-
Eintrittskanal eines Strahltriebwerkes Die Erfindung betrifft einen
Eintrittskanal eines Strahltriebwerkes, insbesondere für das senkrechte Starten
und Landen, dessen den Lufteinlaßhauptkanal umschließende Vorderkante einen veränderlichen
Querschnitt hat, wobei durch die Anordnung von aufblasbaren Körpern der Krümmungshalbmesser
der Vorderkante nach außen vergrößerbar ist und wobei seitliche, zusätzliche Lufteinlaßöffnungen
stromabwärts von dieser Kante vorgesehen: sind.
-
Die Lufteintrittskanäle von Strahltriebwerken sind im allgemeinen
so ausgebildet, daß der günstigste Wirkungsgrad bei voller Fluggeschwindigkeit des
Luftfährzeuges erhalten wird. Hieraus ergibt sich, daß ihr Wirkungsgrad und somit
der Schub des. Strahltriebwerks bei Start und Landung geringer ist, weil der von
der Bewegung des Luftfahrzeugs herrührende dynamische Druck nicht voll vorhanden
ist.
-
Bei senkrecht landenden Luftfahrzeugen sind die von der schlechten
Speisung des Strahltriebwerkes mit Luft herrührenden Schubverluste während des Abstiegs
infolge der Rückwärtsanströmung bei senkrecht stehendem Triebwerk besonders groß.
Außerdem hat jede Vergrößerung der lotrechten Abstiegsgeschwindigkeit eine .neue
Verringerung des Schubes zur Folge, was einen labilen Verlauf desselben und große
Steuerschwierigkeiten mit sich bringt.
-
Bei derartigen Luftfahrzeugen ist es besonders wichtig, die Luftmenge
im Stand oder bei geringen Geschwindigkeiten vergrößern zu können.
-
Es sind bereits Strahltriebwerke bekannt, welche mit regelbaren zusätzlichen
Lufteinlässen seitlich des Haupteinlaßkanals versehen sind. Diese hilfsweise zu
benutzenden Seiteneinlässe, welche beim Flug mit geringer Geschwindigkeit oder beim
Start geöffnet werden, werden mit Klappen verschlossen, welche sich durch ihre Wölbung
dem Außenmantel des Triebwerkes angleichen. Die Bewegung dieser Klappen und damit
der Einlaß von zusätzlicher Luft durch die Seitenöffnungen kann durch die Druckverhältnisse
gesteuert werden, wobei die Klappen entweder frei beweglich oder mit Gegengewichten
und Federn versehen sind, die eine Öffnung der Klappen zur unrechten Zeit verhindern.
-
Es hat sich nun herausgestellt, daß derartige Klappen durchaus nicht
immer befriedigend arbeiten und sich während ihres Betriebes zahlreiche. Mängel
einstellen. Obwohl es bekannt ist, zur Verbesserung der Dichtung die Öffnungen beispielsweise
mit Gummistreifen zu umkleiden, ergeben sich doch häufig Verklemmungen, durch die
entweder die Öffnungen nicht völlig geschlossen werden oder sich die Klappen nicht
rechtzeitig öffnen, wobei noch eine Beschädigung des Steuermechanismus eintreten
kann. Aber auch falls die Öffnung nur durch Druckunterschiede verursacht wird, ergibt
sich die Schwierigkeit, daß zur Öffnung der Klappen stets ein gehöriger Druckunterschied
herrschen muß, bevor sich die Klappen öffnen. In den Übergangsstadien, in denen
der Außen- und der Innendruck an der Triebwerkswandung nahezu einander gleich sind,
neigen die Klappen dazu, in Schwingungen zu geraten, welche zu weiteren Betriebsstörungen
Anlaß geben können. Während zwar bei bekannten Einrichtungen dafür gesorgt ist,
daß die Außenwand dieser Klappen sich störungsfrei der Außenwand des Triebwerks
anpaßt, behindert die nach innen gekehrte Seite der Klappen und auch die nach innen
vorstehenden Angeln die Hauptströmung sowohl im geöffneten als auch im ,geschlossenen
Zustand der Klappen, wodurch sich Energieeinbußen ergeben.
-
Gegen die Verwendung solcher Klappen spricht jedoch vor allem, daß
sie zur Öffnung eines Unterdruckes bedürfen. Diesen Unterdruck will man aber andererseits
gerade vermeiden bzw. ihn gar nicht erst auftreten lassen. Dabei behindern, wie
schon ,gesagt, die geöffneten Klappen die Hauptströmung und verursachen Turbulenzen,
so daß dem durch die. Öffnungen eintretenden zusätzlichen Luftstrom eine verringerte
Strömung
durch den Hauptkanal gegenübersteht und der Gewinn durch die zusätzliche Strömung
teilweise wieder aufgehoben wird.
