DE102019207742A1 - Flugzeug mit Mantelstromtriebwerk - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Flugzeug mit wenigstens einem Mantelstromtriebwerk (1), das an einem Flügel (10) befestigt ist und wenigstens eine Fanstufe (2a, 2b) zum Fördern von Luft in wenigstens einen Primär- und wenigstens einen Nebenstromkanal (3, 13a, 13b) aufweist, wobei der Nebenstromkanal stromabwärts nach der Fanstufe wenigstens eine erste Austrittsöffnung (5) aufweist, wobei diese erste Austrittsöffnung an einem wenigstens teilweise oberhalb einer oberen Flügeloberfläche (10a) angeordneten Abschnitt eines Austrittsgehäuses (6) angeordnet ist und/oder wenigstens ein oberer Bereich eines hinteren Randes (9a) eines die Fanstufe umgebenden Triebwerksgehäuses (9) einen geringeren Abstand zu einer Rotationsachse (R) der Fanstufe oder zu einer Querebene (Q), die eine zu einer Flugzeughochachse und zu einer Flugzeuglängsachse senkrechte Querachse und eine Rotationsachse (R) der Fanstufe aufweist, als ein gegenüberliegender unterer Bereich des Randes (9b) aufweist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Flugzeug mit wenigstens einem Mantelstromtriebwerk sowie ein Verfahren zum Fliegen des Flugzeugs.
  • Aus der GB 2 528 116 A ist ein Flugzeugtriebwerk mit einem Axialschaft und einem Fan bekannt, wobei wenigstens eine Fan-Laufschaufel einen Innenkanal aufweist, der mit einem Innenkanal des Axialschafts kommuniziert, um Luft aus Schlitzen in einer Flügeloberfläche auszublasen und so den Auftrieb bei niedrigen Fluggeschwindigkeiten zu erhöhen.
  • Eine Aufgabe einer Ausführung der vorliegenden Erfindung ist es, ein Flugzeug und/oder dessen Betrieb zu verbessern.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Flugzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung weist ein Flugzeug einen oder mehrere, in einer Ausführung feststehende(n), (Trag)Flügel bzw. Tragfläche(n) auf, an dem bzw. denen (jeweils) ein oder mehrere Mantelstromtriebwerke befestigt sind.
  • Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung weist das bzw. eines oder mehrere der Mantelstromtriebwerke (jeweils) wenigstens eine, in einer Ausführung stromaufwärtigste, Fanstufe auf, die im Flugbetrieb Luft in wenigstens einen Primärkanal und in wenigstens einen Nebenstromkanal fördert bzw. hierzu vorgesehen, insbesondere eingerichtet, ist bzw. verwendet wird.
  • Die Fanstufe weist in einer Ausführung einen Fan mit einer oder mehreren Laufschaufeln bzw. ein Laufgitter und in einer Weiterbildung einen, vorzugsweise stromabwärts nachfolgenden, Stator mit Leitschaufeln bzw. ein Leitgitter auf, der in einer Ausführung somit Teil der Fanstufe ist. In einer anderen Ausführung kann auch der Fan alleine eine Fanstufe im Sinne der vorliegenden Erfindung bilden bzw. ein eventuelles Leitgitter nicht (mehr) Teil der Fanstufe im Sinne der vorliegenden Erfindung sein.
  • Der Primärkanal weist in einer Ausführung ein, in einer Weiterbildung mit dem Fan gekoppeltes, Kerntriebwerk, insbesondere eine Gasturbine bzw. wenigstens eine Verdichterstufe, wenigstens eine stromabwärtig von dieser angeordnete Brennkammer und wenigstens eine stromabwärtig von dieser angeordnete und/oder mit dem Fan und/oder der Verdichterstufe bzw. einer der Verdichterstufen gekoppelte, Turbinenstufe bzw. dessen Arbeits- bzw. Gaskanal auf. Der Nebenstromkanal ist in einer Ausführung radial außerhalb des Primärkanals angeordnet, umgibt diesen in einer Ausführung wenigstens auf einem Teil seines Umfangs und/oder seiner Länge.
