DE1172901B

DE1172901B - UEberschall-Lufteinlass mit innerer Verdichtung

Info

Publication number: DE1172901B
Application number: DER29829A
Authority: DE
Inventors: Donald George Goodall; Norman George Hatton; Norman Roberts
Original assignee: Rolls Royce PLC
Current assignee: Rolls Royce PLC
Priority date: 1960-03-07
Filing date: 1961-03-07
Publication date: 1964-06-25
Also published as: GB932844A; US3067578A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

BIBLIOTHEK

DES DEUTSCHEN PATEKTAMTES

Internat. Kl.: F 02 k

Deutsche Kl.: 46 g-8/10

Nummer:
Aktenzeichen
Anmeldetag:
Auslegetag:

1 172 901
R29829Ia/46g
7. März 1961
25.Juni 1964

Die Erfindung bezieht sich auf einen Überschall-Lüfteinlaß mit innerer Verdichtung, dessen Einlaßkehlquerschnitt zu ändern ist und der mit einem auf die Machzahl ansprechenden Mechanismus versehen ist, der den Kehlquerschnitt in Abhängigkeit vom Momentanwert der Machzahl ändert.

Überschall-Lufteinlässe dieser Art sind bekannt.

Bei einer Machzahl über 1 tritt eine Stoßwelle in den Lufteinlaß ein. Sie soll dann in dem Lüfteinlaß eine bestimmte Lage einnehmen. Häufig entsteht nun die Schwierigkeit, daß die Stoßwelle nicht rasch genug ihre gewünschte Lage einnehmen kann.

Stellt sich die Stoßwelle nicht rasch richtig ein, können sich erhebliche Schwierigkeiten ergeben.

Um die Stoßwelle rasch in ihre gewünschte Lage innerhalb des Lufteinlasses zu bringen, ist ein erfindungsgemäßer Lufteinlaß gekennzeichnet durch eine Übersteuerungsvorrichtung, die, auf die Lage einer inneren Stoßwelle ansprechend, bei Ansteigen der Machzahl auf einen ausgewählten, über 1 liegenden Wert den Kehlquerschnitt, diesen in eine Schluckstellung bringend, vorübergehend über denjenigen vergrößert, der der ausgewählten Machzahl entspricht, um die Stoßwelle in eine gewünschte Lage zu bringen, und die dann den Kehlquerschnitt Wieder auf die Größe verringert, die dem ausgewählten Wert der Machzahl entspricht.

Das Resultat der Übersteuerung ist, daß die Stoßwelle rasch in ihre gewünschte Lage gelangt und dann in der gewünschten Lage verbleibt, wenn der Kehlquerschnitt wieder die Größe erhält, die der jeweiligen Machzahl entspricht.

Ist ein Lufteinlaß in bekannter Weise mit einem Luftgeschwindigkeitsgeber und einem Flughöhengeber versehen, die ein den Momentanwert der Machzahl repräsentierendes und den Kehlquerschnitt steuerndes Stellsignal liefern, so verändert bevorzugt die Übersteuerungseinrichtung das Stellsignal in dem Sinn, daß der erörterte Schluckvorgang stattfindet.

Ist das Stellsignal in bekannter Weise ein Druckmittelsignal und ist in bekannter Weise ein Stellmotor vorgesehen, der, durch das Druckmittelsignal betätigt, einander entgegengesetzt geneigte aneinandergelenkte Rampen auf eine feste Wand zu und von dieser fort kippt, so bewirkt bevorzugt die Übersteuerungsvorrichtung zunächst das Kippen der Rampen von der festen Wand fort und dann zurück in die Lage, die durch den auf die Machzahl ansprechenden Mechanismus bestimmt ist.

Ist in bekannter Weise eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Rückkopplungssignals vorgesehen, das die Stellung des Stellmotors repräsentiert und das Überschall-Lufteinlaß mit innerer Verdichtung

Anmelder:

Rolls Royce Limited,

Derby, Derbyshire (Großbritannien)

Vertreter:

Dipl.-Ing. F. Weickmänn,

Dr.-Ing. A. Weickmänn

und Dipl.-Ing. H. Weickmänn, Patentanwälte,

München 27, Möhlstr. 22

Als Erfinder benannt:

Donald George Goodall, Hucknall,

Norman George Hatten, Mapperley,

und Norman Roberts, Hucknall (Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 7. März 1960 (8063),
vom 27. Februar 1961

dem Stellsignal entgegenwirkt, wobei auch das Rückkopplungssignal ein Druckmittelsignal ist und entgegengesetzt zum Stellsignal auf ein die Zufuhr von Druckmittel zu dem Stellmotor steuerndes Ventil einwirkt, so verändert bevorzugt die Übersteuerungsvorrichtung eines der Druckmittelsignale.

Bevorzugt setzt der Flughöhengeber bei Höhen unterhalb einer ausgewählten Höhe den auf die Machzahl ansprechenden Mechanismus außer Betrieb und vergrößert den Kehlquerschnitt auf seinen Maximalwert und korrigiert bei Höhen oberhalb der ausgewählten Höhe das Signal, das von dem Luftgeschwindigkeitsgeber abgegeben wird, hinsichtlich seiner Höhenabhängigkeit.

Weist in bekannter Weise der Stellmotor einen Zylinder auf und einen einen Druckraum in dem Zylinder abteilenden, den Kehlquerschnitt verstellenden Differentialkolben, so belastet der Luftgeschwindigkeitsgeber bevorzugt ein mit einem Druckraum verbundenes Entlüftungsventil in dem Sinn, daß der Differentialkolben den Kehlquerschnitt verringert, wenn die Luftgeschwindigkeit zunimmt, und das Rückkopplühgsdrucksignal repräsentiert die Stellung des Differentialkölbens in seinem Zylinder und be-

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lastet das Entlüftungsventil entgegengesetzt zum Luftgeschwindigkeitsgeber.

In der Zeichnung zeigen die Figuren ein Ausführungsbeispiel der Erfindung; es stellen dar

F i g. 1 bis 4 die Stellung eines Überschall-Lufteinlasses unter verschiedenen Flugbedingungen,

F i g. 5 eine erste Ausführungsform der Übersteuerungsvorrichtung,

F i g. 6 eine Abänderung eines Teiles der Übersteuerungsvorrichtung gemäß F i g. 5,

F i g. 7 eine andere Ausführungsform der Übersteuerungsvorrichtung,

F i g. 8 eine graphische Veranschaulichung einer Betriebsweise der Übersteuerungsvorrichtung gemäß Fig. 7.

In den F i g. 1 bis 4 erkennt man einen Überschall-Lufteinlaß des Einkanaltyps; er besteht aus einer unveränderlichen äußeren Wand 10 mit einer Lippe 10 a an deren stromoberseitigem Ende und aus einer mit der unveränderlichen Wand zusammenwirkenden Wandkonstruktion. Diese letztere ist zusammengesetzt aus einem in seiner Lage unveränderlichen Scheitelstück 11, welches stromaufwärts der Lippe 10 a liegt, einer verstellbaren Vorderrampe 12, welche mit ihrem stromaufwärtigen Ende an dem Scheitelstück 11 angelegt ist und mit dem stromabwärtigen Ende stromabwärts über die Lippe 10 a hinabreicht, sowie einer verstellbaren Hinterrampe 13, welche von der Vorderrampe 12 ausgeht, und schließlich einer in ihrer Lage nicht veränderlichen Wand 14, an welcher die Hinterrampe 13 mit ihrem stromunterseitigen Ende angelenkt ist. Der Einlaß kann z. B. an einer Fläche 15 eines Flugzeugrumpfes oder Flugzeugtragfiügels angebracht sein.

Die Rampen 12,13 sind miteinander derart gekuppelt, daß sie gleichzeitig nach der äußeren Wand 10 hin und von dieser weg verstellt werden können.

Der Lufteinlaß ist für Betrieb bei Überschallfluggeschwindigkeiten bestimmt und ist für innere Kompression ausgelegt; innere Kompression heißt, daß bei Überschallflug das entstehende Stoßwellensystem auch Stoßwellen innerhalb des Luftansaugkanals 19 umfaßt.

