DE1262784B - Luftansaugkanal, insbesondere fuer Strahltriebwerke von Flugzeugen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES ///JTWW PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

B64d

Deutsche Kl.: 62 b-37/02

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

1262784
B83233XI/62b
12. August 1965
7. März 1968

Die Erfindung bezieht sich auf einen Luftansaugkanal, insbesondere für Strahltriebwerke von Flugzeugen, mit einem vorderen und einem hinteren Schneidblattsatz, deren Blätter mit Abstand voneinander quer in den Luftstrom ragen und diesem ihre Schneidränder zuwenden.

Bei allen Flugzeugmotoren mit Luftansaugung besteht die Gefahr, daß während des Fluges des Flugzeugs oder bei seinem Start Fremdkörper, insbesondere Vögel in den Luftansaugstutzen gelangen und das Triebwerk beschädigen können. Wenn das Triebwerk eine Gasturbine ist, dann können die Verdichterschaufeln beschädigt werden; wenn das Triebwerk ein Lorintriebwerk ist, dann kann die Verbrennungsanlage beschädigt werden. Die Erfindung richtet sich auf die Schaffung von Schutzeinrichtungen, die diese Gefahr herabsetzen.

Soweit es sich um Gasturbinentriebwerke handelt, hat die Schutzeinrichtung den Zweck, jegliche Vögel, auf die das Flugzeug bei seinem Vorwärtsflug trifft, abzufangen, bevor sie den Triebwerksverdichter über die Luftansauganlage erreichen können, und dadurch die Möglichkeit einer Beschädigung der Verdichterschaufeln durch die Vögel auszuschalten, wobei die Verdichterschaufeln so ausgebildet sein können, daß sie harmlos kleine Teile des Vogels durchlassen können.

Es ist bekannt, zum Vermeiden von Trümmerschäden an Triebwerken in den Luftansaugkanal Schneidblätter einzusetzen, die zu Sätzen zusammengefaßt sind und die in Kanallängsriehtung ein wenig gegeneinander versetzt sind. Insgesamt decken die Schneidblätter dabei aber den Querschnitt des Ansaugkanals vollständig ab. Dieser Aufbau hat den Nachteil, daß bei Eisbildung an den Schneidblättern der Ansaugkanal von dem Eis blockiert werden kann, was ebenfalls wieder zu einem Ausfall des Triebwerkes führen kann.

Es ist Aufgabe der Erfindung, durch eine geeignete Anordnung der Schneidblätter außer einer Abschirmung gegen Vögel die Blockierungsgefahr des Ansaugkanals durch Eisbildung zu beseitigen.

Die gestellte Aufgabe ist bei einem Luftansaugkanal, insbesondere für Strahltriebwerke von Flugzeugen dadurch gelöst, daß gemäß der Erfindung der Ansaugkanal in an sich bekannter Weise gekrümmt ist und der vordere Schneidblattsatz an der krümmungsinneren Wand und der hintere Schneidblattsatz an der krümmungsäußeren Kanalinnenwand angeordnet ist, wobei die Schneidblätter sich so weit in den Kanal erstrecken, daß beide Schneidblattsätze zusammen die gesamte oder nahezu die gesamte

Luftansaugkanal, insbesondere für
Strahltriebwerke von Flugzeugen

Anmelder:

Bristol Siddeley Engines Limited, Bristol

(Großbritannien)

Vertreter:

Dr.-Ing. H. Negendank, Patentanwalt,

2000 Hamburg 36, Neuer Wall 41

Als Erfinder benannt:

Gordon Manns Lewis, Bristol (Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom 13. August 1964 (33 072) -

Querschnittsfläche des Ansaugkanals übergreifen, wobei aber die beiden Schneidblattsätze in Strömungsrichtung einen Abstand voneinander haben, der etwa das Ein- bis Zweifache der Kanalbreite beträgt.

Bei einer derartigen weiten Versetzung der Schneidblattsätze innerhalb des gekrümmten Ansaugkanals mit unabgedeckten Bereichen bleibt stets ein beachtlicher Durchströmquerschnitt frei, so daß eine etwaige Eisbildung keine Blockierungsgefahr mit sich bringt, während aber eintretende Vögel unweigerlich auf die Schneidblätter auftreffen müssen. Beide erwähnten Gefahren für das zugehörige Triebwerk sind dadurch beseitigt.