  • Hierdurch kann das Flugzeug in einer Ausführung besonders vorteilhaft (vorangetrieben werden.
  • „Axial“ bezeichnet in einer Ausführung in fachüblicher Weise eine Richtung parallel zu einer (Haupt)Maschinen- bzw. Drehachse des Mantelstromtriebwerks bzw. Fans, „Umfangsrichtung“ eine Rotationsrichtung um diese Achse, „radial“ eine zu der Axial- und Umfangsrichtung senkrechte Richtung. „Stromaufwärts“ bzw. „stromabwärts“ bezieht sich in einer Ausführung auf eine (normale) Durchströmung(srichtung) des Mantelstromtriebwerks, „oberhalb“, „oben“, „unten“ und „unterhalb“ in einer Ausführung auf eine Flugzeughoch(achs)richtung, insbesondere von einem Boden zu einem Dach des Flugzeugs hin, „vorne“ und „hinten“ in einer Ausführung auf eine Flugzeuglängs(achs)richtung, insbesondere von einem Bug zu einem Heck des Flugzeugs.
  • Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung weist der Nebenstromkanal des bzw. eines oder mehrere der Mantelstromtriebwerke (jeweils) eine oder mehrere Austrittsöffnungen auf, die vorliegend ohne Beschränkung der Allgemeinheit als erste Austrittsöffnung(en) bezeichnet werden und (jeweils) stromabwärts nach bzw. hinter der Fanstufe angeordnet sind und von dieser mit Luft versorgt werden bzw. hierzu eingerichtet sind.
  • Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung sind die bzw. eine oder mehrere der ersten Austrittsöffnung(en jeweils) an einem, in einer Ausführung demselben, Abschnitt eines Austrittsgehäuses, in einer Weiterbildung an einer, vorzugsweise stromabwärtigen, Stirnseite des Austrittsgehäuse(abschnitt)s, angeordnet, wobei dieser Austrittsgehäuseabschnitt, in einer Ausführung diese Stirnseite, mit der bzw. den ersten Austrittsöffnung(en), insbesondere die ersten Austrittsöffnung(en) selber, (in Flugzeughoch(achs)richtung gesehen) ganz oder teilweise oberhalb einer, insbesondere benachbarten bzw. anschließenden, oberen Flügeloberfläche angeordnet sind. In einer Ausführung ist eine Oberkante der bzw. eine oder mehrere der ersten Austrittsöffnung(en jeweils) oberhalb der, insbesondere benachbarten, oberen Flügeloberfläche angeordnet bzw. von dieser (in Flugzeughoch(achs)richtung gesehen) beabstandet und/oder eine Unterkante der bzw. eine oder mehrere der ersten Austrittsöffnung(en jeweils) unterhalb der oberen Flügeloberfläche, vorzugsweise jedoch (wenigstens) auf Höhe der oberen Flügeloberfläche und besonders bevorzugt oberhalb der oberen Flügeloberfläche angeordnet bzw. von dieser (in Flugzeughoch(achs)richtung gesehen) beabstandet.
  • Hierdurch kann in einer Ausführung Luft aus dem Nebenstromkanal besonders vorteilhaft auf die oberen Flügeloberfläche aufgeblasen und dadurch ein Auftrieb des Flügels vergrößert werden, insbesondere verglichen mit einem Ausblasen aus Schlitzen in der oberen Flügeloberfläche. Dies kann insbesondere in Langsamflugphasen, insbesondere Starts und/oder Landungen, besonders vorteilhaft sein und so den Betrieb des Flugzeugs, insbesondere seine Effizienz, Sicherheit und/oder Handhabbarkeit, verbessern.