Die F i g. 1 bis 4 zeigen eine typische Einstellserie der Rampen 12,13 durch die erfindungsgemäße Übersteuerungsvorrichtung. In F i g. 1 ist der Einlaß auf Unterschallflug eingestellt; die Rampen 12,13 sind dabei von der äußeren Wand 10 soweit als möglich entfernt. Wenn die Fluggeschwindigkeit auf und über die Machzahl 1 ansteigt, so werden die Rampen 12,13 nach der äußeren Wand 10 hin verstellt, und es bildet sich ein Stoßwellensystem aus, welches bei einer vorbestimmten Machzahl eine äußere nach der Lippe 10 a fokussierte Stoßwelle 15 und innere Stoßwellen 16,17 umfaßt. Die stromoberseitige innere Stoßwelle 16 reicht von dem Bereich der Lippe 10 a nach der Rampe 12 hin. Die Stoßwellenkonfiguration der F i g. 2 ist unerwünscht, einmal, weil die Stoßwellen 15 sich nicht an die Lippe 10 a angelegt haben, und zum anderen deshalb, weil die innere Stoßwelle 16 sich nicht von der Lippe 10 α nach der Verbindungsstelle der Rampen 12,13 hin erstreckt, welche im Kehlquerschnitt des Einlasses liegt. Bei dieser Konfiguration ist der Einlaß nicht schluckend. Die erfindungsgemäße Übersteuerungsvorrichtung ist nun so ausgebildet, daß, wenn die Konfiguration der F i g. 2 erreicht ist, der effektive Kehlquerschnitt automatisch vergrößert wird dadurch, daß die Rampen 12,13 zurückgezogen werden. Der Einlaß kommt dann zum Einsatz, d. h., die Stoßwellen 15, 16 nehmen die in F i g. 3 dargestellte Konfiguration an, in welcher sie an der Lippe 10 α anliegen und in welcher die Stoßwelle 16 von der Lippe 10 α nach den Rampen 12,13 an die engste Stelle 18 hinführt. Wenn die gewünschte Konfiguration der Stoßwellen erreicht ist, vermindert die Steuerungsvorrichtung automatisch den effektiven Kehlquerschnitt wieder, ίο indem sie die Rampen 12,13 nach der äußeren Wand 10 (Fig. 4) verstellt in eine Stellung, welche von der jeweiligen Machzahl der freien Strömung abhängt. Die Stoßwellenkonfiguration 15,16,17, wie sie in F i g. 3 erreicht ist, bleibt jedoch auch in der Stellung des Einlasses gemäß F i g. 4 erhalten.

Eine Ausführungsform der dies alles bewirkenden Steuerungsvorrichtung ist in F i g. 5 dargestellt.

Die Steuerungsvorrichtung umfaßt einen Stellmotor mit einem Differentialkolben 20 innerhalb eines Zylinders 21. Die Stellung des Kolbens 20 wird erstens durch einen Luftgeschwindigkeitsgeber 22 gesteuert, dessen Wirkungsweise oberhalb einer bestimmten Flughöhe von etwa um 11000 m in Abhängigkeit von der Flughöhe durch einen Höhengeber 23 beeinflußt wird, und hängt zweitens von einem Übersteuergerät 24 ab.

Die Kolbenstange 33 α des Stellmotors ist mit den Rampen 12,13 verbunden, um diese zu verstellen. Eine Bewegung des Kolbens 20 in der F i g. 5 nach rechts bewirkt eine Verstellung der Rampe nach der äußeren Wand 10 hin und damit eine Verminderung des wirksamen Kehlquerschnittes, während eine Bewegung nach links eine Vergrößerung des wirksamen Kehlquerschnittes herbeiführt.

Der Zylinder 21 des Stellmotors ist durch den Kolben 20 in zwei Druckräume 21 a, 21 b unterteilt; derjenige mit der kleineren Einwirkungsfläche auf den Kolben, d. h. der Druckraum 21 a, ist an eine Hochdruckflüssigkeitsleitung 26 angeschlossen; der Druckraum 21 b mit der größeren Kolben angriff sfläche ist über eine Drosselstelle 27 mit einer Kammer 28 verbunden, weiche auch an die Hochdruckflüssigkeitsleitung 26 angeschlossen ist.

Die Kammer 28 besitzt eine Ausflußöffnung 29 nach einer mittleren Kammer 30; die Ausflußöffnung 29 ist durch ein Ventilstück 31 eingestellt, welches an einem Bolzen 32 ausgebildet ist. Der Bolzen 32 reicht durch den Druckraum 21 b hindurch in eine Bohrung 33 des Kolbens 20 und seiner Kolbenstange 33 α hinein und besitzt einen Bolzenkopf 34. Der auf der rechten Seite des Bolzenkopfes 34 gelegene Teil der Bohrung 33 ist durch einen Kanal 36 mit der mittleren Kammer 30 verbunden. Der Bolzen 32 trägt weiter eine Schraubenfeder 37, welche sich einerseits gegen den Kolben 20 und andererseits gegen den Bolzenkopf 34 abstützt. Das Ventilstück 31 ist über die Ausflußöffnung 29 hinaus verlängert und dort zu einem Führungsstück 38 ausgebildet. Das Führungsstück 38 ist in einer Wand gleitend verschiebbar, welche die mittlere Kammer 30 von einer Niederdruckkammer 39 trennt. Die Niederdruckkammer 39 ist mit einer Niederdruckleitung 40 verbunden und nimmt eine Einstellfeder 41 auf, welche auf das Führungsstück 38 einwirkt. Die Einstellfeder 41 ist andererseits durch einen verstellbaren Anschlag 42 abgestützt.

Von der mittleren Kammer 30 führt eine Entlüftungsleitung 43 durch eine Drosselstelle und über

ein Ventilsystem, das noch im einzelnen zu beschreiben sein wird, nach dem inneren Raum eines Gehäuses 44, welches an die Niederdruckleitung 40 angeschlossen ist. Der Druck in der mittleren Kammer 30 ist bestimmt durch den Fluß von der Kammer 28 durch die Ausflußöffnung 29, die mittlere Kammer 30 selbst, die Entlüftungsleitung 43, die Drosselstelle und das Ventilsystem. Bei einer gegebenen Drosselung in der Drosselstelle und dem nachgeschalteten Ventilsystem ist der Druck in der mittleren Kammer 30 somit von der Stellung des Ventilstückes 31 abhängig.

Das Ventilstück 31 ist in Richtung auf eine Öffnung des Ventils durch die Einstellfeder 41 belastet und auch durch die Schraubenfeder 37, deren Belastung wiederum abhängig ist von der Stellung des Kolbens 20. In Schließrichtung ist das Ventilstück durch den Druck innerhalb der Bohrung 33 belastet, welcher auf den Bolzenkopf 34 wirkt. Somit herrscht für jede Stellung des Stellmotorkolbens 20 ein entsprechender Druckwert in der mittleren Kammer 30.

Das Drossel- und Ventilsystem umfaßt eine Leitung 50, welche von der Entlüftungsleitung 43 nach dem Eingang 53 eines Doppelkolbenschiebers 51 führt und eine Drosselstelle 52 enthält. Der Doppelkolbenschieber 51 besitzt zwei Ausgänge 54,55, welche nach dem Innern des Gehäuses 44 führen. Der Ausgang 54 enthält eine Drosselstelle 56, der Ausgang 55 eine Drosselstelle 57 nach einer Kammer 58. Die Kammer 58 wiederum besitzt Ausgänge nach dem Gehäuse 44, welche durch miteinander gekoppelte Übersteuerungsentlüftungsventile 59 kontrolliert sind. Der Doppelkolbenschieber 51 steht immer so, daß entweder der eine oder der andere Ausgang offen ist.

Die miteinander gekoppelten Übersteuerungsentlüftungsventile 59 werden durch das Übersteuerungsgerät 24 betätigt, welches eine starre Zwischenwand 60 zwischen zwei flexiblen Kapseln 61, 62 umfaßt. Die beiden Kapseln 61, 62 sind einerseits an einer gegenüber dem Gehäuse festen Wand und andererseits an dem Gehäuse selber befestigt. Die Zwischenwand 60 ist mit den Übersteuerungsentlüftungsventilen 59 gekoppelt. Die Innenräume der Kapsel 61 und 62 befinden sich auf den Drücken, die durch umgekehrte Pitot-Meßgeräte 64 bzw. 65 (Fig. 2 und 3) gemessen werden.