Vorzugsweise verjüngt sich der Querschnitt jedes Schneidblattes zu einem einfachen Aufströmrad mit einem spitzen Schneidwinkel. Wahlweise können die Schneidblätter auch zwei scharfe Kanten haben, die durch die Stärke der Blätter voneinander auf Abstand gehalten sind und je einen eingeschlossenen Winkel von 90° aufweisen; eine einzelne scharfe Kante führt jedoch zu einer besseren Schneidwirkung und einem größeren Widerstand gegenüber Eisbildungen.

Jedes Schneidblatt kann die Form einer dreieckigen Platte haben, die parallel zu dem angrenzenden Luftstrom liegt, längs eines Randes an der Kanalwand befestigt ist und deren vorn liegender Schneidrand nach hinten einwärts geneigt ist.

Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung gehen aus der Beschreibung in Verbindung mit den

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Zeichnungen verschiedener Beispiele von Flugzeugen werden könnte, ohne in Stücke zerlegt zu werden,

hervor. Es zeigen .-- Die Dreiecksform des Blattes bewirkt, daß der beim

F i g. 1 und 2 schematische Drauf- bzw. Vorder- Aufprall auftretende Stoß geringer ist. Die Form und

ansichten eines Flugzeuges mit einem in dem Rumpf die kleine Vorderfläche der Blätter sowie der Abstand untergebrachten Gasturbinentriebwerk, welches mit 5 zwischen den benachbarten Blättern haben zur Folge,

zwei seitlichen nach vorn gerichteten Ansaugkanälen daß der Luftstrom nur sehr wenig gestört wird. . .

versehen ist, Aneinander angrenzende Blätter jedes Satzes sind

F i g. 3 einen waagerechten Schnitt durch den back- längs den aneinanderstoßenden Längskanten ihrer

bordseitigen Ansaugkanal in vergrößertem Maßstab Fußplatten 24 zusammengeschweißt, und jeder Satz

sowie zwei Schneidschaufelsätze, io zusammengeschweißter Blätter wird dann an den

F i g. 4 eine Kombination von zwei übereinander kürzeren Rändern der Fußplatten an dem Ende des

angeordneten Querschnitten nach den Ebenen A-A einen Flansches eines Innenrahmens 26 mit L-förmi-

und B-B der F i g. 3 bei einer Blickrichtung des gem Querschnitt angeschweißt, der den Satz umgibt.

Längsmittelpfeils Q..in.. F ig. 3, _ Die Wände 21,. 234edes-Ansaugkanals sind mit einem

F i g. 5 einen Teilschnitt zur Darstellung des Ein- 15 Schlitz eines umrahmten Satzes versehen, wobei der

baus einer Schneidschaufel in der Wand eines An- den Schlitz begrenzende Rand jeder Wand mit einem

saugkanals in vergrößertem Maßstab, Außenrahmen 27 mit I-förmigem Querschnitt ver-

Fi g. 6 eine Teilseitenansicht einer abgewandelten sehen ist (Fig. 5), der durch Punktschweißung an der

Form des in den F i g. 1 und 2 gezeigten Flugzeugs, Außenseite der Kanalwand angeschweißt ist. Wenn

F i g. 7 einen schematischen Längsschnitt durch 20 der umrahmte Satz in den Schlitz eingesetzt ist, dann

ein Lorintriebwerk mit ringförmigem Ansaugstutzen. . umgibt der Außenrahmen 27 den Innenrahmen 26,