  • Zusätzlich oder alternativ zu diesem Aspekt der wenigstens teilweise oberhalb der oberen Flügeloberfläche angeordneten ersten Austrittsöffnung(en) weist nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung wenigstens ein oberer Bereich eines hinteren Randes eines den Fan umgebenden, insbesondere äußeren, Triebwerksgehäuses, insbesondere einer sogenannten (Triebwerks)Gondel, einen geringeren, insbesondere maximalen, minimalen oder mittleren, Abstand zu einer Rotationsachse der Fanstufe oder zu einer Querebene auf, die eine zu einer Flugzeughochachse und zu einer Flugzeuglängsachse senkrecht(orientiert)e Querachse und die Rotationsachse des Fans aufweist, als ein unterer Bereich dieses Randes, der diesem oberen Bereich, insbesondere bezüglich dieser Querebene bzw. in Flugzeughochachsrichtung, gegenüberliegt, dessen Grenzen sich insbesondere in Flugzeughochachsrichtung gesehen mit den Grenzen des oberen Bereichs decken.
  • Der obere Bereich erstreckt sich in einer Ausführung über wenigstens 1%, insbesondere wenigstens 5%, in einer Ausführung wenigstens 10%, und/oder höchstens 45% einer Gesamtlänge bzw. eines Gesamtumfangs des hinteren Randes. Zusätzlich oder alternativ ist der hier genannte Abstand des oberen Bereichs zu der Rotationsachse bzw. Querebene um wenigstens 1%, insbesondere wenigstens 5%, in einer Ausführung wenigstens 10%, und/oder höchstens 75%, insbesondere höchstens 50%, geringer als der des ihm, insbesondere bezüglich dieser Querebene bzw. in Flugzeughochachsrichtung, gegenüberliegend unteren Bereichs. Der hier genannte Abstand kann insbesondere ein kartesischer Abstand, ein Abstand in Flugzeughochachsrichtung oder ein radialer Abstand sein.
  • Mit anderen Worten ist in einer Ausführung die Gondel hinter dem Fan nach innen bzw. unten gezogen, in einer Weiterbildung bis zu einer Kerntriebwerksverkleidung, die in einer Ausführung die Gasturbine umgibt und/oder eine Kerntriebwerksdüse des Primärkanals aufweist. In einer Ausführung weist ein bzw. der obere(r) Bereich des hinteren Randes der Gondel einen geringeren, insbesondere maximalen, minimalen oder mittleren, Abstand zu der Kerntriebwerksverkleidung auf als ein bzw. der untere(r) Bereich.
  • Entsprechend weist das Flugzeug in einer Ausführung zwischen der oberen Gondeloberfläche und der unteren Flügeloberfläche und/oder zwischen der oberen Gondeloberfläche und der unteren Austrittsgehäuseoberfläche einen oder mehrere Strömungskanäle, insbesondere seitlich offene Strömungskanäle, auf, deren Querschnitt sich in (Durch)Strömungsrichtung wenigstens abschnittsweise erweitert.
  • Insbesondere durch solche Diffusoren bzw. die hinter dem Fan nach innen bzw. unten gezogene obere Gondeloberfläche kann die obere Gondeloberfläche überströmende Luft verzögert und dadurch, besonders vorteilhaft in Kombination mit dem Ausblasen von Luft aus dem Nebenstromkanal auf der oberen Flügelseite, der Auftrieb des Flügels besonders vorteilhaft vergrößert werden. Dies kann insbesondere in Langsamflugphasen, insbesondere Starts und/oder Landungen, besonders vorteilhaft sein und so den Betrieb des Flugzeugs, insbesondere seine Effizienz, Sicherheit und/oder Handhabbarkeit, verbessern.
  • Insbesondere, um dies noch zu verstärken, weist in einer Ausführung das Austrittsgehäuse eine auftriebserzeugende Außenkontur, in einer Weiterbildung ein Tragflügelprofil, auf, und/oder steht in Flugzeuglängsrichtung über den Flügel, insbesondere eine benachbarte bzw. anschließende Flügelvorderkante und/oder nach vorne, vor bzw. über. Hierdurch kann in einer Ausführung auch die Strömung zu der bzw. den ersten Austrittsöffnung(en) verbessert werden.
  • In einer Ausführung sind die bzw. eine oder mehrere der ersten Austrittsöffnung(en jeweils) in Flugzeuglängs(achs)richtung hinter einer Vorderkante des Flügels und/oder vor einer hinteren Hälfte, in einer Ausführung vor zwei hinteren Dritteln, einer, insbesondere minimalen, maximalen oder mittleren, Flügelbreite, insbesondere (gemessen) im Bereich bzw. auf Höhe des Austrittsgehäuse(abschnitt)s, angeordnet.