Die Pitot-Meßgeräte 64, 65 sind in dem Lufteinlaß so untergebracht, daß sie, wenn der Einlaß in Schluckstellung ist, die Drücke oberhalb und unterhalb der Stoßwelle 16 feststellen, daß sie aber dann, wenn das Stoßwellensystem wie in F i g. 2 dargestellt ausschaut, bereits den Druck stromunterhalb der Stoßwelle 16 messen. Wenn deshalb die in F i g. 2 dargestellten Bedingungen im Lufteinlaß herrschen, sind die Drücke in den Innenräumen der Kapseln 61, 62 annähernd gleich, und die Ventile 59 sind geschlossen. Wenn aber der Einlaß in Schluckstellung gekommen ist wie in F i g. 3, ist der Druck im Innenraum der Kapsel 62 wesentlich höher als der Druck im Innenraum der Kapsel 61, da ja die Stoßwelle 16 einen Druckanstieg mit sich bringt, und die Ventile 59 sind völlig offen, setzen also dem Ausfluß aus der Kammer 58 keinen wesentlichen Widerstand entgegen.

Der Doppelkolbenschieber 51 umfaßt zwei Kolben 66, 67. Normalerweise strömt die Flüssigkeit von dem Eingang 53 her in den Schieber 51 ein und zwischen den Kolben 66, 67 hindurch nach dem Ausgang 54, da der Doppelkolben durch eine Schraubenfeder in dieser Stellung gehalten wird. Der Raum auf der rechten Seite des Doppelkolbens ist jedoch mit dem Raum zwischen den beiden Kolben durch einen Kanal 69 verbunden, und der Raum zur Linken des Doppelkolbens ist durch eine Öffnung 70 nach dem Druckraum innerhalb des Gehäuses 44 offen, so daß bei einem Druckanstieg in der mittleren Kammer 30

ίο infolge einer Bewegung des Stellmotor-Kolbens 20 nach rechts der Doppelkolben einer steigenden Belastung ausgesetzt wird, welche ihn nach links zu verschieben und den Ausgang 54 zu verschließen, den Ausgang 55 aber zu öffnen sucht. Der Stellmotorkolben 20 bewirkt, wenn er sich nach rechts bewegt, eine Annäherung der Rampen 12, 13 an die äußere Wand 10; es bewegt sich also bei einer Abnahme des Kehlquerschnittes der Doppelkolben 66 nach links. Es ist so eingerichtet, daß bei der vorbestimmten Machzahl, bei der der Lufteinlaß in Schluckstellung kommen soll, der Doppelkolbenschieber 66, 67 den Ausgang 54 bedeckt und den Ausgang 55 geöffnet hat. Wenn unter diesen Bedingungen die miteinander gekoppelten Übersteuerungslüftungsventile 59 geschlossen sind, steigt der Druck in dem Drosselsystem und in der mittleren Kammer 30 infolge des durch die Ventile 59 behinderten Abflusses rapid an; sind aber die Ventile 59 offen, so tritt keine Änderung in dem Druckzustand in der mittleren Kammer 30 ein, da die Drosselstellen 56, 57 einander angeglichen sind.

In jedem Fall steht der Druck in dem Drosselsystem stromunterhalb der Drosselstelle 52 in einem bestimmten Verhältnis zu dem Druck in der mittleren Kammer 30, der, wie bereits gesagt, die Stellung des Stellmotorkolbens 20 repräsentiert. Der Druck unterhalb der Drosselstelle 52 dient als Rückkopplungsdruck in dem Luftgeschwindigkeitsgeber 22, welcher den Stellmotorkolben 20 derart beeinflußt, daß dieser Kolben in Abhängigkeit von der Machzahl verstellt wird.

Eine Rückkopplungsleitung 71 führt von der Leitung 50 unterhalb der Drosselstelle 52 nach dem einen Ende eines Gleichgewichtsventils 71 a, dessen anderes Ende nach einer Kammer 72 hinführt. Diese Kammer 72 steht mit der Leitung 50 stromoberhalb der Drosselstelle 52 über einen Durchtritt 73 in Verbindung, der durch das Gleichgewichtsventil 71 α gesteuert wird. Von der Kammer 72 führt ein Ausfluß über eine Leitung 74 mit einer Drosselstelle 75, eine Leitung 76 und gekoppelte Ventile 77 nach dem Innenraum des Gehäuses 44, so daß ein Strom von der Leitung 50 oberhalb der Drosselstelle 52 nach dem Gehäuse 44 möglich ist, d. h. ein Strom parallel zu dem durch das Drosselsystem und den Doppelkolbenschieber 51 verlaufenden Strom. Das Gleichgewichtsventil 71 α nimmt deshalb immer eine Stellung ein, in welcher der Druck von Kammer 72 gleich ist dem unterhalb der Drosselstelle 52 herrsehenden Druck; der Druck in der Kammer 72 steht somit in einer bestimmten Beziehung zu dem Druck in der mittleren Kammer 30.

Die Leitung 74 mit der Drosselstelle 75 ist in einem Differentialkolben 78 ausgebildet, dessen kleinere Angriffsfläche α dem Druck innerhalb der Kammer 72 ausgesetzt ist und dessen größere Angriffsfläche A dem Druck zwischen der Drosselstelle 75 und den gekoppelten Ventilen 77 ausgesetzt ist. In der Gleich-

Höhengeber 23 hat die Wirkung, daß bei zunehmender Höhe ein größerer Rückkopplungsdruck auf den Rückkopplungskolben 87 wirken muß, unl ein Gleichgewicht an dem Hebel 82 herbeizuführen, daß 5 also bei gegebener, durch den Luftgeschwindigkeitsgeber ermittelter Luftgeschwindigkeit die Rampen 12, 13 im Sinne einer Verminderung des Kehlquerschnittes verstellt werden, wenn die Flughöhe zunimmt.

Der Höhengeber 23 umfaßt ein Paar Kapseln 90, 91, welche durch eine starre Zwischenwand 92 voneinander getrennt sind. Die Kapsel 90 ist evakuiert, während die Kapsel 91 mit ihrem Innenraum unter Atmosphärendruck liegt. Die starre Zwischenwand

Die durch den Zapfen 86 ausgeübte Kraft hängt deshalb von dem Druck in der mittleren Kammer 30 ab,
welche ja die jeweilige Stellung des Stellmotorkolbens
darstellt.

Im Betrieb werden bei Ansteigen der Luftgeschwindigkeit die Ventile 81 geschlossen, so daß
ein Druckanstieg in dem Druckraum 21 b erfolgt und
der Stellmotorkolben 20 nach rechts verschoben

gewichtsstellung des Kolbens 78 ist deshalb der
Druck stromunterhalb der Drosselstelle 75 gleich
dem Druck in der Kammer 72 multipliziert mit dem
Faktor alA und steht damit in einer bestimmten Beziehung zu dem Druck in der mittleren Kammer 30.
Der Druckraum 21 b des Stellmotorzylinders 21 ist
über ein Abflußrohr 79 mit einer Kammer 80 verbunden, welche wiederum einen Ausfluß in das Gehäuse 44 besitzt, und zwar einen durch gekoppelte
Ventile 81 kontrollierten Ausfluß. Die gekoppelten io
Ventile 81 sind mit dem einen Ende eines Hebels 82
verbunden, welcher bei 83 gelenkig gelagert und mit
seinem anderen Ende an ein Paar Kapseln 84, 85
angelenkt ist; diese Kapseln stellen den Luftgeschwindigkeitsgeber 22 dar. Die Kapseln 84, 85 sind so an- 15 92 ist durch einen Bolzen 93 mit einem langen Hebel geordnet und ausgebildet, daß bei steigender Mach- 94 verbunden, und zwar an einer Stelle nächst dem zahl der Hebel 82 in dem Sinne verschwenkt wird, einen Ende dieses Hebels; dieses eine Ende arbeitet daß die Ventile 81 geschlossen werden. Der Hebel 82 auf die gekoppelten Ventile 77 am Ausgang der Leiist außerdem im Sinne der öffnung der Ventile 81 tung 76. Das andere Ende des Hebels 94 ist an den durch einen Zapfen 86 belastet, welcher durch einen 20 Differentialkolben 78 angelenkt. Rückkopplungskolben 87 getragen ist. Der Rück- Bei einer Abnahme des Atmosphärendruckes zieht

