DE1129380B

DE1129380B - Antriebseinheit mit mehreren Strahltriebwerken

Info

Publication number: DE1129380B
Application number: DEH37457A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Eduard Toennies; Wilhelm Fricke
Original assignee: Hamburger Flugzeugbau GmbH
Current assignee: Hamburger Flugzeugbau GmbH
Priority date: 1959-09-17
Filing date: 1959-09-17
Publication date: 1962-05-10
Also published as: GB898514A

Description

Antriebseinheit mit mehreren Strahltriebwerken Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit mit mehreren Strahltriebwerken, deren Strahlrohre nebeneinanderliegen und mit einer gemeinsamen Schubumkehreinrichtung versehen sind.
Bei heutigen schnellen Flugzeugen mit mehreren Strahltriebwerken werden die Triebwerke im steigenden Maße in gesonderten Gondeln am Flugzeugheck angebaut. Da diese Anordnung zusätzliches Gewicht und erhöhten Luftwiderstand erfordert, ist es auch bekannt, die Triebwerke direkt in das Rumpfheck zu verlegen, wobei die Schubrohre am äußersten Heckende austreten. Bei einer Bauweise mit nebeneinanderliegenden Triebwerken ist es schwierig, die zur Erzielung kurzer Landestrecken erforderliche Schubumkehreinrichtung günstig anzuordnen. Bei bekannten Antriebseinheiten wurde bisher die Schubumkehr überwiegend mit mehr oder weniger vertikal austretenden Treibstrahlen vorgenommen. Hierbei ist eine starke Beeinflussung anderer Flugzeugteile kaum zu umgehen. So beeinflußt der nach oben austretende Strahl vor allem das Leitwerk. Der untere Strahl kann den Rumpf, eventuell auch den Flügel beeinflussen, außerdem wirbelt er bei der Landung Schmutz auf, der in die Ansaugschächte der Triebwerke gelangen kann.
Es ist auch bereits eine Antriebseinheit mit zwei nebeneinander liegenden Strahlrohren bekannt, bei welcher, in ähnlicher Weise wie bei der Erfindung, die Treibstrahlen in einer horizontalen Ebene austreten. Diese Einrichtung vermeidet zwar die vorstehend beschriebenen Nachteile des vertikalen Strahlaustritts, weist dafür aber andere schwerwiegende Nachteile auf. Bei Ausfall eines Triebwerks können die Treibgase des noch arbeitenden Triebwerks ungehindert in das ausgefallene Triebwerk zurückschlagen. Außerdem sind für jedes Triebwerk getrennte Schubumkehreinrichtungen vorhanden, so daß bei betätigter Schubumkehr und verschiedenen Triebwerksleistungen kein Ausgleich zwischen den Treibstrahlen stattfinden kann. Dabei treten Momente um die Hochachse des Flugzeuges auf, die besonders beim Landeanflug und bei vollkommenem Ausfall eines Triebwerks zur Katastrophe führen können.
Gemäß der Erfindung werden alle vorstehend beschriebenen Nachteile bei einer Antriebseinheit, deren Strahlrohre mit einer gemeinsamen Schubumkehreinrichtung versehen sind, dadurch vermieden, daß bei Ausfall eines Triebwerks das zugehörige Strahlrohr durch eine Klappe geschlossen wird. Durch diese Absperrung eines ausgefallenen Triebwerks ist ein Zurückschlagen des Treibstrahls unmöglich, und es können für die Flugzeugführung keine kritischen Momente auftreten.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist eine Antriebseinheit mit zwei Strahltriebwerken eine Klappe auf, die einen Teil der Wand zwischen den beiden Strahlrohren bildet und durch Verschwenken das eine oder das andere Strahlrohr verschließt. Nach weiterer Ausbildung der Erfindung sind zwei Klappen vorhanden, die in der nicht schließenden Stellung sich gegenseitig deckend einen Teil der Wand zwischen den beiden Strahlrohren bilden, wobei jede der Klappen durch Verschwenken nur das angrenzende Strahlrohr verschließt, während die andere Klappe in ihrer Ruhestellung verbleibt. Gemäß einem weiteren Merkmal ist die Erfindung gekennzeichnet durch eine erste Klappe in der außenliegenden Wand und eine zweite Klappe in der innenliegenden Wand jedes Strahlrohres, wobei letztere zum Verschließen der Austrittsdüse des Strahlrohres nach außen und erstere zum Verschließen des Strahlrohres nach innen und zur Strahlumlenkung nach außen schwenkbar ist.
Weitere Ausbildungen der Erfindung werden nachstehend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Beispielen beschrieben.
Die Fig.1 zeigt einen Schnitt durch den Zusammenlauf von zwei Triebwerken mit einer Einrichtung für Strahlumlenkung bei freiem Strahlaustritt.
Die Fig. 2 und 3 zeigen die Einrichtung für Strahlumlenkung nach Fig. 1 unter anderen Betriebsbedingungen.
Die Fig. 4 bis 6 und 7 bis 9 zeigen Schnitte von zwei anderen Einrichtungen für Strahlumlenkung unter jeweils drei verschiedenen Betriebsbedingungen.
Die Fig. 10 stellt eine seitliche Ansicht von dem Triebwerkseinbau dar.
Die Fig. 11 - zeigt ein weiteres Beispiel für eine Einrichtung mit Strahlumlenkung.
Die Fig. 12 und 13 zeigen in Seitenansicht und Draufsicht ein Beispiel für den Einbau einer Antriebseinheit in ein Flugzeug.