  • Hierdurch kann in einer Ausführung eine aerodynamisch besonders günstige Überströmung der oberen Flügelseite realisiert werden.
  • Zusätzlich oder alternativ sind die bzw. eine oder mehrere der ersten Austrittsöffnung(en jeweils) in Flugzeugquer(achs)richtung zwischen zwei flügelvorderkantenseitigen beweglichen Auftriebsklappen, insbesondere Krügerklappen, Vorflügeln bzw. Slats oder dergleichen, angeordnet.
  • Solche beweglichen Auftriebsklappen können, insbesondere in Langsamflugphasen, insbesondere Starts und/oder Landungen, vorteilhaft den Auftrieb vergrößern. Durch die Anordnung der ersten Austrittsöffnung(en) zwischen solchen Auftriebsklappen können die auftriebserhöhenden Effekte der Auftriebsklappen und erfindungsgemäßen zusätzlichen Strömung auf der oberen Flügelseite aus dem Nebenstromkanal bzw. verzögerten Strömung auf der unteren Flügelseite besonders vorteilhaft miteinander kombiniert werden. Besonders vorteilhaft ist daran, dass über einen großen Spannweitenbereich des Flügels ein sogenannter Hochauftrieb ohne Unterbrechung durch die Gondel und den Pylon verwirklicht werden kann.
  • In einer Ausführung weist das Austrittsgehäuse, in einer Weiterbildung der wenigstens teilweise oberhalb der oberen Flügeloberfläche angeordnete Austrittsgehäuseabschnitt, wenigstens eine, insbesondere wenigstens abschnittsweise konvergente, Düse auf, die mit der bzw. einer oder mehreren der ersten Austrittsöffnung(en) strömungstechnisch verbunden ist bzw. kommuniziert, diese in einer Ausführung aufweist (Austrittsdüse).
  • Hierdurch kann vorteilhaft beschleunigte Luft auf die obere Flügelseite ausgeblasen und dadurch der Auftrieb (weiter) vergrößert werden. Allgemein ist in einer Ausführung das Austrittsgehäuse derart gestaltet, dass die aus der bzw. den ersten Austrittsöffnung(en) austretende Luft in wenigstens einem Auslegungsbetriebszustand gegenüber der Umgebungsluft beschleunigt ist bzw. wird.
  • In einer Ausführung ist der Nebenstromkanal wenigstens teilweise in einem Pylon angeordnet, über den das Mantelstromtriebwerk an dem Flügel befestigt ist.
  • Hierdurch kann die Luft in einer Ausführung besonders effektiv zu der bzw. den ersten Austrittsöffnung(en) geführt werden.
  • In einer Ausführung weist der Nebenstromkanal stromabwärts nach der Fanstufe eine oder mehrere Austrittsöffnungen auf, die als zweite Austrittsöffnung(en) bezeichnet werden und (in Flugzeughoch(achs)richtung gesehen) unterhalb, in einer Ausführung (in Flugzeuglängs(achs)richtung gesehen) wenigstens teilweise vor und/oder wenigstens teilweise unter, einer unteren Flügeloberfläche angeordnet sind.
  • Hierdurch kann ein Anteil der von der Fanstufe in den Nebenstromkanal geförderten Luft vorteilhaft zum Vortrieb des Flugzeugs beitragen.