-
Alle diese Nachteile machen sich noch stärker bemerkbar, falls das
Triebwerk für ein senkrecht aufsteigendes und landendes Flugzeug verwendet wird.
In diesem Falle ist .es erforderlich, den Einlaß zusätzlicher Luft beim Aufsteigen
und bei der Landung nach bestimmten Gesichtspunkten genau und zuverlässig zu regeln.
-
Zur überwindung aller dieser Nachteile wird erfindungsgemäß vorgeschlagen,
daß die aufblasbaren Körper sich bis zu den seitlichen Öffnungen erstrekken, in
-denen weitere innerhalb einer an sich bekannten Hülle enthaltene, aufblasbare Körper
vorgesehen sind, welche diese Öffnungen im aufgeblasenen Zustand verschließen und
im entleerten Zustand freigeben, wobei eine besonders vorteilhafte Ausführungsform
der Erfindung darin besteht, daß die aufblasbaren Körper an der Außenwand des Haupteinlaßkanals
so ausgebildet und angeordnet sind, daß sie im aufgeblasenen Zustand der sie umgebenden
Hülle eine Form geben, welche bei lotrechtem. Abwärtsflug die Luft unter Ausnutzung
des Staudrucks in die Hilfskanäle leitet.
-
Es sind zwar bereits Eintrittskanäle bekannt, bei welchen ein einfacher
aufblasbarer Wulst verwendet wird, der zu einer Vergrößerung des Krümmungsradius
nur an der äußersten vorderen Kante beiträgt. Bei der Erfindung entfalten sich jedoch
die hinter der Vorderkante des Eintrittskanals angebrachten aufblasbaren Körper
nach außen, so daß sich ein Kragen ergibt, der zu günstigeren Strömungsverhältnissen
führt. Da sich der veränderbare Querschnitt von der Vorderkante aus bis zu den seitlichen
Zusatzöffnungen erstreckt, dienen die aufblasbaren Körper zur Querschnittsveränderung
der Vorderkante gleichzeitig dazu, die Strömungsverhältnisse an den Zusatzöffnungen
zu verbessern. Durch die Anordnung der aufblasbaren Körper sind die Zusatzöffnungen
im wesentlichen ohne scharfe Kanten ausgebildet. Dadurch ist es möglich, diese Zusatzöffnungen
verhältnismäßig klein zu halten, da der Luftdurchtritt nicht nennenswert durch Wirbel
behindert wird.
-
Es ist weiter bekannt, im Eintrittskanal .eines Strahltriebwerkes
seitlich verschließbare zusätzliche Lufteinlaßöffnungen stromab der Vorderkante
vorzusehen. Es ist weiterhin bereits bekannt, aufblasbare Körper mit einer .gemeinsamen
dehnbaren Hülle zu umgeben. Schließlich ist es auch bekannt, in diesen seitlichen
Öffnungen der Veränderung des freien Durchgangsquerschnitts dienende aufblasbare
Körper vorzusehen. Mit allem diesen bekannten Einrichtungen, die einzeln und nicht
in ihrer Zusammenwirkung bekannt sind, läßt sich eine der Wirkung der vorliegenden
Erfindung vergleichbare Verbesserung an Strahltriebwerken nicht erzielen.
-
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nun folgenden
Beschreibung des in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels der Erfindung.
Es zeigt Fig.1 einen schematischen Längsschnitt eines erfindungsgemäßen Einlaßkanals
eines Strahltriebwerks für volle Fluggeschwindigkeit, wobei die seitlichen Öffnungen
geschlossen sind, Fig. 2 die dem Arbeiten im Stand oder bei geringen Geschwindigkeiten
entsprechende Anordnung mit offenen seitlichen Öffnungen. Der dargestellte Eingangskanal
weist eine Verkleidung 1 auf, welche einen Kanal 2 abgrenzt, welcher ins Freie durch
eine Öffnung 3 mündet, welche z. B. in der Stirnfläche liegt und ringförmig ist,
aber auch eine beliebige andere Form haben kann und einen Mittelkörper 4 umgibt.
Dieser kann eine die Kabine des Piloten tragende Gondel sein. Die in der Pfeilrichtung
eintretende Luft wird durch den Kanal 2 zu dem eigentlichen Strahltriebwerk geleitet,
von welchem bei 5 die Nebenhaube sichtbar ist.
-
Der Eingangskanal weist seitliche Öffnungen 6 auf, welche in der Verkleidung
1 hinter der Stirnöffnung 3 angeordnet sind.