kopplungskolben 87 ist in einem Zylinder 88 glei- sich die Kapsel 91 zusammen, und der lange Hebel tend verschiebbar, und der Zylinder 88 ist in einem 94 wird um seinen Verbindungspunkt mit dem Diffe-Stück mit dem Differentialkolben 78 hergestellt. Die rentialkolben 78 im Sinne einer Öffnung der Ventile Unterseite des Kolbens 87 ist nach der Leitung 74, 25 77 geschwenkt mit der Folge, daß ein Druckabfall und zwar unterhalb der Drosselstelle 75 hin offen. in der Leitung 76 eintritt. Dieser Druckabfall stört

das Gleichgewicht an dem Kolben 78; dieser bewegt sich nach rechts und bewirkt eine Schwenkung des langen Hebels 94 um seinen Anlenkpunkt an den 30 Bolzen 93. Die Ventile 77 werden dabei so lange geschlossen, bis der Druck in der Leitung 76 wieder auf dem ursprünglichen Wert aufgebaut ist, bei welchem die Kräfte an dem Differentialkolben 78 im Gleichgewicht stehen. Die Bewegung des Kolbens 78 wird. Diese Bewegung des Stellmotorkolbens nach 35 hat zur Folge, daß der Angriffspunkt des Zylinders rechts verursacht einen entsprechenden Anstieg des 86 an dem Hebel 82 sich nach dem Gelenkpunkt 83 Druckes in der mittleren Kammer 30 und damit letzt- hin verschiebt. Der Hebel 82 kommt damit außer lieh auch wieder einen Anstieg der von dem Zapfen Gleichgewicht, die Ventile 81 schließen sich, und der 86 auf den Hebel 82 ausgeübten Kraft mit der wei- Stellmotorkolben 20 bewegt sich nach rechts und verteren Folge, daß sich die Ventile 81 öffnen, so lange, 40 stellt dabei die Rampen 12, 13 so lange in Richtung bis der Druck in dem Druckraum 21b auf den Wert auf die äußere Wand 10 hin, bis der Rückkopplungszurückgegangen ist, bei dem die Kräfte an dem Stellmotorkolben 20 im Gleichgewicht sind. Somit ist die
Stellung des Stellmotorkolbens abhängig von der
augenblicklichen Machzahl. Umgekehrt verursacht 45
eine Abnahme der durch den Luftgeschwindigkeitsgeber 22 festgestellten Luftgeschwindigkeit eine öffnung der Ventile 81 und einen Druckabfall in dem
Druckraum 21 b, so daß die Kräfte an dem Stellmotorkolben 20 außer Gleichgewicht kommen und 50 des Gleichgewichts am Differentialkolben 78 hinausdieser sich nach links bewegt. Mit der Bewegung gehende Maß geschlossen gehalten werden. Die über nach links tritt eine Verminderung des Druckes in den Zapfen 86 auf den Hebel 82 einwirkende Kraft der Kammer 30 und damit auch ein Abfall des auf ist deshalb viel größer, als notwendig ist, um das den Rückkopplungskolben 87 wirkenden Druckes Gleichgewicht an dem Hebel 82 herzustellen, und die ein; die von dem Zapfen 86 auf den Hebel 82 aus- 55 Ventile 81 sind somit weiter offen, als notwendig geübte Kraft wird geringer, so daß sich die Ventile wäre, um das Gleichgewicht der Kräfte an dem 81 schließen, bis der Druck in dem Druckraum 21 b Stellmotorkolben 20 herbeizuführen. Der Stellmotorauf denjenigen Wert ansteigt, bei dem die Kräfte an kolben 20 befindet sich deshalb am linken Ende dem Stellmotorkolben wieder im Gleichgewicht sind. seiner Bewegungsbahn, und die Rampen 1.2, 13 sind Es ist ohne weiteres einzusehen, daß unter statio- ^6o ganz zurückgezogen. Es ist unwahrscheinlich, daß nären Bedingungen der Druck in dem Druckraum der Luftgeschwindigkeitsgeber ein Moment an dem

Hebel 82 erzeugt, welches ausreicht, um das an diesem Hebel durch den Zapfen 86 angelegte Moment zu kompensieren, da es unwahrscheinlich ist, 65 daß das Flugzeug eine genügend hohe Machzahl erreicht, während es unter der vorbestimmten Höhe fliegt. Im allgemeinen wird man bei einem Uberschallflug eine Machzahl von 2 unterhalb der vor

druck, welcher auf den Rückkopplungskolben 87 einwirkt, groß genug ist, um das Gleichgewicht am Hebel 82 wiederherzustellen.

Bei unter der vorbestimmten Höhe liegenden Höhenwerten befindet sich der Differentialkolben 78 in einer Stellung, in welcher der Zylinder 88 an einen Anschlag 95 anstößt und die durch den Höhengeber 23 betätigten Ventile 77 über das für die Herstellung

21 b für alle Stellungen des Stellmotorkolbens 20 der
gleiche ist, daß aber der Druck in der Kammer 30
für jede Position des Stellmotorkolbens 20 einen
anderen Wert annimmt.

Wie bereits festgestellt, wird die Wirksamkeit des
Luftgeschwindigkeitsgebers 22 durch einen Höhengeber 23 ab einer bestimmten Höhe variiert. Der

bestimmten Höhe nicht fordern und andererseits wird man auch nicht verlangen, daß der Lufteinlaß unterhalb der vorbestimmten Höhe schluckend wird.

Wenn im Betrieb das Flugzeug über der vorbestimmten Höhe fliegt und wenn die Fluggeschwindigkeit sich einer vorbestimmten Machzahl im Überschallbetrieb nähert, so wird der Stellmotorkolben 20 nach rechts bewegt, d. h., der effektive Kehlquerschnitt des Einlasses wird mit ihm verringert; gleichzeitig wird der Doppelkolbenschieber 66, 67 einer zunehmenden Belastung unterworfen, welche ihn nach links zu verschieben sucht. Bei einem bestimmten Wert dieses Druckes (dieser Wert hängt, wie bereits auseinandergesetzt worden ist, von der Stellung des Stellmotorkolbens 20 und damit von der Machzahl ab), einem Wert, welcher der Einsatzmachzahl entspricht, wechselt der Ausfluß des Doppelkolbenschiebers von dem Ausgang 54 nach dem Ausgang 55, nachdem die Rampen 12, 13 inzwischen die Stellung der F i g. 2 erreicht haben. Unter diesen Bedingungen nun sind die durch die Übersteuerungskapseln 61, 62 festgestellten Drücke von solcher Größe, daß die gekoppelten Ventile 59 verschlossen sind. Es findet deshalb ein merkbarer Druckanstieg unterhalb der Drosselstelle 52 statt; auch steigt der Druck in der Kammer 72 und der Rückkopplungsdruck an dem Rückkopplur.gsventilkolben 87, so daß der Stellmotorkolben 20 nach links verschoben wird und die Rampen 12, 13 in die Stellung der F i g. 3 gelangen. In dieser Stellung kann nun das Stoßwellensystem die in F i g. 3 gezeigte Konfiguration annehmen. Sobald diese Konfiguration erreicht ist, wird die Übersteuerungskontrone 24 in der Weise wirksam, daß die Ventile 59 ganz aufmachen und die Drosselung des Ausflusses 55 nunmehr durch die Drosselstelle 57 allein bestimmt ist. Der auf den Rückkopplungsventilkolben 87 wirkende Rückkopplungsdruck fällt, und der Stellmotorkolben 20 bewegt sich nach rechts und bringt die Rampen 12, 13 in die in F i g. 4 eingezeichnete Stellung, welche durch den Luftgeschwindigkeitsgeber bestimmt ist.

Eine abgeänderte Ausführungsform des Doppelkolbenschiebers 51 ist in F i g. 6 dargestellt. Wie auch in der Ausführungsform der F i g. 5 umfaßt der Schieber einen Doppelkolben, welcher nach rechts durch eine Schraubenfeder 68 belastet ist und nach links durch den hydraulischen Druck, welcher unterhalb der Drosselstelle 52 herrscht; der Doppelkolben umfaßt ferner wiederum zwei in Abstand voneinander liegende Kolben 166, 167, welche mit Ausgängen 55 bzw. 54 zusammenarbeiten.