  • In einer Ausführung beträgt in wenigstens einem (Auslegungs)Betriebszustand ein aus der bzw. den zweiten Austrittsöffnung(en) austretender Luft(massen)strom wenigstens das Dreifache, insbesondere wenigstens das Vierfache oder Fünffache, in einer Ausführung wenigstens das Zehnfache, eines aus der bzw. den ersten Austrittsöffnung(en) austretenden Luft(massen)stroms, bzw. ist der Nebenstromkanal derart bzw. hierzu ausgebildet. In einer Ausführung verzweigt sich der Nebenstromkanal in einen ersten Teil mit der bzw. den ersten Austrittsöffnung(en) und einen zweiten Teil mit der bzw. den zweiten Austrittsöffnung(en), wobei in einer Ausführung ein Verhältnis eines durchströmbaren bzw. offenen Querschnitts des ersten Teils zu einem durchströmbaren bzw. offenen Querschnitt des zweiten Teils höchstens 1/3, insbesondere höchstens 1/4 oder 1/5, in einer Ausführung höchstens 1/10 beträgt, vorzugsweise ein Verhältnis der minimalen durchströmbaren bzw. offenen Querschnitte des ersten und zweiten Teils und/oder ein Verhältnis der minimalen durchströmbaren bzw. offenen Querschnitte des ersten und zweiten Teils an der Verzweigung.
  • In einer Ausführung weist das Flugzeug ein, in einer Weiterbildung elektrisches, mechanisches und/oder hydraulisches, ein- oder mehrteiliges Stellmittel auf, das in wenigstens einer Stellung einen, insbesondere minimalen, durchströmbaren Kanalquerschnitt eines, insbesondere des ersten, Teiles des Nebenstromkanals zwischen der Fanstufe und der bzw. einer oder mehrerer der ersten Austrittsöffnung(en) verglichen mit dem durchströmbaren Kanalquerschnitt bei wenigstens einer anderen Stellung des Stellmittels reduziert, insbesondere in einer Stellung des Stellmittels sperrt, bzw. hierzu vorgesehen, insbesondere eingerichtet ist bzw. verwendet wird. Das Stellmittel kann insbesondere eine oder mehrere Blenden, Klappen oder dergleichen aufweisen, die vorzugsweise an der bzw. den ersten Austrittsöffnungen, der Verzweigung des ersten und zweiten Teils des Nebenstromkanals und/oder dazwischen und/oder ganz besonders bevorzugt einer Düse vor der Austrittsöffnung angeordnet sind.
  • Hierdurch kann die Anströmung der oberen Flügelseite aus dem Nebenstromkanal bzw. ersten Austrittsöffnung(en) in einer Ausführung vorteilhaft verändert, insbesondere angepasst, in einer Ausführung bei Langsamflug, insbesondere Start und/oder Landung, verstärkt bzw. aktiviert und/oder im Reiseflug reduziert bzw. deaktiviert werden.
  • In einer alternativen Ausführung ist der, insbesondere minimale, durchströmbare Kanalquerschnitt des (ersten) Teiles des Nebenstromkanals zwischen der Fanstufe und der bzw. einer oder mehrerer der ersten Austrittsöffnung(en) konstant. Hierdurch kann in einer Ausführung die Zuverlässigkeit erhöht werden.
  • In einer Ausführung ist ein oberer Bereich eines vorderen Randes des Triebwerksgehäuses(in Flugzeughoch(achs)richtung gesehen) oberhalb einer, insbesondere benachbarten bzw. in Flugzeuglängs(achs)richtung dahinter angeordneten, unteren Flügeloberfläche des Flügels angeordnet.
  • Hierdurch können in einer Ausführung Mantelstromtriebwerke mit großem Nebenstromverhältnis und damit großem Fandurchmesser bei einer Unterflügelanordnung dicht(er) unterhalb des Flügels angeordnet und so insbesondere eine Fahrwerkslänge reduziert werden.
  • Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung fördert beim Fliegen eines hier beschriebenen Flugzeugs die Fanstufe Luft in den Nebenstromkanal, die in wenigstens einem Betriebszustand aus der bzw. den ersten Austrittsöffnung(en) auf die obere Flügeloberfläche strömt.
  • Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungen. Hierzu zeigt, teilweise schematisiert:
    • 1 einen Teil eines Flugzeugs nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung in einer Frontalansicht;
    • 2 einen Längsschnitt eines Teils des Flugzeugs;
    • 3 einen Teil des Flugzeugs in einer Rückansicht; und
    • 4 einen Teil des Flugzeugs in einer perspektivischen Ansicht.
