DE1232479B

DE1232479B - Flugzeug mit wahlweise der Auftriebs- und bzw. oder der Vortriebserzeugung dienenden Strahltriebwerken mit schwenkbaren Knieduesen

Info

Publication number: DE1232479B
Application number: DEM60066A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Gero Madelung
Original assignee: Messerschmitt AG
Current assignee: Messerschmitt AG
Priority date: 1964-02-26
Filing date: 1964-02-26
Publication date: 1967-01-12
Also published as: US3284030A

Description

Flugzeug mit wahlweise der Auftriebs- und bzw. oder der Vortriebserzeugung dienenden Strahltriebwerken mit schwenkbaren Kniedüsen Die Erfindung betrifft ein Flugzeug mit axial durchströmten, im Rumpf oder in Triebwerksgondeln angeordneten, wahlweise der Auftriebs- und bzw. oder der Vortriebserzeugung dienenden Strahltriebwerken mit schwenkbaren Kniedüsen.
Es sind bereits senkrecht- bzw. kurzstartende Flugzeuge bekannt, bei welchen neben den Vortrieb bzw. Vortrieb und Auftrieb erzeugenden, axial durchströmten Strahltriebwerken noch besondere Auftrieb erzeugende Hubtriebwerke Verwendung finden. Die Hubtriebwerke sind dabei entweder im Flugzeugrumpf oder in eigenen Triebwerksgondeln, welche am Rumpf oder an den Tragflächen angeordnet sind, untergebracht. Der Einbau der Hubtriebwerke erfolgt in der Regel im wesentlichen senkrecht zum Flugzeugrumpf. Vorzugsweise ist die Wirkungslinie der Treibstrahlen derartiger Hubtriebwerke über Leitbleche, Klappen oder Schwenkdüsen veränderbar. Beispielsweise sind bereits Kniedüsen mit im wesentlichen parallel zur Querachse des Flugzeuges liegenden Drehachsen und einem Umlenkwinkel von etwa 90' bekannt. Auch das Neigen der Drehachsen von Kniedüsen in mehreren Ebenen ist mit all den damit verbundenen Nachteilen einer aufwendigen Verstellmechanik vorbekannt.
Bei den bekannten Einrichtungen der genannten Art zeigt sich nun ganz allgemein der Nachteil, daß die üblichen Umlenkeinrichtungen für Treibstrahlen nur bis zu Umlenkwinkeln von etwa 600 wirtschaftlich vertretbar sind. Größere Umlenkwinkel bedingen nämlich neben beträchtlichen Umlenkverlusten auch aus konstruktiven und strömungstechnischen Gründen große Schwierigkeiten, insbesondere nur mit erheblichem Aufwand zu bewältigende Regelprobleme.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu beseitigen. Die Lösung dieser Aufgabe wird nach der Erfindung bei Flugzeugen mit axial durchströmten, im Rumpf oder in Triebwerksgondeln angeordneten, wahlweise der Auftriebs- und bzw. oder der Vortriebserzeugung dienenden Strahltriebwerken mit schwenkbaren Kniedüsen dadurch erreicht, daß die Achsen der Hälfte der Triebwerke in senkrechten Querebenen nach der einen und die Achsen der anderen Hälfte der Triebwerke nach der anderen Seite spiegelbildlich geneigt sind. Auf diese einfache Weise ist wahlweise für den Schwebeflug ein im wesentlichen vertikaler Schub und für den Reiseflug ein etwa parallel zur Schubrichtung sonst üblicher Marschtriebwerke wirkender Vortrieb lediglich durch Verschwenken von kurzen Kniedüsen mit einem Umlenkwinkel kleiner.als 60' erzielbar, ohne. daß aufwendige und strömungstechnisch ungünstige Umlenkmittel oder gar Umlenkkanäle erforderlich sind.
Vorzugsweise beträgt der Neigungswinkel der Triebwerke in den Querebenen einen Wert zwischen 45' und 600. Auch hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Strahlablenk- bzw. Umlenkwinkel der Kniedüsen etwa der Größe der angeführten Neigungswinkel der Triebwerke entspricht.
Dabei werden im Vorwärtsflug je nach Auslegung des Flugzeuges bewußt Abweichungen der Wirkungslinien der Schubstrahlen der einzelnen Triebwerke von der Flugrichtung zwischen 30' und 450 in Kauf genommen, weil sich solche Abweichungen konstruktiv einfacher und vor allem regelungstechnisch wirtschaftlicher und günstiger als eine Verwendung von schwenkbaren Kniedüsen mit einem Umlenkwinkel von mehr als 601 erwiesen haben.
