 verbunden sind, kann bei hohen Geschwindigkeiten, wenn die Antriebseinheit abgeschaltet und die Luftzufuhr verschlossen wird, im Hochdruckluftzufuhrkanal die Luftzufuhr 12 geöffnet werden, so dass die brennraumähnliche Ausbildung 14 mit Luft durch den Staudruck versorgt wird.

In den Hochdruckluftzufuhrkanal 19 kann auch eine in alle Richtungen drehbare Dreheinrichtung 6 eingebaut werden. Die brennraumähnliche Ausbildung 15 und die Unterdrucksystemkonstruktionen können so in alle Richtungen dreh- und steuerbar sein, und dadurch auch als Hubwerk benutzt werden.

In Fig. 1 sind verschiedene Möglichkeiten dargestellt, mit denen diese Funktionsprinzipe realisiert werden können.

Für die Verschlussblende 12 im Hochdruckluftzufuhrkanal 19 sind verschiedenartige Ausbildungen als Luftzufuhrkanal 20 mit Verschlussblende 12 oder als Klappe möglich.

Die Dreheinrichtung 6 im Hochdruckluftzufuhrkanal 17 ermöglicht, dass das Unterdrucksystem gedreht werden kann und selbst als Hubwerk fungiert.

Fig. 2 zeigt eine Antriebseinheit im Ansaugkanal des Unterdrucksystems mit Luftzufuhrsteuerklappen 11 und Verschlussblende 12 im Ansaugbereich. Die erste Unterdrucksystemstufe 3, 4 verfügt über einen eigenen Ansaugstutzen 13 und Verschlussblende 12. Die Verschlussblende 12 regelt die Luftzufuhr der ersten Unterdrucksystemstufe 3, 4. Mit ihr kann die Triebwerkfunktion der ersten Unterdruck- und Staustrahltriebwerkstufe 3, 4 gesteuert und geregelt werden.

Dargestellt ist ferner eine eingebaute Dreheinrichtung 6 mit drehbaren hinterem Brennraumteil 7 der letzten Unterdruck- und Staustrahltriebwerkstufe 3, 5 und Luftausstoßsteuerklappen 9 zur Steuerung des ausgestoßenen Luftstroms.

Um eine gewünschte Form zu erreichen, kann der Übergangsbereich von der Dreheinrichtung 6 bis zu den Luftausstoßsteuerklappen 9 auch länger ausgebildet sein. Der Einbau einer derartigen Dreheinrichtung 6 ist bei allen Antriebssystemen möglich.

Bei ausreichend hoher Geschwindigkeit wird die Luftzufuhr 12 im Hochdruckluftzufuhrkanal 19 geöffnet und durch Staudruck die brennraumähnliche Ausbildung 14 mit Frischluft versorgt.

Fig. 3 zeigt einen mehrstufigen von vorn angetriebenen Impeller 1, 2 mit Unterdrucksystem, Dreheinrichtung 6, Luftausstoßsteuerklappen 9 und feststehenden Luftsteuerungsblechen 10. Die Dreheinrichtung 6 kann auch direkt nach der Antriebseinheit ein- oder mehrstufigen Impeller, Gasturbine oder Kompressor eingebaut sein. Der mehrstufige Impeller kann bei den hinteren Stufen in einen gemeinsamen Ansaugstutzen sein.

Fig. 4 erläutert ein Beispiel, bei dem an einem Flugkörper die Antriebseinheit 17 an einer anderen Stelle eingebaut ist als das Unterdrucksystem 3. Es muss hierzu mit dem Unterdrucksystem 3 durch einen Hochdruckluftzufuhrkanal 19 verbunden sein.

Die Antriebseinheit 17 kann auch mit dem Unterdrucksystem zusammen aufgebaut sein und nur der Luftzuführungskanal 20 führt von einer gewünschten Stelle des Flugkörpers Luft zur Antriebseinheit 17. Sowohl beim Aufbau mit Luftzuführungskanal als auch bei der Antriebseinheit, die direkt Luft ansaugt, sind Verschlussblenden 12 und Luftzufuhrsteuerklappen 11 angeordnet.

Die Verschlussblende 12 schützt den Motor bei höheren Geschwindigkeiten und die Luftzufuhrsteuerklappen 11 unterstützen das Hubwerk beim Start.