  • 1 zeigt einen Teil eines Flugzeugs nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung in einer Frontalansicht.
  • Das Flugzeug weist zwei Flügel 10 auf, an denen im Ausführungsbeispiel je ein Mantelstromtriebwerk 1 über einen Pylon 8 befestigt ist.
  • Die beiden baugleichen Mantelstromtriebwerke 1 weisen jeweils eine Fanstufe mit einem Fan 2a und einem Nachleitgitter 2b zum Fördern von Luft in einen Primärkanal 3 (einer Gasturbine) eines Kerntriebwerks und einen Nebenstromkanal auf.
  • Der Nebenstromkanal verzweigt sich stromabwärts nach der Fanstufe in einen ersten Teil 13a, der in einer ersten Austrittsöffnung 5 endet, und einen zweiten Teil 13b, der in einer zweiten Austrittsöffnung 4 endet. Dabei ist der erste Teil 13a wenigstens teilweise in dem Pylon 8 angeordnet.
  • Die erste Austrittsöffnung 5 ist an einer stromabwärtigen Stirnseite eines oberhalb einer oberen Flügeloberfläche 10a angeordneten Abschnitts eines Austrittsgehäuses 6 angeordnet, das eine auftriebserzeugende Außenkontur aufweist.
  • Dabei ist die erste Austrittsöffnung 5 in Flugzeuglängsrichtung hinter einer Vorderkante des Flügels 10 und vor einer hinteren Hälfte einer Flügelbreite sowie in Flugzeugquerrichtung zwischen zwei flügelvorderkantenseitigen beweglichen Auftriebsklappen 12 angeordnet.
  • Die zweite Austrittsöffnung 4 ist in Flugzeughochrichtung gesehen unterhalb und im Ausführungsbeispiel in Flugzeuglängsrichtung gesehen vor einer unteren Flügeloberfläche 10b angeordnet. In einer nicht dargestellten, ansonsten gleichen Abwandlung ist die zweite Austrittsöffnung 4 in Flugzeuglängsrichtung gesehen ganz oder teilweise unter der unteren Flügel Oberfläche 10b, d.h. in 2 weiter rechts angeordnet.
  • Im ersten Nebenstromkanalteil 13a oder der Austrittsdüse 5 kann optional ein Stellmittel 14 zum Reduzieren, insbesondere Sperren, eines durchströmbaren Kanalquerschnitts dieses Nebenstromkanalteils vorgesehen sein.
  • Wie insbesondere in der Frontalansicht der 1 gestrichelt angedeutet, ist ein oberer Bereich eines vorderen Randes des Triebwerksgehäuses 9 in Flugzeughochrichtung gesehen oberhalb der unteren Flügeloberfläche 10b angeordnet.
  • Wie insbesondere im Längsschnitt der 2 und in der Rückansicht der 3 angedeutet, weist ein oberer Bereich eines hinteren Randes 9a des die Fanstufe umgebenden Triebwerksgehäuses 9 einen geringeren Abstand zu einer Rotationsachse R der Fanstufe sowie zu einer Querebene Q, die eine zu einer Flugzeughochachse und zu einer Flugzeuglängsachse senkrechte Querachse (horizontal in 3) und die Rotationsachse R der Fanstufe aufweist, als ein in Flugzeughochrichtung gegenüberliegender unterer Bereich 9b des Randes auf. Der obere Bereich 9a weist insbesondere einen geringeren Abstand zur Kerntriebwerksverkleidung 7 auf als der untere Bereich 9b.
  • Im Flugbetrieb wird die vom Fan 2a geförderte Luft stromabwärts nach dem Nachleitgitter 2b aufgeteilt: ein Teil, im Ausführungsbeispiel 80-90%, wird in der zweiten Nebenstromdüse 4 auf der Flügelunterseite in die Umgebung geblasen. Der restliche Teil, im Ausführungsbeispiel also 10-20%, wird über den ersten Teil 13a des Nebestromkanals zur Flügeloberseite geleitet und dort in der ersten Nebenstromdüse 5 ausgeblasen. Die Verkleidung 6 dieser ersten Nebenstromdüse 5 bzw. das Gehäuse 6 ist ähnlich einer Flügelnase gestaltet und schließt aerodynamisch günstig an den Flügel 10 an.