-
Längs der einander gegenüberliegenden Ränder der Öffnungen. 6 sind
verformbare. Hüllen 7 und, 8 befestigt, deren jede mehrere aufblasbare Körper oder
Zellen 9 enthält, wobei die Ausbildung so getroffen ist, .daß die Hüllen 7 und 8,
wenn die Zellen 9 aufgeblasen sind (in Fig.1 dargestellte Stellung) Innen-und Außenflächen
haben, welche sich an. die Nachbarflächen der Verkleidung 1 anschließen und die
Öffnungen 6 dicht verschließen.
-
Ferner ist der Endabschnitt 10 der Außenfläche der Verkleidung 1 seinerseits
verformbar und wird ebenfalls durch eine aufblasbare Körper 11 enthaltende Hülle
gebildet.
-
Die Hülle 10 weist eine rückwärtige Verlängerung 10' auf, welche
einen aufblasbaren Körper 12 umgibt.
-
Die obige Vorrichtung arbeitet folgendermaßen: Bei großer Fluggeschwindigkeit
sind die Zellen 9 in den Hüllen 7 und 8 aufgeblasen, so daß die Hüllen die seitlichen
Öffnungen 6 dicht verschließen (s. Fig.1). Der für den Einlaß der Luft zur Verfügung
stehende Querschnitt ist dann der Querschnitt der Stirnöffnung 3.
-
Im Stand oder beim Flug mit geringer Geschwindigkeit, insbesondere
beim lotrechten Starten oder Landen von hierfür ausgebildeten Luftfahrzeugen, werden
die Zellen 9 der Hüllen 7 und 8 entleert, welche dann in der in Fig. 2 dargestellten
Weise erschlaffen, wodurch die seitlichen Öffnungen 6 freigelegt werden. Der Querschnitt
der Öffnungen 6 tritt dann zu dem der Stirnöffnung 3 für den. Einlaß der Luft zu
dem Strahltriebwerk hinzu, und diese erhebliche Vergrößerung gestattet die Verringerung
der Druckverluste (und somit der Schubverluste des Strahltriebwerks), welche von
zu .großen Geschwindigkeiten in dem Eingangsquerschnitt herrühren.
-
Die Druckverluste in, dem Einlaß können: bei diesen Flugbedingungen
noch weiter dadurch verringert werden, daß die die verformbare Hülle 10 betätigenden
Zellen 11 aufgeblasen. werden, wodurch der Krümmungshalbmesser der Vorderkante 13
des Einlaßkanals erheblich vergrößert wird, um ebenfalls. die übermäßigen Geschwindigkeiten
zu verringern und Ablöseerscheinungen an scharfen Vorderkanten zu vermeiden.
-
Ferner bildet die rückwärtige Fläche 10" der Hülle 10 eine Prellfläche,
welche das Eintreten der Luft in den Kanal 2 durch die Öffnungen 6 begünstigt.
Diese Wirkung ist besonders ausgesprochen: bei negativen Geschwindigkeiten des Luftfahrzeuges,
d. h. bei seiner Rückwärtsbewegung während der Landung in der Lotrechten.
-
Die Führungs- und Ablenkwirkung der rückwärtigen Fläche 10" kann dadurch
vergrößert werden, daß dieser eine gewisse Konkavität gegeben wird. Dies
erfolgt
durch Aufblasen .der in; der Verlängerung 10'
der Hülle 10 liegenden
Zelle 12.
-
Beim Start braucht dagegen die Zelle 12 nicht aufgeblasen zu werden,
so daß dann die Verlängerung 10' erschlafft bleibt, wie in dem linken Teil
der Fig. 2 dargestellt.
-
Die Entleerung der Zellen 11 und 12 bei Nichtbenutzen
der zusätzlichen Öffnungen ermöglicht die Vermeidung einer Vergrößerung des Fahrwiderstandes
beim Flug mit großer Geschwindigkeit.
-
Das Aufblasen der Zellen kann mit Hilfe von Druckluftflaschen, mittels
eines Verdichters (insbesondere mittels des Verdichters des Strahltriebwerks selbst)
oder mittels einer beliebigen anderen bekannten Vorrichtung oder eines entsprechenden
Rohrleitungssystems erfolgen.
-
Das Öffnen und Schließen der zusätzlichen öffnungen kann entweder
durch die Betätigung einer Steuerung durch den Piloten oder durch eine selbsttätige
Vorrichtung erzielt werden, welche in Abhängigkeit von der Fluggeschwindigkeit oder
in Abhängigkeit von dem an einer bestimmten Stelle des Einlaßsystems herrschenden
Unterdruck oder in Abhängigkeit von der Lage des Luftfahrzeuges (lotrechter oder
waagerechter Flug) arbeitet.