In der Fig. 1 münden zwei Strahltriebwerke 1 und 2 mit ihren Schubrohren 3 und 4 in einer Einrichtung für Strahlumlenkung 5. Letztere weist eine Klappe 6 in der Wandung zwischen den Schubrohren und zwei Klappen 7 und 8 auf, die vor seitlichen Austrittsöffnungen 9 und 10 angeordnet sind. In der gezeichneten Stellung sind die Klappen 6, 7 und 8 geschlossen und die Treibstrahlen der Triebwerke 1 und 2 treten ungehindert in Richtung der geraden Pfeile durch die hinteren Strahldüsen 11 und 12 aus. Fig. 2 zeigt die Einrichtung für Strahlumlenkung 5 bei Schubumkehr. Die Klappen 7 und 8 sperren die Strahlaustritte 11 und 12 ab und geben die seitlichen Austrittsöffnungen 9 und 10 frei. Die Treibstrahlen prallen gegen die Klappen 7 und 8 und werden mit Hilfe der Leitbleche 13 und 14 in die Richtung der gebogenen Pfeile umgelenkt. In der Figur 3 ist die Stellung der Klappen und die Anordnung der Strahlströme bei Ausfall des Triebwerkes 1 und gleichzeitiger Schubumkehr gezeigt: Die Klappe 6 ist vor das Schubrohr 3 des ausgegefallenen Triebwerkes 1 geschwenkt und der Strahl aus dem Triebwerk 2 verteilt sich, wie die Pfeile zeigen, etwa gleichmäßig auf die beiden seitlichen Austrittsöffnungen 9 und 10.
In den Fig. 4 bis 6 ist eine äußerlich ähnliche ; Einrichtung für die Strahlumlenkung 5 wie in den Figuren 1 bis 3 gezeigt. In der Wandung zwischen den Treibstrahlen der beiden Triebwerke 1 und 2 sind jedoch zwei Klappen 15 und 16 angeordnet, welche um hinten liegende Achsen schwenkbar sind. , Vor den seitlichen Austrittsöffnungen 9 und 10 sind die Klappen 17 und 18 mit vorne liegenden Achsen angeordnet. Bei Schubumkehr (Fig. 5) legen sich die Wandungsklappen 15 und 16 vor die Austrittsdüsen 11 und 12, während die Klappen 17 und 18 durch die Öffnungen 9 und 10 hindurchschwenken und gleichzeitig zur Leitung des Schubs dienen. Bei Ausfall des Triebwerks 1 und gleichzeitiger Schubumkehr nach Fig. 6 dreht sich die Klappe 17 vor das Strahlrohr 3 und der Treibstrahl des Triebwerkes 2 wird entsprechend der Pfeile auf die beiden seitlichen Austrittsöffnungen 9 und 10 verteilt.
Die Fig. 7 und 9 zeigen eine wesentlich anders aufgebaute Einrichtung für Strahlumlenkung 5. Die ganze Einrichtung ist gedrungener und besteht im wesentlichen aus zwei schwenkbaren Kappen 19 und 20 und zwei Wandungsklappen 21 und 22; welche um hinten liegende Achsen schwenken.
In der Fig. 7 treten die Strahlströme der beiden Triebwerke 1 und 2 ungehindert durch die Kappen 19 und 20 ins Freie. Bei Schubumkehr führen die Kappen um ihre Drehachsen 23 und 24 solche entgegengesetzte Drehbewegungen aus, daß Öffnungen 25 und 26 entstehen, durch welche der Treibstrahl austreten kann. Bei Ausfall des Triebwerkes 2 und Schubumkehr nach Fig.9 schließt die Wandungsklappe 22 das Strahlrohr 4 ab, wodurch die Treibstrahlen des Triebwerks 1 entsprechend den Pfeilen etwa gleichmäßig aus den Öffnungen 25 und 26 der Kappen 19 und 20 austreten können.
In der Fig. 11 ist eine Antriebseinheit gezeigt, bei der innerhalb der Einrichtung für Strahlumlenkung 5 die Treibstrahlen der Triebwerke 1 und 2 nicht getrennt sind. Es sind eine gemeinsame, an und für sich bekannte, Schubumkehreinrichtung 27 und eine Austrittsdüse 28 mit veränderlichem Querschnitt vorhanden. Die Strahlrohre 3 und 4 sind durch eine Klappe 29 getrennt. Die ausgezogen gezeichnete Stellung der Fig. 11 zeigt die Anordnung bei normal arbeitenden Triebwerken. Bei Schubumkehr nimmt die Schubumkehrvorrichtung 27 die strichpunktierte Stellung ein, und der Schub wird durch die seitlichen Austrittsöffnungen 9 und 10 in Richtung der Leitbleche 13 und 14 umgeleitet. Wenn ein Triebwerk ausfällt, sperrt die Klappe 29 das dazugehörige Strahlrohr ab, wie es in der Figur am Beispiel des Triebwerks 1 durch die strichpunktierte Stellung der Klappe 29 gezeigt ist. Gleichzeitig paßt sich die Austrittsdüse 28 durch Verengung des Querschnitts den dabei herrschenden Strömungsverhältnissen an. Bei Ausfall eines Triebwerks und Schubumkehr werden die Treibstrahlen des noch arbeitenden Triebwerks etwa gleichmäßig durch die COffnungen 9 und 10 geleitet.
In der Fig. 10 ist eine Seitenansicht der Anordnung nach Fig. 11 dargestellt. Gleich oder ähnlich können auch die Seitenansichten der drei vorher beschriebenen Beispiele für die Erfindung nach den Fig. 1 bis 9 aussehen.
Schließlich zeigen die Fig. 12 und 13 den Einbau einer erfindungsgemäßen Antriebseinheit im Heck eines Flugzeuges. Die strichpunktierten Strahlen 29 und 30 stellen dabei die Richtung der seitlich austretenden Treibstrahlen bei Schubumkehr dar. Der Einbau der Triebwerke wurde demnach so vorgenommen, daß keine Beeinflussung anderer Flugzeugteile bei Schubumkehr erfolgt. Die dargestellte Antriebseinheit kann auch anderen Flügel- oder Leitwerksanordnungen so angepaßt werden, daß eine Beeinflussung sowohl bei normalem Strahlaustritt als auch bei Schubumkehr vermieden wird.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die Anwendungsbeispiele mit zwei Strahltriebwerken. ES lassen sich unter Beibehaltung des Grundgedankens der Erfindung auch Antriebseinheiten von drei oder mehreren Strahltriebwerken mit einer gemeinsamen Einrichtung für Strahlumlenkung zusammenfassen. Dabei können beispielsweise drei Triebwerke in einem Dreieck oder vier Triebwerke in einem Rechteck angeordnet werden. Durch eine geeignete Verstellung der die Strahlrohre abschließenden Klappen ist . es auch möglich, einen unsymmetrischen Schub der an und für sich normal arbeitenden Triebwerke zu erzielen. Dieses ist z. B. günstig zum Ausgleich von seitlichen Momenten infolge Seitenwind usw. bei Start oder Landung,

