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Flugzeugstrahlantrieb Die Erfindung bezieht sich auf einen Flugzeugstrahlantrieb
zur Erzeugung eines vertikalen und/ oder horizontalen Schubes unter Verwendung eines
aus Kompressor, Brennkammerabschnitt und den Kompressor antreibender Turbine bestehenden
Gaserzeugers, welcher Gas in eine Leitung liefert, welche die Gase mittels Ventilsteuerung
entweder zu der Turbine eines nach unten gerichteten Turbine-Mantelstromgebläse-Aggregates
oder zu einer nach hinten mündenden Düse lenkt.
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Bei der bekannten Ausführung ist zur Erzeugung des Vorwärtsschubes
lediglich eine Düse vorgesehen.
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An anderen Antrieben ist die Anordnung eines Turbine-Mantelstromgebläse-Aggregates
für einen horizontalen Flug bekannt. Diese bekannten Antriebe beschränken sich aber
auf einen Antrieb zur Erzeugung des Vorwärtsfluges.
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Durch Verwendung zweier Turbine-Mantelstromgebläse-Aggregate kann
ferner der Generator in vorteilhafter Weise für optimale Leistung ausgelegt werden,
weil er nur die Funktion einer Lieferung des für die Turbinen zum Betrieb der Gebläse
erforderlichen Gases zu erfüllen hat. Für diesen Zweck gibt es eine optimale Gasgeschwindigkeit,
und somit ist es möglich, den gemeinsamen Gaserzeuger so auszulegen, daß der den
höchstmöglichen thermischen Wirkungsgrad für den besonderen Zweck, ungeachtet irgendeines
Wirkungsgrades des Gaserzeugers als Vortriebs- oder Auftriebsvorrichtung hat.
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Die Funktionen der Auftriebs- und Vortriebs-Turbine-Mantelstromgebläse-Aggregate
liegen in der Umwandlung der von dem Gaserzeuger gelieferten Gasleitung in den Auftriebs-
bzw. Vortriebsschub mit gutem Wirkungsgrad. Wenn nun eine dieser beiden Einheiten
fortgelassen würde, müßte der Gaserzeuger unter dem Gesichtspunkt einer Kompromißlösung
hinsichtlich seines thermischen Wirkungsgrades ausgelegt werden, um eine unmittelbare
Ausnutzung seines Ausstoßes durch einfache Düsen entweder zur Erzeugung des Auftriebs
oder des Vortriebs zu ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an der nach
hinten mündenden Düse auch ein an sich bekanntes Turbine-Mantelstromgebläse-Aggregat
angeordnet ist. Dadurch kann der größere Teil der zum Vortrieb verwendeten Luft
mit einer verhältnismäßig geringen Luftgeschwindigkeit in großen Volumenmengen austreten,
während bei Verwendung der normalen Vortriebsdüse die Gase in verhältnismäßig kleinen
Volumenmengen aber mit außerordentlich hoher Geschwindigkeit ausgetrieben werden.
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Außerdem wird mit dem erfindungsgemäßen Flugzeugstrahlantrieb das
Triebwerksgeräusch. in außerordentlich überraschendem Maße herabgesetzt. Dies ist
von erheblicher Bedeutung bei den sogenannten V. T. O.-Flugzeugen, welche beispielsweise
im Zubringerdienst zu Flugplätzen, verwendet werden, die außerhalb von Städten liegen.
Diese V. T. 0-Flugzeuge haben zur bestmöglichen Ausnutzung des Zubringerdienstes
Landeplätze auf Dächern von Gebäuden unmittelbar in den Städten. Eine offene Vortriebsdüse
erzeugt aber ein so starkes Geräusch, daß ihre Verwendung unmittelbar in einer Stadt
mit Landeplätzen zwischen oder auf Gebäuden unzulässig ist. Dies gilt um so mehr,
als die gesundheitsschädlichen Einflüsse starker Geräusche immer mehr erkannt werden.
Für Zubringerdienste ist somit die Geräuscharmut wesentlich, weil andernfalls ein
Vorteil eines abgelegenen Flugplatzes entfiele.
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Somit wird einerseits die Anwendbarkeit der jeweiligen Flugzeuge maßgeblich
verbessert und andererseits der Wirkungsgrad dieser Flugzeuge bei einfacherer Ausführung
gesteigert.
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Vorzugsweise ist das Gasturbine-Mantelstromgebläse-Aggregat für senkrechten
Antrieb größer und hat eine.niedrigere Ausströmgeschwindigkeit als
das
Turbine-Mantelstromgebläse-Aggregat für Vorwärtsantrieb.
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Beispielsweise könnte für Vorwärtsantrieb die Ausströmgeschwindigkeit
274 bis 305 m pro Sekunde und für senkrechten Antrieb 152 bis 183 m pro Sekunde
sein.
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In der folgenden Erläuterung wird an Stelle des Ausdruckes »Turbine-Mantelstromgebläse-Aggregat«
der Einfachheit halber die Bezeichnung »Turbogebläse« verwendet.