Die Verschlussblenden 12 können so ausgeführt sein, dass sie beide Funktionen 12 und 11 übernehmen. Der Ansaugbereich des Unterdrucksystems 3 kann auch durch Verschlussblenden 12 verschließbar sein.

Die innere erste Unterdrucksystemstufe 3, 4 kann eigene Luftzufuhrkanäle 20 besitzen, deren Verschlussblenden 12 die Luftzufuhr der ersten Unterdrucksystemstufe 3, 4 steuern und damit die gleiche Wirkung erzielen, wie eine eingebrachte erste stellbare Unterdruck- und Staustrahltriebwerksstufe 3, 4.

An einer gewünschten Stelle, entweder im Brennraum der jeweiligen letzten Stufe oder direkt vor dem Hubwerk, welches wegklappbar oder fest eingebaut sein kann, oder direkt vor einer Schubvektorsteuerung kann eine Dreheinrichtung 6 eingebaut werden. Mit der Dreheinrichtung 6 sind die seitlichen Bewegungen des Flugkörpers steuerbar.

Durch die Luftausstoßsteuerklappen 9 kann der angestoßene Luftstrom so geleitet werden, dass ein Flugkörper starten und landen kann.

Die vorderen Luftausstoßsteuerklappen 9 kann bei allen Triebwerksarten bei der Start- und Landephase auch nach vorn geklappt werden. Bei allen heutigen Antriebssystemen kann eine Dreheinrichtung 6 eingebaut werden.

In Fig. 5 ist ein selbstständiges mehrstufiges Unterdrucksystem 3 mit Staustrahltriebwerk dargestellt, welches mit der Antriebseinheit nur durch den Hochdruckluftzufuhrkanal 19 verbunden ist. Durch die Verschlussblende im Luftzufuhrkanal 20 der ersten Unterdruck- und Staustrahltriebwerksstufe 3, 4 muss die erste Stufe nicht verstellbar sein.

Fig. 6 zeigt eine weitere Varianten des in Fig. 1 dargestellten Unterdrucksystems 3 mit in allen Richtungen schwenkbarer Schubvektorsteuerung 9. Die Antriebseinheit kann mit allen Arten von ein- oder mehrstufigen Unterdrucksystemen 3 und Staustrahltriebwerken 3, 4 und 3, 4, 5 und Raketentriebwerk 26 kombiniert werden. Als Antriebseinheit können alle ein- oder mehrstufigen Gasturbinen, ein- oder mehrstufigen Impellerarten und Kompressoren verwendet werden.

Fig. 7 zeigt eine Ausführung, bei der an den Innenwänden der Brennraumwände Rillen 23 angebracht sind. Diese ermöglichen eine Erhöhung des Schubs der ausströmenden Gase durch Wirbelbildung.

Fig. 8 zeigt eine aus einem ein- oder mehrstufigen Impeller bestehende Antriebseinheit mit zweistrahligen Unterdrucksystemen, wovon das eine als Unterdrucksystem mit Staustrahltriebwerk und das andere als Unterdrucksystem und Staustrahltriebwerk mit Raketenantrieb 26 kombiniert durch Verschlussblende 12 aufgebaut ist.

Wie aus Fig. 9 ersichtlich ist, können alle Unterdrucksysteme auch als Raketenantrieb benutzt werden, unabhängig von der Bauart und der Anzahl der Unterdrucksystemstufen und Staustrahltriebwerksstufen. Die Luftzufuhrkanäle 20 müssen gesperrt werden können. Um das Unterdrucksystem als Raketentriebwerk benutzen zu können, muss die Luftzufuhr für jede Stufe mit Verschlussblenden 12 abgesperrt werden können (14, 3, 4 und 3, 4, 5 als 26). Wenn es als Raketentriebwerk benutzt wird und der Luftzufuhrkanal 20 durch Verschlussblenden 12 gesperrt ist, wird durch das Absperrventil 25 die Kraftstoffzufuhr 15 im Luftzufuhrkanal 20 geschlossen.

Die Kraftstoffzufuhr direkt in den Brennraum kann offen bleiben, auch wenn die Kraftstoffzufuhr im Luftzufuhrkanal 20 geschlossen ist.