Die Fig. 1 und 2 zeigen ein Flugzeug, das mit und die beiden Rahmen werden dann lösbar aneineinem zwischen den Flügeln 12 in dem Rumpf U ander befestigt, d. h. durch Bolzen, die sich durch die angeordneten Gasturbinenstrahltriebwerk 10 ausge- überlappenden Flanschen der Rahmen hindurchstattet ist, wobei das Verdichtergehäuse 13 des Trieb- 25 erstrecken, wie es bei 28 gezeigt ist. Die Rahmen 26 werks vorn mit zwei Luftansaugstutzen 14 in Ver- und 27 sind in der F i g. 4 weggelassen, um andere bindung steht, die von ihren Ansaugöffnungen 15 in Einzelheiten nicht zu verdecken.
Strömungsrichtung konvergieren, um am Einlaß zum Die Vorzüge dieser Anordnung der Sätze der Verdichtergehäuse 13 zusammenzutreffen. Blätter bestehen darin, daß der Austausch eines

Es ist ersichtlich, daß bei dem Vorwärtsflug des 30 Satzes, nachdem beispielsweise der eingesetzte Satz

Flugzeugs der Luftstrom für das Triebwerk an der durch den Aufprall eines Vogels beschädigt wurde,

Rumpfspitze in zwei Teile aufgeteilt wird, die je an erleichtert wird und die Blätter einschließlich ihrer

einer der Führerkabine 16 benachbarten Wand vor- Füße von gleicher Form und Größe sein können, wo-

beiströmen, um in einen Ansaugkanal 14 einzutreten, bei örtliche Abweichungen in der Krümmung des

wo sie einem nach innen gebogenen Kanal folgen, um 35 aufnehmenden Kanals durch Veränderung des L-för-

den Triebwerksverdichter hinter der Kabine zu er- migen Innenrahmens 26 ausgeglichen werden,

reichen. Der Abstand der aneinander angrenzenden

Nach den Fig. 2 bis 5 ist jeder Ansaugkanal 14 Schneidblätter ist abhängig von der geschätzten Größe mit einem vorderen Satz paralleler Schneidblätter 20 des Vogels, dem das Flugzeug möglicherweise begegausgestattet, die auf der Innenwand 21 des Kanals 40 net, und ist in diesem Beispiel 57,15 mm. Die Schauunmittelbar hinter der Öffnung 15 angeordnet sind, fein sind aus glattem Material von einer Stärke von sowie mit einem hinteren Satz fester Schneidblätter 3,17 mm. Ein größerer Abstand, z. B. von 152,4 mm 22, die auf der Außenwand 23 angeordnet sind. führt zu einer geringeren Behinderung gegenüber dem

Die Blätter 22 sind im Interesse der Klarheit als Luftstrom und einem verminderten Gewicht und bie-

sich radial von einer ovalen Wand forterstreckend 45 tet dennoch dem Triebwerk einen bedeutsamen

dargestellt, jedoch kann der Kanal in der Praxis eine Schutz.

zusammengesetzte Kurve bilden, und die Blätter Im Betrieb schlägt ein in einen der Ansaugkanäle

können geneigt, sogar verdreht sein, so daß sie par- 14 eintretender Vogel entweder auf den vorderen

allel zu dem örtlichen Luftstrom verlaufen. Die Schaufelsatz 20 oder — wenn er an diesem vorbei-

Blätter 20 des vorderen Satzes bestehen von der 50 gelangt — nahezu mit Sicherheit auf den hinteren

Wand 21 nach außen vor, während die Blätter 22 des Schaufelsatz 22 auf. Hauptsächlich in Abhängigkeit

hinteren Satzes entweder von der Wand 23 nach von der relativen Annäherungsgeschwindigkeit des

innen oder nach unten oder nach oben vorstehen, in Vogels an die Schneiden wird der Vogel entweder