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Die Zeichnungen erläutern die Erfindung beispielsweise und stellen
dar in F i g. 1 einen schematischen Schnitt durch eine Antriebsvorrichtung gemäß
der Erfindung, F i g. 2 einen vergrößerten Schnitt durch das Turbogebläse für den
Vorwärtsantrieb, F i g. 3 einen Schnitt nach Linie 3-3 von F i g. 1, F i g. 4 einen
vergrößerten Schnitt durch das Turbogebläse für senkrechten Antrieb von F i g. 1
und F i g. 5 eine vergrößerte Ansicht einer Einzelheit des Ventils.
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Die Vorrichtung für Vorwärtsantrieb von F i g. 1 umfaßt einen Rumpf
10, innerhalb dessen eine Strahlwerksantriebsmaschine 11 üblicher Art mit
Lufteinlaß 12 und Abgasauslaß 13 untergebracht ist.
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Die Leitung 13 enthält Ventil 14, durch welches die Abgase
der Gasturbine zu dem Turbogebläse für senkrechten Antrieb, allgemein mit 15 bezeichnet,
oder zu einem Turbogebläse für Vorwärtsantrieb, allgemein mit 16 bezeichnet, geleitet
werden können.
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Das Turbogebläse 15 ist in größerer Einzelheit in F i g. 4 und das
Turbogebläse 16 in größerer Einzelheit in F i g. 2 gezeigt.
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Das Turbogebläse 16 in F i g. 2 besitzt ein äußeres Gehäuse
17, welches durch Profilstreben 18 von dem Rumpf 10 abgestützt
ist. Die Profilstreben 18
und weitere Profilstreben 19 tragen ein inneres
Gehäuse 20. Das innere Gehäuse 20 trägt Turbineneinlaßleitflügel 21, welche einen
inneren Konus 22 abstützen.
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Das Gehäuse 20 und der Konus 22 tragen Lager
23 und 24, auf welchen ein Rotor 25 angeordnet ist. Der Rotor
25 trägt Turbinenschaufeln 26 und trägt auch eine kombinierte Turbinen-Gebläse-Schaufel
27.
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Wenn das Ventil 14 in der in F i g. 1 gezeigten Stellung ist,
geht das Abgas der Gasturbine durch Leitflügel 21 in den Turbinenabschnitt des Turbogebläses
16, um die Turbinenschaufeln 26 und damit den Rotor 25 anzutreiben.
Dies verursacht, daß die kombinierte Turbine-Gebläse-Schaufel 27 angetrieben
wird und Luft durch einen Ringkanal 28
zwischen den Gehäusen 17 und
20 ansaugt. Der Einlaß zu dem Kanal 28 ist als ein Ring 29 um den Rumpf herum
ausgebildet.
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Das Turbogebläse 15 für senkrechten Antrieb von F i g. 4 ist von gleicher
Konstruktion und besitzt Turbinenschaufeln 30 und eine kombinierte Turbine-Gebläse-Schaufel
31.
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In F i g. 4 ist das Ventil 14 in ausgezogenen Linien in der Stellung
gezeigt, in welcher es den Einlaß zu der Turbine des Turbogebläses 15 verschließt,
und in gestrichelten Linien in der Offenstellung. Wenn das Ventil 14 sich in der
Stellung der gestrichelten Linien befindet, ist der Einlaß zu der Turbine des Turbogebläses
16 für Vorwärtsantrieb geschlossen und der Einlaß zu der Turbine des Turbogebläses
15 für senkrechten Antrieb geöffnet.
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Luft für das Gebläse für senkrechten Antrieb wird durch seitliche
Jalousieschlitze 34 (F i g. 3 ) auf dem Rumpf 10 aufgenommen.
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Wenn auch die Schlitze 34 dieser besonderen Konstruktion nach vorn
gerichtet sind, können sie auch in anderer Weise gerichtet sein. Ferner können auch
Schließteile für die Schlitze vorgesehen sein.
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Die Konstruktion des Ventils 14 ist deutlicher in F i g. 5 gezeigt.
Danach ist das Ventil bei 32 um eine Querachse angelenkt und so gestaltet, daß,
wenn in der Stellung mit ausgezogenen Linien von F i g. 4, es die Öffnung 33 schließt,
welche zu dem Turbogebläse 15 für senkrechten Antrieb führt, und wenn es in der
in gestrichelten Linien in F i g. 4 gezeigten Stellung sich befindet, es die Leitung
schließt, welche zu dem Turbogebläse 16 für Vorwärtsantrieb führt.
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Somit kann das gesamte Abgas der Gasturbine nach Belieben benutzt
werden, um senkrechten oder Vorwärtsantrieb vorzusehen, indem das Ventil 14 von
einer Lage zur anderen bewegt wird.
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Die Gasturbine ist waagerecht angeordnet, was zweckmäßig für ein mit
hoher Geschwindigkeit senkrecht startendes Flugzeug ist, bei welchem die senkrechte
Höhe durch aerodynamische Konstruktionserwägungen beschränkt ist.