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Antriebseinheit mit mehreren Strahltriebwerken, deren Strahlrohre nebeneinanderliegen und mit einer gemeinsamen Schubumkehreinrichtung versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ausfall eines Triebwerks das zugehörige Strahlrohr durch eine Klappe geschlossen wird.
2. Antriebseinheit nach Anspruch 1 mit zwei Strahltriebwerken, gekennzeichnet durch eine Klappe (6, 29), die einen Teil der Wand zwischen den beiden Strahlrohren bildet und durch Verschwenken das eine oder das andere Strahlrohr verschließt.
3. Antriebseinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappe (6) , aus der Mittelstellung um mehr als 90° in jede ihrer Schließstellungen schwenkbar ist und in dieser Stellung eine vordere Führungswand für den umgelenkten Treibstrahl bildet.
4. Antriebseinheit nach Anspruch 1 mit zwei Strahltriebwerken, gekennzeichnet durch zwei Klappen (21, 22), die in der nicht schließenden Stellung sich gegenseitig deckend einen Teil der Wand zwischen den beiden Strahlrohren bilden, wobei jede der Klappen durch Verschwenken nur das angrenzende Strahlrohr verschließt, während die andere Klappe in ihrer Ruhestellung verbleibt.
5. Antriebseinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Klappe (21, 22) zum Verschließen des angrenzenden Strahlrohres um eine hintenliegende Achse um weniger als 90° schwenkt und in ihrer Endstellung eine vordere Führungswand für den umgelenkten Treibstrahl bildet.
6. Antriebseinheit nach Anspruch 1 mit zwei Strahltriebwerken, gekennzeichnet durch eine erste Klappe (17, 18) in der außenliegenden Wand und eine zweite dahinterliegende Klappe (15,16) in der innenliegenden Wand jedes Strahlrohres, wobei letztere zum Verschließen der Austrittsdüse des Strahlrohres nach außen und erstere zum Verschließen des Strahlrohres nach innen und zur Strahlunflenkung nach außen schwenkbar ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 1052 252; französische Patentschrift Nr. 928 469; britische Patentschrift Nr. 670 736; USA.-Patentschrift Nr. 2 470 348.