DE1163608B - Flugzeugstrahlantrieb - Google Patents

Flugzeugstrahlantrieb

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Publication number
DE1163608B
DE1163608B DER25802A DER0025802A DE1163608B DE 1163608 B DE1163608 B DE 1163608B DE R25802 A DER25802 A DE R25802A DE R0025802 A DER0025802 A DE R0025802A DE 1163608 B DE1163608 B DE 1163608B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
turbine
fan unit
propulsion
gas
jet propulsion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DER25802A
Other languages
English (en)
Inventor
Roland Michael Fitzgerald
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rolls Royce PLC
Original Assignee
Rolls Royce PLC
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Filing date
Publication date
Application filed by Rolls Royce PLC filed Critical Rolls Royce PLC
Publication of DE1163608B publication Critical patent/DE1163608B/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C29/00Aircraft capable of landing or taking-off vertically, e.g. vertical take-off and landing [VTOL] aircraft
    • B64C29/0008Aircraft capable of landing or taking-off vertically, e.g. vertical take-off and landing [VTOL] aircraft having its flight directional axis horizontal when grounded
    • B64C29/0016Aircraft capable of landing or taking-off vertically, e.g. vertical take-off and landing [VTOL] aircraft having its flight directional axis horizontal when grounded the lift during taking-off being created by free or ducted propellers or by blowers
    • B64C29/0025Aircraft capable of landing or taking-off vertically, e.g. vertical take-off and landing [VTOL] aircraft having its flight directional axis horizontal when grounded the lift during taking-off being created by free or ducted propellers or by blowers the propellers being fixed relative to the fuselage

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Description

  • 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.
  • Bei der bekannten Ausführung ist zur Erzeugung des Vorwärtsschubes lediglich eine Düse vorgesehen.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Somit wird einerseits die Anwendbarkeit der jeweiligen Flugzeuge maßgeblich verbessert und andererseits der Wirkungsgrad dieser Flugzeuge bei einfacherer Ausführung gesteigert.
  • Vorzugsweise ist das Gasturbine-Mantelstromgebläse-Aggregat für senkrechten Antrieb größer und hat eine.niedrigere Ausströmgeschwindigkeit als das Turbine-Mantelstromgebläse-Aggregat für Vorwärtsantrieb.
  • Beispielsweise könnte für Vorwärtsantrieb die Ausströmgeschwindigkeit 274 bis 305 m pro Sekunde und für senkrechten Antrieb 152 bis 183 m pro Sekunde sein.
  • In der folgenden Erläuterung wird an Stelle des Ausdruckes »Turbine-Mantelstromgebläse-Aggregat« der Einfachheit halber die Bezeichnung »Turbogebläse« verwendet.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Luft für das Gebläse für senkrechten Antrieb wird durch seitliche Jalousieschlitze 34 (F i g. 3 ) auf dem Rumpf 10 aufgenommen.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.

Claims (1)

  1. Patentanspruch: 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, dadurch gekennzeichnet, daß an der nach hinten mündenden Düse auch ein an sich bekanntes Turbine-Mantelstromgebläse-Aggregat angeordnet ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschriften Nr. 1037 769, 1036 582, 1035 487; britische Patentschriften Nr. 588 918, 588 085; Luftfahrttechnik, Juli-Heft, 1956, S. 130, und Januar-Heft, 1958, S. 14; Flugwelt, Bd. 7, Heft 4 von 1955, S. 181 bis 184; Flight, 71. Band, Nr. 2506 (l. 2. 1957), S. 156; J. K r u s c h i k , »Die Gasturbine«, 1. Auflage, Springer-Verlag, Wien, 1952, S.392/393; E. S ch m i d t, »Einführung in die techn. Thermodynamik«, 4.Auflage, Springer-Verlag, Berlin, 1950, S.327.
DER25802A 1958-09-27 1959-06-25 Flugzeugstrahlantrieb Pending DE1163608B (de)

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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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GB588085A (en) * 1943-03-15 1947-05-14 Power Jets Ltd Improvements relating to propulsive thrust augmentors
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DE1035487B (de) * 1957-05-07 1958-07-31 Adolf Hartl Sen Strahlduese fuer Flugzeuge mit einer Einrichtung zur Strahlumlenkung
DE1036582B (de) * 1956-03-28 1958-08-14 Armstrong Siddeley Motors Ltd Gasturbinenstrahltriebwerk
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