  • Die Gondeloberseite ist hinter der Fan-Stufe bis hin zur Kerntriebwerksverkleidung 7 nach innen gezogen. Dadurch sind zwischen der Unterseite des Gehäuses 6 und der Oberseite der Gondel 9 beidseitig vom Pylon 8 seitlich offene Strömungskanäle 11 gebildet. Die Kanäle können so gestaltet sein, dass sich ihr Querschnitt in Strömungsrichtung erweitert, so dass sie wie Diffusoren wirken.
  • Dadurch wird die die Gondel in diesem Bereich überströmende Luft verzögert und strömt mit verminderter Geschwindigkeit entlang der Flügelunterseite. Der Schubstrahl aus der zweiten Nebenstromdüse 4 weist einen größeren Abstand zur unteren Flügeloberfläche 10b auf, wodurch dessen negative Auswirkung auf die Zirkulation verringert wird.
  • Die hohe Geschwindigkeit stromabwärts der ersten Nebenstromdüse 5 auf der Flügeloberseite und die verzögerte Strömung auf der Flügelunterseite vergrößern die Zirkulation in diesem Flügelbereich und erhöhen dadurch den Auftrieb. Zusätzlich kann auch das Gehäuse bzw. die Verkleidung 6 der ersten Nebenstromdüse 5, insbesondere durch ihre Tragflügelform und/oder die Diffusorwirkung mit der nach unten gezogenen Gondeloberseite, zum Auftrieb beitragen.
  • Die erste Nebenstromdüse 5 ist in Flugzeugquer- bzw. Spannweitenrichtung zwischen den Klappen 12 angeordnet. Ihr Düsenstrahl strömt vorteilhafterweise mit hoher Geschwindigkeit über den Flügel 10 und stabilisiert dessen Strömung, insbesondere bei hohen Anstellwinkeln.
  • In einer Ausführung können im Strahlbereich weitere Auftriebshilfen an der Flügelhinterkante angeströmt bzw. überströmt werden.
  • Insbesondere durch Ausnutzung des Coanda-Effekts und/oder des erhöhten Staudrucks im Triebwerksstrahl kann lokal durch die energiereiche Strahlströmung die Zirkulation, insbesondere bei Langsamflugphasen, erhöht werden.
  • Obwohl in der vorhergehenden Beschreibung exemplarische Ausführungen erläutert wurden, sei darauf hingewiesen, dass eine Vielzahl von Abwandlungen möglich ist. Außerdem sei darauf hingewiesen, dass es sich bei den exemplarischen Ausführungen lediglich um Beispiele handelt, die den Schutzbereich, die Anwendungen und den Aufbau in keiner Weise einschränken sollen. Vielmehr wird dem Fachmann durch die vorausgehende Beschreibung ein Leitfaden für die Umsetzung von mindestens einer exemplarischen Ausführung gegeben, wobei diverse Änderungen, insbesondere in Hinblick auf die Funktion und Anordnung der beschriebenen Bestandteile, vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich zu verlassen, wie er sich aus den Ansprüchen und diesen äquivalenten Merkmalskombinationen ergibt.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Triebwerk
    2a
    Fan
    2b
    Nachleitgitter
    3
    Primärkanal
    4
    zweite Austrittsöffnung
    5
    erste Austrittsöffnung/Austrittsdüse
    6
    Austrittsgehäuse
    7
    Verkleidung des Kerntriebwerks
    8
    Pylon
    9
    Gondel
    9a
    oberer Bereich eines hinteren Gondelrandes
    9b
    unterer Bereich eines hinteren Gondelrandes
    10
    Flügel
    10a
    obere Flügeloberfläche
    10b
    untere Flügeloberfläche
    11
    seitlich offener Strömungskanal
    12
    bewegliche Klappe
    13a
    erster Nebenstromkanalteil
    13b
    zweiter Nebenstromkanalteil
    14
    Stellmittel
    Q
    Querebene
    R
    Rotationsachse
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • GB 2528116 A [0002]

Claims (11)