Der Kolben 167 hat geringere Durchmesser als der andere Kolben 166; in dem Schiebergehäuse ist innen ein axial gerichteter Ringflansch 170 ausgebildet, gegen welchen der Kolben 166 durch die Schraubenfeder gedrückt wird, solange der Druck in der Leitung 50 unterhalb der Drosselstelle 52 nicht ausreicht, um die Federkraft zu überwinden. Der Flansch 170 bildet zusammen mit demjenigen Teil des Gehäuses, welcher unmittelbar an ihn angrenzt, einen Ringkanal 171, der von dem Ventilraum 172 abgeschlossen ist, solange der Kolben 166 gegen den Flansch 170 gedruckt wird. Sobald jedoch der Kolben von dem Flansch 170 sich abzuheben beginnt, befindet sich der Kanal 171 in Verbindung mit dem Ventilraum 172. Der Kanal 171 ist über eine Leitung 173 mit einer engen Drosselstelle 174 mit dem die Feder 68 aufnehmenden Raum verbunden und liegt damit an dem niederen Druck, welcher innerhalb des Gehäuses 44 herrscht.

Während der Druck unterhalb der Drosselstelle 52 verhältnismäßig gering ist, ist die effektive Angriffsfläche des Kolbens für den hydraulischen Druck, der ihn gegen die Wirkung der Feder 68 zu verschieben sucht, gleich der Fläche des Kolbens 167, und der Druck, welcher auf diese wirksame Fläche ausgeübt wird, ist der gleiche wie der in dem Raum 172 herrschende Druck dank der Leitung 69. Sobald der auf die rechte Fläche des Kolbens 167 einwirkende Druck groß genug wird, um die Feder 168 zu überwinden, hebt sich der Kolben 166 von dem Flansch 170 ab, so daß der Kanal 171 in Verbindung mit dem Raum 172 tritt. Infolgedessen wird die hydraulische Belastung des Kolbens, welche diesen nach rechts zu verschieben sucht, rasch zunehmen, und der Ventilkörper wird rasch nach links verschoben, so daß der Ausgang 54, der in Verbindung mit dem Raum 172 steht, solange der Kolben 166 an dem Flansch 170 anliegt, verschlossen wird, während der Ausgang 55, welcher verschlossen war, durch den an dem Flansch 170 anliegenden Kolben 166 geöffnet wird. Mit anderen Worten, der Kolben bewegt sich schnapperartig, sobald der Druck in dem Raum 172 einmal groß genug wird, um den Kolben 166 von dem Flansch 170 abzuheben.

Die Leitung 173 und die Drosselstelle 174 suchen den Druck innerhalb des Kanals 171 niedrig zu halten, solange der Kolben 166 an dem Flansch 170 anliegt, indem sie ein Eindringen von Druckflüssigkeit an dem Flansch 170 vorbei verhindern. Auch verhindern die Leitung 173 und die Drosselstelle 174 den Aufbau eines überhöhten Druckes unterhalb des Doppelkolbenschiebers, solange die Strömung durch den Ausgang 55 durch vollständige Schließung der Ventile 59 unterbunden ist.

Die Belastung, welche die Feder 68 auf den Kolben ausübt, wird so gewählt, daß sie dann überwunden wird, wenn die Machzahl den Übersteuerungswert erreicht.

Die folgenden Ausführungen beziehen sich nunmehr auf F i g. 7, welche eine weitere Ausführungsform darstellt. Der Einlaß umfaßt wiederum feste Wandteile 10, 11, 14 und verstellbare Rampen 12, 13; die Rampen 12, 13 sind durch Gelenke 210 mit dem einen Arm eines Winkelhebels 211 verbunden, während der andere Arm dieses Winkelhebels mit der Kolbenstange 220 α eines Differentialkolbens 220 verbunden ist; der Differentialkolben 220 ist in einem Zylinder 221 gleitend geführt. Bei Bewegung des Kolbens 220 nach rechts vergrößert sich der Winkel zwischen den Rampen 12, 13, somit verkleinert sich die Kehlquerschnittsfläche des Einlasses. Bei einer Bewegung des Differentialkolbens 220 nach links wird die Querschnittsfläche des Einlasses vergrößert, während die Winkelstellung der Rampen zueinander verflacht wird.

Ein Druckraum 221 α des Zylinders 221 ist durch ein Rohr 222 mit Hochdruckflüssigkeit versorgt, während der andere Druckraum 221 b, welcher durch die größere Fläche des Kolbens 220 begrenzt ist, durch eine Leitung 223 mit der Hochdruckleitung 222 über einen als Strahlsteuergerät ausgebildeten Kraftschalter verbunden ist. Das Strahlsteuergerät steuert den Druck in dem Druckraum 221 b. Das Strahlsteuergerät umfaßt zwei miteinander fluchtende

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Durchflüsse 222 α, 223 α; zwischen diesen Durch- Verringerung des Kehlquerschnitts des Einlasses, die

flüssen befindet sich eine Sperrplatte 224. Ein Hoch- Federlast nach und nach zunimmt,

druckflüssigkeitsstrom ist von der Durchflußöffnung Der Druck in der Leitung 231 wird von einem

222 a nach der Durchflußöffnung 223 α hin gerichtet; Steuerungsmechanismus hergeleitet, welcher a) in

der Druck in dem Druckraum 221 b hängt deshalb 5 Abhängigkeit von der Machzahl, b) in Abhängigkeit

von dem Ausmaß ab, in welchem die Sperrplatte 224 von Höhenänderungen oberhalb einer vorbestimmten

den Fluß durch die Durchströmöffnungen unter- Höhe beeinflußt wird und c) eine abgewandelte

bricht; sobald die Sperrplatte 224 den Durchfluß frei- Machzahlanzeige gibt, wenn die Bedingungen an dem

gibt, steigt der Druck in dem Druckraum 221 b an, Lufteinlaß dafür geeignet sind, denselben in Schluck-

und sobald die Sperrplatte stärker in den Bereich io stellung zu bringen.

des Stroms hineintritt, fällt dieser Druck ab. Die Machzahlsteuerung wird von einem Luft-Die Sperrplatte 224 wird von einem gelenkig ge- geschwindigkeitsgeber in Form eines Paares flexibler lagerten Hebel 225 getragen, welcher durch eine Kapseln 242, 243 ausgeübt, von denen eine auf dem Schubstange 226 von einem Kolben 227 her und statischen Umgebungsdruck der Atmosphäre liegt, durch eine Schubstange 229 von einem Kolben 230 15 während die andere dem Staudruck ausgesetzt ist her belastet ist; der Kolben 227 steht unter dem in und welche in entgegengesetzter Richtung auf einen einer Leitung 228 herrschenden Rückkopplungs- Steigbügel 244 einwirken; dieser Steigbügel ist an druck, welcher die Stellung des Stellmotorkolbens einen Hebel 245 angelenkt: der Hebel 245 wirkt auf repräsentiert und damit die Einstellung der Rampen ein Ventil 246 ein, das den Ausfluß 247 a eines 12, 13, während der Kolben 230 einem Steuerungs- 20 Druckraumes 247 kontrolliert. Der Druckraum 247 druck in einer Leitung 231 ausgesetzt ist, dessen ist an die Hochdruckleitung 222 über eine Drossel-Herkunft noch zu beschreiben sein wird. Infolge der stelle 248 angeschlossen. Wenn die Luftgeschwindigauf ihn einwirkenden Belastung versucht der Hebel keit steigt, so dehnt sich die Kapsel 243 aus und verdie Sperrplatte 224 in eine solche Stellung zu bringen, sucht den Hebel 245 im Sinne einer Schließung des in welcher die hydraulischen Kräfte auf den Stell- 25 Ventils 246 zu verstellen.

motorkolben 220 im Gleichgewicht sind. Der Hebel 245 ist durch eine Schubstange 249

Wenn aus irgendeinem Grund die durch die eines Rückkopplungskolbens 250 belastet, welcher in

Schubstange 229 ausgeübte Belastung sich verändert, einem Differentialkolben 251 gleitend verschiebbar

so verändert sich die Lage der Sperrplatte 224 auch, ist. Die kleinere Fläche dieses Differentialkolbens ist

und es tritt eine Druckänderung in dem Druckraum 30 dem Druck in dem Druckraum 247 ausgesetzt, wäh-

221 b auf, in deren Gefolge der Kolben 220 sich ver- rend die größere Fläche nach einem Raum 252 weist,

schiebt. Eine Verschiebung des Kolbens 220 bedeutet Der Kolben 251 ist in einem Zylinder 253 senkrecht

aber eine Veränderung der über die Schubstange 226 zur Bewegungsrichtung des Rückkopplungskolbens

an die Sperrplatte angelegten Belastung, so daß diese 250 verschiebbar, so daß bei einer Verschiebung des

Sperrplatte in eine Stellung zurückbewegt wird, in 35 Kolbens 251 die Länge des Hebelarms, mit welchem

welcher die Kräfte an dem Stellmotorkolben 220 im der Kolben 250 auf den Hebel 245 einwirkt, verän-

Gleichgewicht sind. Damit gibt es für jeden Wert des dert wird.