Abhängigkeit von ihrer Lage. von diesen durchgeschnitten, so daß er in kleinere

Jedes der Blätter 20, 22 hat eine Dreiecksform und 55 Teile zerteilt wird, oder der Vogel wird zerquetscht ist auf seiner Grundfläche mit einer länglichen Fuß- und sofort in eine klebrige Masse, die möglicherweise platte 24 versehen. Ein geeignetes Material für die Bruchstücke von Knochen und Federn enthält, umBlätter ist rostfreier Stahl. Jedes Blatt ist so angeord- gewandelt. So nimmt die Blattanordnung des Vernet, daß es sich mit seinem Rand dem ankommenden dichters des Triebwerks entweder in Scheiben ge-Luftstrom entgegenstreckt, um einen vorderen 60 schnittene Teile des Vogels auf, die, da sie kleiner Schneidrand 25 darzubieten. Dieser ist gemäß der sind als der ganze Vogel, leichter von dem Triebwerk Darstellung in Fig. 5 in Strömungsrichtung geneigt, aufgenommen werden können, wobei die Möglichkeit um seine Schneidwirkung beim Aufprall eines Vogels einer Beschädigung des Triebwerks entsprechend her- oder anderen Gegenstandes auf diesen Rand zu ver- abgesetzt ist, oder möglicherweise einige Bruchstücke bessern. Der Rand 25 ist geschliffen, wie es in der 65 von Knochen und Federn, die ohne Gefahr von dem Fig. 5 gezeigt ist, um eine sich verjüngende scharfe Triebwerk aufgenommen werden können.
Kante zu bilden. Eine äußerste Schärfe sollte vermie- In einer abgewandelten Form nach F i g. 6 ist der den werden, da hierdurch ein Vogel aufgeschnitten vordere Satz der Schneidblätter 20 α etwas vor. der

Ansaugkanalöffnung 15 α angeordnet, wobei der umrahmte Satz an der entsprechenden Seite der Führerkabine auslösbar angeordnet ist.

Die Erfindung ist auch auf einen ringförmigen Ansaugstutzen nach der Darstellung in Fig. 7, die ein Lorintriebwerk zeigt, anwendbar. Es sind zwei ringförmige Sätze von Schneidblättern 20 δ und 22 & vorn und hinten angeordnet, wobei der eine Satz 22 b von der Außenwand des Ansaugkanals nach innen und der andere Satz von dem Mittelkörper 30 oder einem anderen die Innenwand 32 des Kanals bildenden Bauteil nach außen vorsteht. Wahlweise kann ein Satz sich unmittelbar vor der Ansaugöffnung 15 b befinden. Die Blätter befinden sich auf der Anströmseite der Verbrennungseinrichtung 34.

Die Schneidblätter des einen Satzes sind in Strömungsrichtung mit Bezug auf die Blätter des anderen Satzes auf Lücke gesetzt, um einen breiteren Abstand der Blätter jedes Satzes ohne entsprechende Herabsetzung der Wirksamkeit der Ansaugabschirmung zu ao erzielen. Wie aus F i g. 4 ersichtlich ist, läßt sich diese Versetzung nicht an allen Stellen verwirklichen.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Luftansaugkanal, insbesondere für Strahltriebwerke von Flugzeugen, mit einem vorderen und einem hinteren Schneidblattsatz, deren Blätter mit Abstand voneinander quer in den Luftstrom ragen und diesem ihre Schneidränder zuwenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansaugkanal in an sich bekannter Weise gekrümmt ist und der vordere Schneidblattsatz an der krümmungsinneren Kanalinnenwand und der hintere Schneidblattsatz an der krümmungsäußeren Kanalinnenwand angeordnet ist, wobei die Schneidblätter sich so weit in den Kanal erstrecken, daß beide Schneidblattsätze zusammen die gesamte oder nahezu die gesamte Querschnittsfläche des Kanals übergreifen, wobei aber die beiden Schneidblattsätze in Strömungsrichtung einen Abstand voneinander haben, der etwa das Ein- bis Zweifache der Kanalbreite beträgt.

2. Luftansaugkanal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Schneidblatt (20, 22) die Form einer dreieckigen Platte hat, die parallel zu dem angrenzenden Luftstrom liegt, längs eines ihrer Ränder an der Kanalwand befestigt ist und deren vorn liegender Schneidrand nach hinten einwärts geneigt ist.

3. Luftansaugkanal nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidblätter eines Satzes mit Bezug auf die Schneidblätter des anderen Satzes auf Lücke stehen.

4. Luftansaugkanal nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Schneidblatt (25) auf einer Flußplatte (24) sitzt, die mit ihren langen Rändern miteinander und mit ihren kurzen Rändern mit einem Rahmen (26) verschweißt sind, der in die Kanalwand eingesetzt ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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