Der Raketentreibstoff kann auch über eigene Kraftstoffzuführungen an anderen Stellen in die Brennräume eingebracht werden.

Der Raketentreibstoff wird direkt in die Brennräume eingebracht. Durch eine Verschlussblende 12 oder ähnliches zwischen den einzelnen Unterdrucksystemstufen kann der jeweilige vordere Teil verschlossen und nur der hintere Teil als Raketentriebwerk genutzt werden.

Die Verschlussblenden 12 können an jeder beliebigen Stelle des Unterdrucksystems und Staustrahltriebwerk angeordnet sein. Sie können verschiedenartig ausgebildet sein, z. B. auch als Klappe im Brennraum oder mit einem einem Rolltor ähnlichem Aufbau.

Die einzelnen Brennraumstufen unterschiedlicher Funktion können durch ein Kühlsystem 24 gekühlt oder auf einer gewünschten Temperatur gehalten werden.

In Fig. 10 sind in zwei Halbschnitten zwei halbe Triebwerke dargestellt.

Die Figur zeigt zwei Möglichkeiten auch in der ersten Stufe zum Erhöhen des Wirkungsgrades. Durch eingebaute Gleichrichtungsbleche 27 oder Rillen 23, wird der erzeugte Schub der sich ausdehnenden, ausströmenden Gase besser ausgenutzt. Ein verlängerter Luftzufuhrkanal 20, 29 führt kalte Frischluft direkt in den Bereich des Brennraumes oder zweiten Stufe 3, 4, 5 nach der ersten Stufe zu (an erster Stufe vorbei).

Der vordere Teil der zweiten Stufe 3, 4, 5 kann auch durch einen Luftausdehnungsbereich 28 so ausgeformt werden, dass sich die Wirkung des Rückstoßes erhöht. Dort können auch Rillen 23 oder Gleichrichtungsbleche 27 angebracht sein.

Fig. 11 zeigt zwei halbe Triebwerke. Verdeutlicht wird der Aufbau mit Rillen 23 und Gleichrichtungsblechen 27 die Kraftstoffzuführung 15 und die Funktion des Luftausgleichsbereiches 28 oder Rückstoßstauzone, in welcher Luft aufgestaut und beim Zuführen von Kraftstoff durch Kraftstoffzuführung 15 und Verbrennung mehr Schub erzeugt wird. Die obere Triebwerkhälfte zeigt einen verlängerten Luftzuführungskanal 20, 29. Im Luftzuführungskanal wird Kraftstoff zugeführt. Die Kraftstoffzuführung 15 ist im Luftzuführungskanal 20 29 angeordnet. Hier wird ein Kraftstoff-Luft-Gemisch zugeführt und verbrannt.

Das Triebwerk kann auch ohne verlängerten Luftzuführungskanal 20, 29 mit nur einem Gleichrichtungsblech 27 aufgebaut sein, wie in der unteren Triebwerkshälfte dargestellt ist. Bei der unteren Triebwerkshälfte wird Frischluft durch Zuführen von Abgasen geheizt, die Gase dehnen sich aus und durch nochmaliges Zuführen von Kraftstoff und Verbrennung ein hoher Schub erzeugt. Das Gleichrichtungsblech 27 an der Eintrittsöffnung des Luftzufuhrkanals 20, 29 wird mit kalter Luft gekühlt. Es ist auch möglich, noch zusätzlich mit Gasen oder Flüssigkeiten zu kühlen.

Alle beschriebenen Triebwerksarten können auch mit Laservielfachreflexion beheizt werden.

Ferner ist es möglich, dass in jeder Unterdruck- und Staustrahltriebwerksart Gleichrichtungsstutzen 30 eingebaut werden können.

Fig. 12 zeigt ein mehrstufiges Unterdrucksystem 3 mit Staustrahltriebwerk 4, 5.

Die erste Stufe ist in das Unterdrucksystem 3 eingebracht; nach der zweiten Unterdrucksystemstufe 3, 4, 5 ist eine weitere Unterdrucksystem- und Staustrahltriebwerksstufe 3, 4 angeordnet.

Die Luftzufuhrkanäle 20 für die dritte Stufe sind mit Verschlussblenden 12 verschließbar.