Druckes in der Leitung 231 eine eindeutige Stellung Die Räume 247 und 252 sind durch eine Leitung des Kolbens 220. 254 miteinander verbunden, welche eine Drossel-Die Leitung 228 ist an die Hochdruckleitung 222 40 stelle 255 enthält. Die Unterseite des Rückkopplungsüber eine Drosselstelle 232 angeschlossen und besitzt kolbens 250 unterliegt dem Druck in der Leitung eine Ausflußöffnung 233, die von ihr stromab der 254, welcher stromab der Drosselstelle 255 herrscht, Drosselstelle 232 abzweigt. Die Ausflußöffnung 233 so daß er durch den in dem Raum 252 herrschenden ist durch ein Ventil 234 kontrolliert, und dieses Druck belastet ist. Der Raum 252 besitzt einen AusVentil wird von einem Hebel 235 getragen. Wenn ^4S fluß 252a, welcher durch ein Ventil 256 gesteuert das Ventil 235 aufmacht, so fällt der Druck in der wird.

Leitung 228; es findet ein Fluß durch die Drossel- Das Ventil 256 wird von einem Schwebebalken stelle 232 und das Ventil 234 nach der Niederdruck- 257 getragen, welcher mit einer Nase 257a an seinem leitung 236 statt. Wenn das Ventil 235 dagegen zu- einen Ende im Eingriff steht mit einer Rampe 251 α macht, so steigt der Druck in der Leitung 228. Der 5° des Kolbens 251 und welcher durch Messerlager Hebel 235 ist im Sinne einer Öffnung des Ventils 234 258 a, 259 a zweier gelenkig gelagerter Arme 258, durch eine Kolbenstange 237 belastet; diese Kolben- 259 außerdem noch getragen ist. Die Gelenkpunkte stange steht unter dem Druck in der Leitung 228. der Arme 258, 259 sind, wie bei 260 angedeutet, ver-Weiter ist der Hebel 235 im Sinne einer Schließung stellbar. Der Arm 258 ist durch ein Paar flexibler des Ventils durch eine Feder 239 belastet, welche 55 Kapseln 261, 262 belastet; von diesen Kapseln ist die durch einen Nocken 241 über einen verstellbaren Kapsel 261 evakuiert, und die Kapsel 262 befindet Anschlag 240 verschieden stark belastet wird. Der sich auf dem statischen Druck der umgebenden At-Nocken 241 ist, wie durch die Welle 241a ange- mosphäre p_{); die Kapseln wirken auf einen Steigdeutet, mit dem Winkelhebel 211 verbunden, so daß bügel 263 ein, der Steigbügel 263 weist ein Messerdieser Nocken verdreht wird, wenn sich der Winkel- ⁶° lager 263 α auf, welches an dem Arm 259 angreift, hebel verdreht, so daß seine Stellung durch die Stel- Wenn die Flughöhe zunimmt, so nimmt der statische lung des Stellmotorkolbens 220 in seinem Zylinder Druck p₀ ab mit der Folge, daß die durch den Arm 221 festgelegt ist. Die Form des Nockens 241 ist so 259 und die Messerlager 259 a, 263 a auf den festgelegt, daß die durch die Feder 239 ausgeübte Schwebebalken 257 ausgeübte Belastung abnimmt. Kraft einen eindeutigen Wert für jene Stellung des 65 Das Messerlager 258 α überträgt auf den Schwebe-Kolbens 220 in dem Stellmotorzylinder 221 besitzt; balken 257 eine von einer Schraubenfeder 264 auses ist dafür gesorgt, daß bei einer Verschiebung des geübte Kraft, welch letztere auf den Arm über ein Stellmotorkolbens 220 nach rechts, d.h. bei einer Messerlager 264 α übertragen wird. Die Arme 258,

259 lassen eine Verstellung der auf den Schwebebalken 257 durch die Feder 264 ausgeübten Belastung zu, ebenso eine Verstellung der durch die Kapseln 261, 262 ausgeübten Belastung. Damit ist die Notwendigkeit, die verschiedenen Teile mit höchster Genauigkeit auszuführen, vermieden, insbesondere hängt die Betriebsgenauigkeit nicht von der Gleichmäßigkeit der Federkräfte ab, und gerade das ist besonders schwer, gleichmäßig starke Federn zu rinden, etwa dann, wenn eine Feder ausgetauscht werden muß.

Es ist leicht einzusehen, daß bei konstantem statischem Atmosphärendruck p₀ die verschiedenen Teile 256 bis 264 im Gleichgewicht sind; das Ventil 256 stellt dann eine unveränderliche Drosselstelle dar. Der Druck in dem Raum 252 steht in einem festen Verhältnis zu dem Druck in dem Raum 247, so daß der Druckzapfen 249 dem Hebel 245 eine Last überträgt, die in einem bestimmten Verhältnis zu dem Druck in dem Druckraum 247 steht.

Bei einer Veränderung der Luftgeschwindigkeit, etwa einer Zunahme der Luftgeschwindigkeit, wird der Hebel 245 infolge Expansion der Kapsel 243 verschwenkt im Sinne einer Schließung des Ventils 246, und das Gleichgewicht an dem Hebel ist gestört. Die Schließung des Ventils 246 hat aber einen Anstieg der Drücke in den Druckräumen 247 und 252 im Gefolge, so daß als weitere Folge die durch den Kolben 250 auf den Hebel 245 übertragene Kraft zunimmt und der Hebel 245 wieder ins Gleichgewicht kommt. Die Drücke in den Druckräumen 247 und 252 haben deshalb einen eindeutigen Wert für jede Luftgeschwindigkeit bei jedem beliebigen Wert des atmosphärischen Druckes p₀.

Man nehme nun an, daß eine Änderung, etwa eine Zunahme der Flughöhe bei konstanter Luftgeschwindigkeit, eintritt; diese Änderung verursacht eine Abnahme der durch die Kapseln 261, 262 an den Schwebebalken 257 angelegten Last, so daß das Ventil 256 sich öffnen kann und eine Zunahme des Durchflusses durch dieses Ventil eintritt. Die weitere Folge ist eine Abnahme des Druckes in dem Druckraum 252, so daß der Kolben 251 außer Gleichgewicht kommt und in diesem Falle sich nach rechts bewegt. Die Nase 257 α des Schwebebalkens verschiebt sich dann entlangt der Rampe 251 α, so daß das Ventil 256 wieder geschlossen wird und der Druck in dem Druckraum 252 wieder ansteigt, bis die Kräfte an dem Kolben 251 wieder im Gleichgewicht sind; das Gleichgewicht ist dann wiederhergestellt, wenn das Ventil 256 in seine ursprüngliche Stellung zurückgekehrt ist und die Federbelastung an dem Schwebebalken 257 entsprechend der Abnahme des Atmosphärendruckes ρ abgenommen hat.

Als Folgerung ist festzuhalten, daß der Kolben 251 eine eindeutige Stellung in dem Zylinder 253 für jede Höhe oberhalb einer vorbestimmten Höhe besitzt, wobei die Stellung, in welcher die Nase 257 α die rechte Begrenzung der Rampe 251a erreicht und der Kolben 251 gegen den Anschlag 253 α stößt, der vorbestimmten Höhe entspricht. Eine Verschiebung des Kolbens 251 bei Anstieg der Flughöhe führt zu einer Veränderung des Eingriffspunkts des Druckzapfens 249 an den Hebel 245, und zwar zu einer Verschiebung nach rechts, so daß der Hebelarm, mit welcher die von dem Druckzapfen ausgeübte Kraft angreift, verringert wird, und daß ein Druckanstieg in den Räumen 247 und 252 erforderlich ist, um die Kräfte an dem Hebel 245 wieder ins Gleichgewicht zu bringen. Mit anderen Worten: Für jeden Wert der Machzahl hat der Druck in dem Raum 247 einen eindeutigen Wert, und zwar für jeden Wert des statischen Druckes p₀ unterhalb eines der vorbestimmten Höhe entsprechenden Wertes.