  1. Flugzeug mit wenigstens einem Mantelstromtriebwerk (1), das an einem Flügel (10) befestigt ist und wenigstens eine Fanstufe (2a, 2b) zum Fördern von Luft in wenigstens einen Primär- und wenigstens einen Nebenstromkanal (3, 13a, 13b) aufweist, wobei der Nebenstromkanal stromabwärts nach der Fanstufe wenigstens eine erste Austrittsöffnung (5) aufweist, wobei diese erste Austrittsöffnung an einem wenigstens teilweise oberhalb einer oberen Flügeloberfläche (10a) angeordneten Abschnitt eines Austrittsgehäuses (6) angeordnet ist und/oder wenigstens ein oberer Bereich eines hinteren Randes (9a) eines die Fanstufe umgebenden Triebwerksgehäuses (9) einen geringeren Abstand zu einer Rotationsachse (R) der Fanstufe oder zu einer Querebene (Q), die eine zu einer Flugzeughochachse und zu einer Flugzeuglängsachse senkrechte Querachse und eine Rotationsachse (R) der Fanstufe aufweist, als ein gegenüberliegender unterer Bereich des Randes (9b) aufweist.
  2. Flugzeug nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Austrittsgehäuse (6) eine auftriebserzeugende Außenkontur aufweist und/oder in Flugzeuglängsrichtung über den Flügel (10) vorsteht.
  3. Flugzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehr Strömungskanäle (11) von einer oberen Gondeloberfläche (9a) des Mantelstromtriebwerks (1) und von einer unteren Flügeloberfläche (10b) des Flügels (10) und/oder von der oberen Gondel Oberfläche (9a) und von einer unteren Austrittsgehäuseoberfläche in zumindest radialer Richtung begrenzt werden, wobei sich ein Querschnitt des einen oder der mehreren Strömungskanäle (11) in Strömungsrichtung erweitert.
  4. Flugzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Austrittsöffnung (5) in Flugzeuglängsrichtung hinter einer Vorderkante des Flügels (10) und/oder vor einer hinteren Hälfte einer Flügelbreite und/oder in Flugzeugquerrichtung zwischen zwei flügelvorderkantenseitigen beweglichen Auftriebsklappen (12) angeordnet ist.
  5. Flugzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Austrittsgehäuse (6) eine Düse, die mit der ersten Austrittsöffnung (5) verbunden ist, insbesondere eine Austrittsdüse mit der ersten Austrittsöffnung (5), aufweist.
  6. Flugzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Nebenstromkanal wenigstens teilweise in einem Pylon (8) angeordnet ist, über den das Mantelstromtriebwerk (1) an dem Flügel (10) befestigt ist.
  7. Flugzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Nebenstromkanal stromabwärts nach der Fanstufe wenigstens eine zweite Austrittsöffnung (4) aufweist, die unterhalb, insbesondere vor und/oder unter, einer unteren Flügeloberfläche (10b) angeordnet ist.
  8. Flugzeug nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Nebenstromkanal derart ausgebildet ist, dass ein aus der zweiten Austrittsöffnung (4) austretender Luftstrom in wenigstens einem Betriebszustand wenigstens das Doppelte eines aus der ersten Austrittsöffnung (5) austretenden Luftstroms beträgt.
  9. Flugzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Stellmittel (14) zum Reduzieren, insbesondere Sperren, eines durchströmbaren Kanalquerschnitts eines Teiles (13a) des Nebenstromkanals zwischen der Fanstufe (2a, 2b) und der ersten Austrittsöffnung (5).
  10. Flugzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein oberer Bereich eines vorderen Randes des Triebwerksgehäuses (9) oberhalb einer unteren Flügeloberfläche (10b) angeordnet ist.
  11. Verfahren zum Fliegen eines Flugzeugs nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fanstufe (2a, 2b) Luft in den Nebenstromkanal (13a, 13b) fördert, die aus der ersten Austrittsöffnung (5) auf die obere Flügeloberfläche (10a) strömt.
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