Mit der Einrichtung zur Schubumlenkung nach der Erfindung lassen sich über die eigentliche Aufgabe hinausgehende weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten, wie z. B. eine zusätzliche Schubdosierung während der Transitionsphase ohne Drosselung der Triebwerke, das Anlassen der Triebwerke bei nicht gegen den Boden gerichtetem Schubstrahl und eine zusätzliche Auftriebserzeugung beim konventionellen Anlaufstart und eine äußerst wirksame Bremshilfe durch Schubumkehr bei der konventionellen Landung erzielen. Auch läßt sich durch die in der Regel symmetrisch zur Flugzeuglängsachse austretenden Schubstrahlen der vorzugsweise paarweise an-eordneten Triebwerke in bekannter und einfacher Weise eine Flugzeugsteuerung um die Längsachse bzw. Hochachse erreichen. In den Zeichnungen sind beispielsweise Ausführungen des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigt Abb. 1 einen Rumpfquerschnitt mit den erfindungsgemäß geneigten Triebwerken, Abb. 2 eine Seitenansicht eines Flugzeuges mit paarweise in senkrechten Querebenen geneigten Triebwerken.
In einem Flugzeugrumpf 1 (vgl. Ab b. 1 und 2) bzw. in Triebwerksgondeln sind zwei oder mehrere axial durchströmte Strahltriebwerke 2 in senkrechten Querebenen spiegelbildlich zur Längsachse des Flugzeuges geneigt angeordnet. Der Neigungswinkel 7 zwischen der Hochachse und der Triebwerksachse liegt vorzugsweise zwischen 45' und 60'. Die geneigt eingebauten Strahltriebwerke 2 sind mit Kniedüsen 3 versehen, welche an den Triebwerken 2 drehbar angeordnet sind. Die Kniedüsen 3 lenken den Schubstrahl jeweils um einen Winkel von etwa der Größe des Neigungswinkels y gegen die Triebwerksachsen ab. Der Schubstrahl tritt daher in der gezeichneten Stellung der schwenkbaren Kniedüsen 3 im wesentlichen in vertikaler Richtung, d. h. nach unten aus. Die Kniedüsen 3 der Strahltriebwerke 2 werden durch eine nicht dargestellte und an sich bekannte gemeinsame Antriebs- oder Steuervorrichtung geschwenkt.
Beim Verschwenken der Kniedüsen 3 aus der Hubstellung wird die Schubrichtung der einzelnen Triebwerke zunächst nach schräg hinten und schließlich in eine horizontale Richtung mit einem Winkel von 301 bis 451 zur Flugzeuglängsachse verändert. Bei einer entgegengesetzten Drehung der Kniedüsen 3 wird der Schubstrahl nach schräg vorne gerichtet, so daß in dieser Stellung der Kniedüsen 3 eine Bremswirkung erzielt wird. Durch die erwähnte Steuervorrichtung können die Kniedüsen 3 der einen Rumpfsymmetrieseite in nicht dargestellter Weise auch unabhängig von denen der anderen Rumpfsymmetrieseite verschwenkt werden. Durch den dadurch entstehenden Differenzwinkel der Schubrichtung der beiden Triebwerksgruppen zu beiden Seiten der Rumpf- bzw. Flugzeuglängsachse ist eine Steuerung um die Flugzeuglängsachse während des Schwebefluges und in der Transitionsphase möglich.

Claims

Patentansprüche: 1. Flugzeug mit wahlweise der Auftriebs- und bzw. oder der Vortriebserzeugung dienenden Strahltriebwerken mit schwenkbaren Kniedüsen, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen der Hälfte der Triebwerke (2) in senk-,rechten Querebenen nach der einen und die Achsen der anderen Hälfte der Triebwerke nach der anderen Seite spiegelbildlich geneigt sind.
2. Flugzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel (y) der Triebwerke (2) vorzugsweise einen Wert zwischen 451 und 60' einnimmt. 3. Flugzeug nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlablenkwinkel der Kniedüsen (3) etwa der Größe des Neigungswinkels (y) der Triebwerke (2) entspricht. 4. Flugzeug nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse der Kniedüse etwa der Triebwerkslängsachse entspricht. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1134 595; französische Patentschrift Nr. 1308 882.