Sie können so aufgebaut und benutzt werden, dass sie sich nur bei hoher Geschwindigkeit öffnen. Hierzu dienen Verschlussblenden 12. Erregt durch die erste und zweite Unterdrucksystem- und Staustrahltriebwerksstufe 3, 4, 5 saugt die dritte Stufe 3, 4 verstärkt Frischluft zu und erzeugt einen höheren Schub bei stattfindender Verbrennung.

Die dritte Stufe kann aber auch so ausgeführt sein, dass sie bei niedrigen Geschwindigkeiten mit wirksam ist.

Dabei ist es möglich, die Verschlussblenden 12 verschiedenartig auszubilden, ohne dass sich am Funktionsprinzip etwas ändert.

Der Luftzufuhrkanal 20, mit dem Frischluft im Ansaugbereich zur dritten Stufe gepresst wird, kann kurz oder lang ausgebildet sein.

Rillen 23 unterschiedlicher Ausformung können im gesamten Brennraumbereich, in den Unterdrucksystemstufen und in den Staustrahltriebwerksstufen angeordnet sein. Ihre Ausformung ist variabel und in unterschiedlichster Art möglich. Das Triebwerk kann mit allen Arten von Hubwerken und Schubvektorsteuerungen kombiniert werden und durch den Einbau von Verschlussblenden 12 so aufgebaut sein, dass es wie ein Raketentriebwerk benutzt werden kann.

Es ist möglich, bei eingebrachter erster Stufe eine dritte oder weitere Stufe anzuordnen, die auch so gebaut werden kann, dass sich zwischen den Triebwerksstufen Luftausdehnungsbereiche 28 befinden.

In Fig. 13 sind mehrere nebeneinander angeordnete mehrstufige Unterdrucksysteme 3 und Staustrahltriebwerke 4, 5 dargestellt, mit einer Antriebseinheit oder Antriebskassette. Die Figur zeigt eine perspektivische Draufsicht und eine Seitenansicht der Antriebskassette. Diese Triebwerke können mit allen Arten von Hubwerken und Schubvektorsteuerungen kombiniert werden und so aufgebaut sein, dass sie auch als Raketenantrieb geeignet sind.

Fig. 13 stellt eine mögliche Variante des Aufbaus mehrerer, mehrstufiger Unterdrucksysteme 3 und Staustrahltriebwerke 4, 5 nebeneinander angeordnet dar. Es bestehen natürlich noch weitere Konstruktionsmöglichkeiten, die auf der gleichen Funktionsweise beruhen. Es ist möglich alle mehrstufigen Unterdrucksysteme und Staustrahltriebwerke so aufzubauen.

Fig. 14 erläutert den Aufbau von mehrstufigen Unterdrucksystemen mit Staustrahltriebwerk. Die Ausführung kann in der jeweils gewünschten Form, rund, viereckig oder anders artig gestaltet werden. Durch die gestrichelten Linien soll aufgezeigt werden, dass es auch möglich ist, ein mehrstufiges Unterdrucksystem und Staustrahltriebwerk auch ohne Klappe 12 und Hochdruckluftzufuhrkanal 19 anzuordnen. Es kann mit geführt und bei ausreichenden Staudruck zugeschaltet und benutzt werden.

Fig. 15 erläutert, dass auch mehrstufige Ramjet- und Scramjettriebe als Antriebskassette und mit Raketentriebwerkfunktion aufgebaut sein können.

Fig. 16 erläutert, dass der Hochdruckluftzufuhrkanal 19 direkt mit der ersten Stufe verbunden ist.

Fig. 17 zeigt eine Ausführung, bei der die erste Unterdrucksystem- und Staustrahltriebwerkstufe 3, 4 seitlich angeordnet ist. Hierbei steuern Luftzufuhrsteuerklappen 12 die Luftzufuhr zwischen den Hochdruckluftzufuhrkanal 19 und dem Luftzuführungskanal 20 für die erste Unterdrucksystemstufe und die Staustrahltriebwerksstufe 3, 4.

Wenn die Luftzufuhrsteuerklappen 12 öffnet, ist der Hochdruckluftzufuhrkanal 19 offen für die erste Unterdrucksystem- und Staustrahltriebwerksstufe 3, 4. Der dabei erzeugte Unterdruck saugt zwangsweise noch Luft durch den Ansaugstutzen 13 aus dem Luftzufuhrkanal 20 für die zweite Unterdrucksystem- und Staustrahltriebwerksstufe 3, 4, 5 in der Startphase.

Wenn die Luftzuführsteuerklappen 12 geschlossen sind, ist auch der Hochdruckluftzufuhrkanal 19 verschlossen und die Staudruckluftzufuhr für das erste Unterdrucksystem und Staustrahltriebwerksstufe 3, 4 erfolgt über den Luftzuführkanal 20 und für das zweite Unterdrucksystem und Staustrahltriebwerksstufe 3, 4, 5 über den Luftzufuhrkanal 20.

Fig. 18 zeigt eine Anordnung, bei der die innere erste Unterdrucksystem- und Staustrahltriebwerksstufe 3, 4 direkt mit dem Hochdruckluftzufuhrkanal 19 durch bewegliche Luftzufuhrsteuerklappen 12 verbunden ist.

Die Luftzufuhrsteuerklappen 12 steuern die Luftzufuhr zwischen dem ersten Unterdrucksystem- und Staustrahltriebwerksstufe und dem zweiten Unterdrucksystem und Staustrahltriebwerksstufe 3, 4, 5 bei der Start-, Flug- und Landephase.

Bei geöffneten Luftzufuhrsteuerklappen 12 erfolgt die Luftzufuhr für das erste Unterdrucksystem- und Staustrahltriebwerksstufe 3, 4 über den Hochdruckluftzufuhrkanal 19. Der erzeugte Unterdruck in der zweiten Unterdrucksystem- und Staustrahltriebwerksstufe 3, 4, 5 saugt zwangsweise Luft über den Ansaugstutzen 13 zu (Startphase).

Wenn die Luftzufuhrsteuerklappen 12 geschlossen sind, dann ist der Hochdruckluftzufuhrkanal 19 ebenfalls verschlossen und die Staudruckluftzufuhr für das erste und zweite Unterdrucksystem- und die Staustrahltriebwerksstufe 3, 4 und 3, 4, 5 erfolgt über den Luftzufuhrkanal 20. Um eine größere Leistung zu erreichen, kann noch zusätzlich Luft über zusätzlich eingebaute Luftzufuhrkanäle 20 und Ansaugstutzen 13 zugeführt werden für die zweite Unterdrucksystem- und Staustrahltriebwerkstufe 3, 4, 5. Der Aufbau der Luftzuführung kann variabel ausgeführt werden, wodurch aber das Funktionsprinzip nicht geändert wird. Diese Triebwerke können so gebaut werden, dass sie bei der Start-, Flug- und Landephase in alle Richtungen kippbar und drehbar sind.

Fig. 19 zeigt einen mehrstufige Impeller 1, 2 wobei jede Impellerstufe eine eigene Antriebseinheit 17 und einen eigenen Ansaugstutzen 13 besitzt. Die Figur verdeutlicht weiterhin mehrere Aufbaumöglichkeiten, wobei der Aufbau der Propeller der einzelnen Impellerstufen 1, 2 variabel ist.

Die einzelnen Impeller könne auch einen gemeinsamen Luftzufuhrkanal 20 besitzen.

Die hinteren Impellerstufen können mit höherer Drehzahl laufen als die vorderen Impellerstufen.

Wie aus den Fig. 20 und 21 ersichtlich ist, können bei allen mehrstufigen Antriebssystemen, jeder Bauart bei der letzten Stufe des Unterdrucksystems 3, 4, 5 die Brennraumwände im Durchmesser verstellbar sein und selbst die Funktion einer Schubvektorsteuerung übernehmen.

Diese Lösung kann im Zusammenhang mit einer Raketenfunktion eingesetzt werden.

Bei der Aufbaumöglichkeit gemäß Fig. 20 können die Brennraumwände der ersten Stufe 3, 4 entweder fest stehen oder sich mit den Brennraumwänden der zweiten Stufe 3, 4, 5 mitbewegen.

BEZUGSZEICHENLISTE

1

Luftverdichter, Impeller

2

zweite Impellerstufe, mehrstufiger Luftverdichter

3

Unterdrucksystem

4

Staustrahltriebwerksstufe

5

zweite Staustrahltriebwerksstufe, oder weitere Staustrahltrieb werksstufe

6

Dreheinrichtung

7

hinterer drehbarer Brennraum

8

wegklappbares Hubwerk

9

Luftausstoßsteuerklappen (Schubvektorsteuerung)

10

feststehende Luftsteuerungsbleche

11

Luftzufuhrsteuerklappen

12

Verschlussblende, Luftzufuhr

13

Luftansaugstutzen

14

brennraumähnliche Ausbildung

15

Kraftstoffzufuhr

16

Zündanlage

17

Antriebsmotor

18

Antriebswelle

19

Hochdruckluftzufuhrkanal

20

Luftzuführungskanal

21

Trennbleche

22

Luftdruckausgleichsröhre

23

Rillen

24

Kühlung der Triebwerke

25

Absperrventil

26

Raketenantrieb

27

Gleichrichtungsbleche

28

Luftausdehnungsbereich (Rückstoßstauzone)

29

verlängerter Luftzuführungskanal

30

Gleichrichtungsstutzen

31

Ramjet

31

Scramjet

Claims

1. Antriebssystem gemäß Patentanmeldung 100 33 653, vorzugsweise für Luftfahrzeuge, bei dem das Antriebssystem mit mindestens einem mehrstufigen Unterdrucksystem und mehrstufigen Staustahltriebwerken verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem mehrstufigen Unterdrucksystem oder mehrstufigen Staustahltriebwerk, nach der letzten Stufe eine in alle Richtungen schwenkbare Schubvektorsteuerung angebracht ist.

2. Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit durch einen Hochdruckluftzufuhrkanal mit dem Unterdrucksystem und Staustrahltriebwerk verbunden ist.

3. Antriebseinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Luftzuführungskanal von einer beliebigen Stelle des Flugkörpers angesaugte Frischluft zur Antriebseinheit führt.

4. Antriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Unterdrucksystemstufe und Staustrahltriebwerkstufe einen eigenen Luftzufuhrkanal besitzen und im Luftzufuhrkanal oder in der Luftzufuhrkanälen unterschiedlichste Arten von Verschlussblenden angeordnet sind.

5. Antriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das hintere Brennraumteil bei einem mehrstufigen Unterdrucksystem oder mehrstufigen Staustrahltriebwerk mit einer Dreheinrichtung versehen ist.

6. Antriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das hintere Brennraumteil mit einem Hubwerk oder einer Schubvektorsteuerung versehen ist.

7. Antriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dreheinrichtung direkt vor dem wegklappbaren Hubwerk, direkt vor der Schubvektorsteuerung oder im Hochdruckluftzufuhrkanal (19) angebracht ist.

8. Antriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Luftzuführkanälen oder zwischen den Unterdrucksystemen Verschlussblenden unterschiedlichster Art (schieb-, klapp-, rollbar usw.) angeordnet sind.

9. Antriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Brennraumbereich, in den Unterdrucksystemstufen und/oder Staustrahltriebwerksstufen Rillen (23) und/oder Gleichrichtungsbleche (27) angeordnet sind.

10. Antriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Triebwerksstufen Luftausdehnungsbereiche angeordnet sind.

11. Antriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Hochdruckluftzufuhrkanal (19) und im Luftzuführkanal (20) Luftzufuhröffnungen angeordnet sind.

12. Antriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere nebeneinander angeordnete ein- oder mehrstufige Unterdrucksysteme und Staustrahltriebwerke, die auch als Raketenfunktion oder auch mit wechselnden Funktionsweisen ausgebildet sein können, als Antriebseinheit oder als Antriebskassette ausgebildet sind, mit oder selbst als in alle Richtung wegklappbares Hubwerk ausgeführt sind.

13. Antriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrstufige Impeller angeordnet sind, wobei jede Impellerstufe eine eigene Antriebseinheit und einen eigenen Ansaugstutzen hat und alle Impellerstufen in einem gemeinsamen Luftansaugkanal oder Luftzuführkanal angeordnet sind.

14. Antriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennraumwände feststehend oder stellbar sind und selbst die Funktion der Schubvektorsteuerung übernehmen.

15. Antriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennraum seitlich angeordnet ist.

16. Antriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Hochdruckluftzufuhrkanal (19) eine in alle Richtungen drehbare Dreheinrichtung eingebaut ist, so dass die brennraumähnliche Ausbildung und die Unterdrucksystem- und Staustrahltriebwerkskonstruktion auch mit Raketenfunktion, in alle Richtungen drehbar und steuerbar ist und als Hubwerk benutzt werden kann.

17. Antriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausführung der Luftzufuhrkanäle (20) für die einzelnen Stufen des mehrstufigen Unterdrucksystems und Staustrahltriebwerk beliebig ist und an die jeweilige Triebwerksart baulich angepasst ist.

18. Antriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet; dass bei allen mehrstufigen Triebwerksarten immer die vordere Stufe die nachfolgende Stufe erregt.

19. Antriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennraumwände der zweiten Stufe entweder feststehend sind oder sich mit den Brennraumwänden der ersten Stufe mitbewegen können oder sich mit den Brennraumwänden der zweiten Stufe bewegen, auch im Zusammenhang mit einer Raketenfunktion.

20. Antriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit durch Hochdruckluftzufuhrkanäle in variabler Anzahl und an beliebigen Stellen befindlich, mit dem mehrstufigen Unterdrucksystem und Staustrahltriebwerk verbunden sind.

21. Antriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei mehrstufigen Unterdrucksystemen und Staustrahltriebwerken der erzeugte Luftstrom entweder nur in die erste Stufe oder in die erste und zweite Stufe des mehrstufigen Unterdrucksystems und Staustrahltriebwerks eingeleitet wird.

22. Antriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrstufige Ramjet- und Scramjetantriebe auch mit Raketenfunktion und als Antriebskassetten aufgebaut sind, mit und ohne Raketenfunktion.

23. Antriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftzufuhr für das Unterdrucksystem durch Luftzufuhrsteuerklappen (11) oder andere Steuerungssysteme im Hochdruckluftzufuhrkanal geregelt wird und das Gleichgewicht des Flugkörpers in der Luft steuert.

24. Antriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kombinationsantrieb in Luftfahrzeuge und Raumfahrzeugen eingebaut ist, die selbstständig starten und landen und durch Druck-, Unterdruck- und Staustrahltriebwerk und Raketenkombination in Luft- und Weltraum fliegen.

25. Antriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle beschriebenen Triebwerksarten durch Laservielfachreflexion betrieben werden.

26. Antriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit mit dem mehrstufigen Unterdrucksystem und Staustrahltriebwerken in alle Richtungen drehbar ist.

27. Antriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftzufuhr für die zweite Stufe entweder durch eine verlängerte Saugröhre (20) oder durch seitlich beliebig aufgebauten Luftzufuhrkanälen erfolgt.

28. Antriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausbildung der Gleichrichtungsstutzen variabel ist.

29. Antriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausführung der Form und des Aufbaus eines mehrstufigen Unterdrucksystems und Staustrahltriebwerk auch mit Raketenfunktion variabel ist, sich aber die Funktionsweise nicht ändert, und die Kraftstoffzufuhr auch bei Raketenfunktion variabel ist.

30. Antriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei beliebigen Kombinationsantrieb mit beliebiger Aufbauweise und Funktionsmerkmalen bei mehrstufigen Unterdrucksystemen und Staustrahltriebwerken, Ramjet- und Scramjettriebwerken mit Raketenfunktion kombiniert werden und auch als Hubwerk benutzt werden und auch in alle Richtungen drehbar sind.

31. Antriebseinheit nach einem der vorhergehenden Anspruche, dadurch gekennzeichnet, dass alle Kombinationstriebwerksarten, mehrstufigen Unterdrucksystem und Staustrahltriebwerke auch mit Raketenfunktion als Antriebe in Luftfahrzeuge und Flugzeuge eingebaut werden, welche schon durch ihre Ausformung den Auftrieb erzeugen.

32. Antriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle Kombinationstriebwerksarten, mehrstufigen Unterdrucksystemen und Staustrahltriebwerken auch mit Raketenfunktion als Antriebe auch in alle Luftfahrzeuge und Flugzeuge mit variabler Flügel- oder Tragflächenausführung sowie in alle herkömmlichen Flügel- und Tragflächenflugzeuge benutzt werden.