Die Luftgeschwindigkeit und die Flughöhe bestimmen somit den Druck in dem Druckraum 247,

ίο und dieser wieder wird dazu verwendet, um den Druck in der Leitung 231 festzulegen.

Der Druckraum 247 ist über eine Leitung 270 an einen Druckraum 271 angeschlossen, und zwar nächst dem einen Ende eines Drosselventils 272, dessen anderes Ende durch eine Feder 273 belastet ist; die Feder 273 besitzt einen verstellbaren Anschlag 274 und eine Einstellvorrichtung 275.

Das Drosselventil 272 ist von einem Hohlkörper gebildet und besitzt eine Formdüse 272 α, welche sich bei Bewegung des Drosselkörpers 272 gegenüber einem engen Kanal 276 verschiebt; der enge Kanal 276 wird mit unter Hochdruck stehender Flüssigkeit von der Leitung 222 her gespeist, und zwar über eine Drosselstelle 277. Der Drosselkörper 272 besitzt einen Ausfluß durch eine Leitung 278, und dieser Ausfluß ist durch ein Ventil 279 gesteuert. Das Ventil 279 ist von einer Vorrichtung getragen, welche sicherstellt, daß der Druckabfall an dieser Düse 272 α konstant ist. Es ist ohne weiteres einzusehen, daß die Position des Drosselkörpers 272 von dem Druck in dem Druckraum 247 abhängt; da nun andererseits der Druckabfall an der Formdüse 272 α konstant gehalten wird, stellt die Durchflußmenge durch die Düse ein Maß für die Luftgeschwindigkeit, die Flughöhe und die jeweilige Düsenweite der Formdüse 272 α dar.

Das Ventil 279 ist von einer Stange 280 getragen, die mit einem Kolben 281 vereinigt ist. Der Kolben 281 ist in einem Zylinder 282 gegen die Wirkung einer Schraubenfeder 283 verschiebbar, und der Zylinder 282 wieder ist von einer Stange 284 getragen, welche durch eine Feder 285 in Richtung auf eine Öffnung des Ventils 279 belastet ist. Die Kolben-Zylinder-Einheit 281, 282 ist ferner hydraulisch durch den stromauf der Formdüse 272 a herrschenden Druck belastet, und zwar über einen Anschluß 286; der hydraulische Druck sucht das Ventil 279 zu schließen. In der entgegengesetzten Richtung erfolgt eine hydraulische Belastung über die Leitung 287 durch den stromab der Formdüse 272 a herrschenden Druck. Das Ventil 279 ist deshalb immer so eingestellt, daß die Differenz der hydraulischen Drücke durch die Feder 285 bestimmt ist.

Der Ausfluß des Ventils 279 erfolgt über eine Leitung 288 und eine Drosselstelle 289 nach der Niederdruckleitung 236. Da der Fluß durch die Formdüse 272 α von der Luftgeschwindigkeit, der Höhe und der jeweils wirksamen Stelle der Formdüse abhängt, ist der Druckabfall an der Drosselstelle 289 ebenfalls von diesen drei Faktoren abhängig.

Die Leitung 231 ist mit der Leitung 288 an einer Stelle vor der Drosselstelle 289 verbunden, so daß die auf den Hebel 225 durch den Druckzapfen 229 ausgeübte Belastung ebenfalls von Luftgeschwindigkeit, Höhe und Düsenform 272 α abhängig ist. Diese Belastung bestimmt, wie bereits gesagt worden ist, die Stellung des Stellmotorkolbens 220 und letztlich die Einstellung der Rampen 12, 13.

Durch richtige Formgebung der Düse 272 α erhält man eine den Rampenwinkel in Abhängigkeit von der Machzahl darstellende Kennlinie gemäß F i g. 8 (A). Eine solche Kennlinie ist für wirksame Einlaßbetriebsweise in einem weiten Machzahlbereich er- s forderlich.

Um den Einlaß in Schluckstellung zu bringen, d. h. um die Einstellung gemäß F i g. 3 zu erreichen, bedient man sich folgenden Mechanismus: Eine Anzapfung ist in der Leitung 231 vorgesehen, und diese steht unter der Kontrolle eines Übersteuerungsventils 291, welches durch einen Hebel 292 getragen ist. Der Hebel 292 wird durch Übersteuerkapseln 293, 294 betätigt, von denen Kapsel 293 an das Pitotrohr 64 und Kapsel 294 an das Pitotrohr 65 angeschlossen ist. Die Kapseln wirken auf einen Steigbügel 295 ein, welcher an den Hebel 292 angelenkt ist. Der Hebel 292 steht unter der Belastung einer Sperrfeder 296, welche ihn im Sinne eines Verschließens des Ventils 291 zu drehen sucht, die Sperrfeder wirkt auf einen Kolben 297 ein, welcher außerdem unter dem der Feder 296 entgegenwirkenden hydraulischen Druck in dem Druckraum 247 steht. Der Druckraum 247 ist über eine Leitung 298 nach hierher geführt.

Die Sperrfeder 296 hält das Ventil 291 ganz geschlossen. Wenn die Fluggeschwindigkeit zunimmt und die hydraulische Belastung des Kolbens 297 ebenfalls zunimmt, so kommt einmal der Augenblick, da sie die Federkraft der Feder 296 überwindet. Dann ist die Bedingung erreicht, unter der der Einlaß in Schluckstellung kommt. Der Hebel 292 ist nun nicht mehr gesperrt.

Wenn die Stoßwellen dann die in F i g. 2 gezeichnete Konfiguration haben, sind die Drücke in den Kapseln 293 und 294 einander annähernd gleich, und das Ventil 291 öffnet sich, so daß eine rasche Abnahme des Druckes in der Leistung 231 eintritt und der Kolben des Stellmotors sich rasch nach links verschiebt, der Kehlquerschnitt des Einlasses also zunimmt; diese Zunahme entspricht der gestrichelten LinieB in Fig. 8; sie erlaubt es dem Einlaß, nun in Schluckstellung zu kommen. Ist die Stoßwellenkonfiguration gemäß F i g. 3 einmal erreicht, so wird der Druck in der Kapsel 294 wesentlich höher als der in der Kapsel 293 herrschende Druck ist, so daß der Hebel 292 das Ventil 291 vollständig verschließt und die Luftgeschwindigkeit, die Flughöhe und die Düsenform 272 α nunmehr wieder die Steuerung übernehmen mit der Folge, daß der Kehlquerschnitt in dem Einlaß wieder enger wird, wie durch die gestrichelte Linie C angedeutet ist.

Claims

Patentansprüche:

1. Überschall-Lufteinlaß mit innerer Verdichtung, dessen Einlaßkehlquerschnitt zu ändern ist und der mit einem auf die Machzahl ansprechenden Mechanismus versehen ist, der den Kehlquerschnitt in Abhängigkeit vom Momentanwert der Machzahl ändert, gekennzeichnet durch eine Ubersteuerungsvorrichtung (51, 24; 290 bis 298), die, auf die Lage einer inneren Stoßwelle (16) ansprechend, bei Ansteigen der Machzahl auf einen ausgewählten, über 1 liegenden Wert den Kehlquerschnitt (18), diesen in eine Schluckstellung bringend, vorübergehend über denjenigen vergrößert, der der ausgewählten Machzahl entspricht, um die Stoßwelle in eine gewünschte Lage zu bringen, und die dann den Kehlquerschnitt wieder auf die Größe verringert, die dem ausgewählten Wert der Machzahl entspricht.

2. Lufteinlaß nach Anspruch 1 mit einem Luftgeschwindigkeitsgeber und einem Flughöhengeber, die ein den Momentanwert der Machzahl repräsentierendes und den Kehlquerschnitt steuerndes Stellsignal liefern, dadurch gekennzeichnet, daß die Übersteuerungsvorrichtung (51, 24; 290 bis 298) das Stellsignal verändert.

3. Lufteinlaß nach Anspruch 2, bei dem das Stellsignal ein Druckmittelsignal ist und bei dem ein Stellmotor vorgesehen ist, der, durch das Druckmittelsignal betätigt, einander entgegengesetzt geneigte, aneinander angelenkte Rampen auf eine feste Wand zu oder von dieser fort kippt, dadurch gekennzeichnet, daß die Übersteuerungsvorrichtung (51, 24; 290 bis 298) zunächst das Kippen der Rampen (12, 13) von der festen Wand (10) fort bewirkt und dann zurück in die Lage, die durch den auf die Machzahl ansprechenden Mechanismus (22; 242, 243 und 23; 261, 262) bestimmt ist.

4. Lufteinlaß nach Anspruch 3 mit einer Vorrichtung zur Erzeugung eines Rückkopplungssignals, das die Stellung des Stellmotors repräsentiert und das dem Stellsignal entgegenwirkt, wobei auch das Rückkopplungssignal ein Druckmittelsignal ist und entgegengesetzt zum Stellsignal auf ein die Zufuhr von Druckmittel zu dem Stellmotor steuerndes Ventil einwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die Übersteuerungsvorrichtung (24, 51; 290 bis 298) eines der Druckmittelsignale verändert.

5. Lufteinlaß nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Flughöhengeber (23; 261, 262) bei Höhen unterhalb einer ausgewählten Höhe den auf die Machzahl ansprechenden Mechanismus (22; 242, 243 und 23; 261, 262) außer Betrieb setzt und den Kehlquerschnitt auf seinen Maximalwert vergrößert und bei Höhen oberhalb der ausgewählten Höhe das Signal, das von dem Luftgeschwindigkeitsgeber (22; 242, 243) abgegeben wird, hinsichtlich seiner Höhenabhängigkeit korrigiert.

6. Lufteinlaß nach Anspruch 4, bei dem der Stellmotor einen Zylinder aufweist und einen Druckräume in dem Zylinder abteilenden, den Kehlquerschnitt verstellenden Differentialkolben, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftgeschwindigkeitsgeber (22) ein mit einem der Druckräume (21 b) verbundenes Entlüftungsventil (81) in dem Sinne belastet, daß der Differentialkolben (20) den Kehlquerschnitt verringert, wenn die Luftgeschwindigkeit zunimmt, und daß das Rückkopplungsdrucksignal die Stellung des Differentialkolbens in seinem Zylinder (21) repräsentiert und das Entlüftungsventil entgegengesetzt zum Luftgeschwindigkeitsgeber belastet.

7. Lufteinlaß nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Übersteuerungsvorrichtung (51, 24) zwei einander angepaßte, in parallelen Auslässen (54, 55) angeordnete Drosseln (56, 57) aufweist, daß ein Übersteuerungsventil (59) in Reihe mit einer dieser Drosseln (57) liegt, daß auf die Lage der inneren Stoßwelle (16) ansprechende, hintereinander angeordnete Fühler

61, 62, 64, 65) das Obersteuerungsventil geschlossen halten, bevor die Stoßwelle den vordersten Fühler (64) erreicht hat, und es öffnen, nachdem die Stoßwelle den vordersten Fühler überlaufen hat, und daß ein von dem Rückkopplungssignal eingestellter Doppelkolbenschieber (66, 67) vorgesehen ist, der den Auslaß (55) durch die in Reihe mit dem Übersteuerungsventil (59) liegende Drossel (57) geschlossen hält, bis die ausgewählte Machzahl erreicht ist, und der dann den Auslaß (54) durch die andere Drossel (56) schließt und den Auslaß (55) durch die in Reihe mit dem Übersteuerungsventil (59) liegende Drossel (57) öffnet.

8. Lufteinlaß nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckmittelweg, der zu den Drosseln (56, 57) führt, ein den Rückkopplungsdruck steuerndes Ventil (31) enthält und eine in Reihe mit diesem Ventil liegende Druckminderungsdrossel (52) und daß das Rückkopplungsdrucksignal aus dem Druckmittelweg zwischen dem Ventil und der Druckminderungsdrossel abgeleitet ist.

9. Lufteinlaß nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Entlüftungsventil (81) und der Luftgeschwindigkeitsgeber (22) untereinander durch ein mechanisches Gestänge (82) verbunden sind und daß auf dieses Gestänge ein Rückkopplungskolben (87) einwirkt, der nach Maßgabe des Rückkopplungsdrucksignals und der Stellung des Flughöhengebers (23) ein Moment auf das Gestänge ausübt.

10. Lufteinlaß nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückkopplungskolben (87) in einem Differentialkolben (78) untergebracht ist und in diesem in einer Richtung verschiebbar ist, die rechtwinklig zur Verschiebungsrichtung des Differentialkolbens verläuft, daß diese Verschiebungsrichtung im wesentlichen parallel zu einem Hebel (82) des Gestänges ist und daß die Stellung des Differentialkolbens durch die Stellung des Flughöhengebers (23) festgelegt ist.

11. Lufteinlaß nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die kleinere Stirnfläche (α) des Differentialkolbens (78) mit dem Druckmittelweg stromaufwärts der Druckminderungsdrossel (52) über ein Druckausgleichsventil (71α) verbunden ist, das den auf es ausgeübten Druck gleich dem Druck in dem Druckmittelweg unmittelbar stromabwärts der Druckminderungsdrossel (52) hält.

12. Lufteinlaß nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Flughöhengeber (261, 262) das von dem Luftgeschwindigkeitsgeber (242, 243) abgegebene Drucksignal bei Höhenänderung in dem Sinne ändert, daß eine Zunahme der Höhe den gleichen Effekt hat wie eine Zunahme der Luftgeschwindigkeit.

13. Lufteinlaß nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Übersteuerungsvorrichtung (290 bis 298) ein Einsatzventil (291) aufweist, das bei Betätigung das Stellsignal in dem Sinne ändert, daß der Kehlquerschnitt vergrößert wird und der Einlaß in Schluckstellung kommt und das danach den Kehlquerschnitt verringert und daß sie einen Verriegelungsmechanismus (296 bis 298) aufweist, der eine Betätigung des Einsatzventils verhindert, bis die ausgewählte Machzahl erreicht ist.

14. Lufteinlaß nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Einsatzventil (291) öffnet, um den Kehlquerschnitt zu vergrößern und den Einlaß in Schluckstellung zu bringen, und daß der Verriegelungsmechanismus (296 bis 298) einen Plunger (297) aufweist, der von einer Feder (296) belastet ist und auf das Einsatzventil (291) einwirkt, um es geschlossen zu halten, und entgegengesetzt zur Feder durch einen bei Zunahme der Luftgeschwindigkeit sich erhöhenden Signaldruck des Luftgeschwindigkeitsgebers (242, 243) belastet ist.

15. Lufteinlaß nach Anspruch 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das höhenkompensierte Luftgeschwindigkeitsdrucksignal aus einem Druckmittelweg abgeleitet ist, der zwei Drosseln (248, 255) und ein auf die Höhe ansprechendes Ventil (256) in Reihe enthält, und daß der Luftgeschwindigkeitsgeber (242, 243) den Ablaßfluß durch ein Entlüftungsventil (246) steuert, das in dem Druckmittelweg zwischen den beiden Drosseln liegt.

16. Lufteinlaß nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Entlüftungsventil (246) und der Luftgeschwindigkeitsgeber (242, 243) durch ein mechanisches Gestänge (245) untereinander verbunden sind und daß ein Rückkopplungskolben (250), der einem durch das auf die Höhe ansprechenden Ventil (256) bestimmten Druck ausgesetzt ist, auf das Gestänge ein Moment ausübt, das durch die Stellung des auf die Höhe ansprechenden Ventils festgelegt ist.

17. Lufteinlaß nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß das höhenkompensierte Luftgeschwindigkeitsdrucksignal auf ein Drosselventil (272) gegen den Druck einer Feder (273) einwirkt und dessen Düsenöffnung (272 a) entsprechend der gewünschten Beziehung zwischen der Machzahl und dem Kehlquerschnitt ändert, daß diese Düsenöffnung über die eine Vorrichtung (279 bis 287) den Druck konstant hält, in einem weiteren Druckmittelweg (222, 278) liegt, der zu einem Kraftschalter (224) des Stellmotors (220) führt und von dem eine Drosselanordnung (289) abzweigt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Britische Patentschriften Nr. 750 420, 709 300;
USA.-Patentschriften Nr. 2 870 601, 2 840 322;
australische Patentschrift Nr. 225 670.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen