DE1271557B

DE1271557B - Flugzeug mit mindestens einem Strahltriebwerk zur Vortriebserzeugung

Info

Publication number: DE1271557B
Application number: DEP1271A
Authority: DE
Inventors: James R Moorehead
Original assignee: Boeing Co
Current assignee: Boeing Co
Priority date: 1963-08-29
Filing date: 1964-08-26
Publication date: 1968-06-27
Also published as: GB1074387A; US3188025A; BE652447A; NL6409997A

Description

Flugzeug mit mindestens einem Strahltriebwerk zur Vortriebserzeugung Die Erfindung betrifft ein Flugzeug, insbesondere für Überschallgeschwindigkeiten, mit mindestens einem Strahltriebwerk, bei dem für verbesserte Start-, Flug- und Landebedingungen gesorgt ist.
Werden bei einem Flugzeug die Strahltriebwerke tiefliegend, d. h. unter der Tragflächenebene, angebracht, wo im Schnell- oder Reiseflug günstige Strömungsverhältnisse herrschen, sind lange, dünne und sperrige Fahrwerke erforderlich, und es besteht die Gefahr, daß die Triebwerke bei Start oder Landung Fremdstoffe wie Schlamm oder Steine ansaugen. Sind jedoch die Triebwerke über der Tragflächenebene angebracht, bleiben zwar die Lufteinlaßöffnungen unverstopft, und es können kurze, leichte Fahrwerke verwendet werden, die Lufteinlaßöffnungen befinden sich aber während des Fluges nicht im günstigsten Strömungsbereich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden. Sie besteht darin, daß das Strahltriebwerk um eine im wesentlichen parallel zu seiner Längsachse verlaufende Schwenkachse derart schwenkbar ist, daß es wahlweise über oder unter der Tragflächenebene zu liegen kommt.
Für Start und Landung können das oder die Triebwerke über die Tragflächenebene gestellt werden, so daß Fahrwerke geringer Bauhöhe verwendbar sind. Im Schnell- oder Reiseflug sind die Triebwerke unter die Tragflächenebene verlagerbar, wodurch sich günstigere Strömungsverhältnisse ergeben. Auch können vorteilhaft Leitwerke von konventioneller Bauweise eingesetzt werden.
Die Verwendung lageverstellbarer Triebwerke ist an sich bekannt. Dabei handelt es sich aber abweichend von der Erfindung um eine Triebwerkverschwenkung um eine senkrecht zur Rumpf-Längsachse verlaufende Schwenkachse oder um eine Verschiebung der Triebwerke in horizontaler Ebene parallel zur Rumpflängsachse. Im ersten Fall sollen durch die Verstellung Senkrecht-Start und Senkrecht-Landung ermöglicht werden, im zweiten Fall Schwerpunktsverschiebungen bei unterschiedlicher Beladung des Flugzeugs ausgeglichen werden.
Nach der Erfindung kann die Schwenkachse des Triebwerks parallel zur Rumpflängsachse verlaufen. Insbesondere wenn das Triebwerk zwischen Tragwerk und Leitwerk angeordnet ist, kann die Schwenkachse aber auch in einer Vertikalebene parallel zu der die Rumpflängsachse enthaltenden Vertikalebene liegen und mit Bezug auf die Rumpflängsachse nach vorn geneigt sein. Dies bringt den Vorteil, daß die Triebwerklängsachse in allen Triebwerkstellungen im wesentlichen auf den Schwerpunkt des Flugzeugs ausrichtbar ist.
Das Triebwerk kann zweckmäßig an einem um die Schwenkachse verschwenkbaren Ausleger sitzen, der mittels einer Stellvorrichtung derart verstellbar ist, daß das Triebwerk wahlweise über oder unter die Tragflächenebene zu liegen kommt. Sind mehrere Triebwerke vorgesehen, wird jedem Triebwerk eine eigene Stellvorrichtung zugeordnet.
Die Erfindung ist im folgenden an Hand der Zeichnungen beispielsweise erläutert, und zwar zeigt F i g. 1 eine schematische Draufsicht auf ein Flugzeug mit gepfeilten Flügeln, dessen schwenkbar gelagerte Triebwerke in der oberen bzw. Start- und Landestellung in ausgezogenen Linien und in der unteren bzw. Flugstellung in gestrichelten Linien gezeigt sind, F i g. 2 eine Seitenansicht des Flugzeugs nach F i g. 1, F i g. 3 eine Vorderansicht des Flugzeugs nach F i g. 1, F i g. 4 eine Draufsicht auf eine Abwandlung des Flugzeugs nach F i g. 1, wobei das Flugzeug in seiner Start- bzw. Landestellung in ausgezogenen Linien und in seiner Flugstellung in gestrichelten Linien gezeigt ist, F i g. 5 eine Seitenansicht des Flugzeugs nach Fg.4 4 F i g. 6 eine Vorderansicht des Flugzeugs nach Fig.4, F i g. 7 eine schaubildliche schematische Einzelansicht des Getriebes zur Übertragung der Antriebskraft auf die hydraulischen Zusatzeinrichtungen, F i g. 8 eine Schnittansicht nach Linie 8-8 der F i g. 7, wobei Teile weggelassen sind, und F i g. 9 eine schematische Vorderansicht der Betätigungsvorrichtung zum Verstellen der Triebwerke, bei der Teile im Schnitt gezeigt sind.
In F i g. 1 bis 3 ist eine erste Ausführungsform eines Flugzeugs nach der Erfindung gezeigt mit einem Rumpf 10, Tragflächen 11 und 12, einem Seitensteuer 13, einem Höhensteuer 14 und Triebwerken bzw. Motoren 15 und 16. Als Triebwerke dienen beliebige geeignete Flugzeugstrahlantriebe, beispielsweise, jedoch nicht ausschließlich, Turbodüsentriebwerke oder Lorinantriebsmotoren. Zusätzlich weist das Flugzeug ein drittes Triebwerk 17 im Schwanz auf, sowie verstellbare gepfeilte Tragflächen, die in ihrer Start- und Landestellung in ausgezogenen Linien und in ihrer Flugstellung in gestrichelten Linien dargestellt sind.
Die Triebwerke 15 und 16 sind fest an den Außenenden ihrer jeweiligen Träger 18 und 19 gelagert. Bei dem gezeigten Flugzeug sind jeweils die Innenenden der Träger um eine Achse 20 (F i g. 2) schwenkbar am Rumpf 10 zwischen den Tragflächen 11, 12 und der Schwanzgruppe 13,14 gelagert.
Zum Bewegen der Triebwerke, z. B. des Triebwerks 16 (F i g. 9) zwischen den beiden Stellungen, ist eine entsprechende Betätigungsvorrichtung, z. B. ein hydraulischer Zylinder 21 mit einer Verlängerung 22 des Trägers 19 verbunden. Triebwerk 16, Träger 19 und Verlängerung 22 sind (F i g. 9) in ausgezogenen Linien in Flugstellung gezeigt und in gestrichelten Linien für die Start und Landestellung angedeutet.
F i g. 7 zeigt ein im Inneren des Trägers 19 angeordnetes Stützrahmenwerk 23, das schwenkbar mit einem Rumpfteil 32 längs der Achse 20 zum Tragen der Triebwerkslast verbunden ist. Ein Drehzapfen auf der Achse 20 liegt im wesentlichen parallel zur Längsachse des Flugzeugs. Außerdem ist in jedem Träger 19 ein beispielsweise in F i g. 7 und 8 gezeigtes Getriebe zur Übertragung der Antriebskraft auf die hydraulischen Zusatzeinrichtungen mit einer Vielzahl von Wellen vorgesehen, die miteinander in Verzahnung zum Antreiben des die Zusatzeinrichtungen enthaltenden Gehäuses 31 sind. Dabei weist die Triebwerksmittelwelle 24 ein Zahnrad 25 zum Antreiben von drei getrieblich verbundenen Zahnwellen 26, 27 und 28 auf, wobei die Welle 28 über ein Planetenradvorgelege 29 mit einer Eingangswelle 30 zu dem die Zusatzeinrichtungen enthaltenden Gehäuse 31 verbunden ist. Eine gleichartige Trägerausbildung ist bei der in F i g. 4 bis 6 gezeigten abgewandelten Ausführungsform vorgesehen.
Der Betrieb der in. den F i g. 1 bis 3 gezeigten Vorrichtung erfolgt in der Weise, daß die Verstellvorrichtungen für jeden der an der Seite des Flugzeugs angebrachten Triebwerke in der beschriebenen Weise betätigt bzw. die hydraulischen Kolben eingefahren werden, um die entsprechenden Triebwerke zum Starten über die horizontale Ebene der Tragflächen zu stellen. Diese Lage der Triebwerke ermöglicht es, das Fahrgestell kürzer, stabiler und leichter zu halten. Schlamm und fliegende Bodenteile können dann nicht ins Triebwerk eindringen. Die Triebwerke befinden sich deshalb in ihrer für den Start günstigsten Stellung. Für den Streckenflug werden die Verstellvorrichtungen erneut betätigt bzw. ausgezogen, um die Triebwerke unter die horizontale Ebene der Flügel einzustellen. Die Triebwerke sind dadurch in der günstigsten Stellung für das Ansaugen von Luft größerer Dichtigkeit oder zumindest von ruhiger und wirbelfreier Luft. Die Triebwerke sind dabei also in ihrer für den Streckenflug am besten geeigneten Lage.
Die Schwenkachse 20 liegt im wesentlichen parallel zur Längsachse des Flugzeugs, so daß die Triebwerke im wesentlichen bei beiden Extremstellungen, der Start- bzw. Landestellung und der Fahrtstellung denselben Anstellwinkel haben.
Ein drittes Triebwerk 17 befindet sich vorzugsweise in der Schwanzgruppe, ist jedoch nicht unbedingt erforderlich.
F i g. 4, 5 und 6 zeigen eine zweite Ausführungsform einer Vorrichtung nach der Erfindung.
Bei dieser Ausführungsform sind die seitlich angeordneten Triebwerke 15a und 16a nach hinten und i oben geneigt angeordnet, so daß eine Fluchtung mit dem Luftstrom bei der Start- und Landestellung bewirkt wird. Der entsprechende negative Anstellwinkel der Triebwerke, beispielsweise des Triebwerks 15a, wird dadurch erzielt, daß die Schwenkachse 20a für den Träger 18a relativ zu der Längsachse des Flugzeugs nach oben und rückwärts ;geneigt verläuft und daß das Triebwerk 15 a unter einem etwa gleichen Winkel nach oben und rückwärts relativ zu der Drehachse 20a der Strebe angeordnet wird. Dementsprechend schwenken die Triebwerke bei ihrer Bewegung von der oberen bzw. Start- und Landestellung, die in F i g. 5 und 6 in ausgezogenen Linien gezeigt ist, in die in. denselben Figuren in gestrichelten Linien gezeigte Flugstellung sowohl um eine im wesentlichen zu der Längsachse des Flugzeugs parallele Achse, als auch um eine in der Nähe der Tragflächen liegende, jedoch zu der Querachse des Flugzeugs parallele Achse. Dies hat für das Triebwerk zur Folge, daß es bei praktisch allen Fluglagen mit dem Luftstrom ausgerichtet ist und daß die Schublinie des Antriebs nahe beim oder durch den Schwerpunkt (s. F i g. 5) des Flugzeugs verläuft. Sind die Triebwerke in der oberen oder geneigten Stellung, so wird eine maximale Schubwirksamkeit während Starts und Landungen mit hohem Anstellwinkel erzeugt, während bei tieruntergestellten Triebwerken eine maximale Schubwirksamkeit mit kleinem Anstellwinkel bzw. bei Flugstellung erzielt wird.
Gegebenenfalls können die Triebwerke auch an anderer Stelle des Flugzeugs gelagert sein, z. B. an den Tragflächen oder am Schwanz, wobei dieselbe erfindungsgemäße Einstellung relativ zu den Flügeln vorgesehen werden kann.
Ebenso kann bei Verwendung nur eines Triebwerks, beispielsweise bei einem Flugzeug mit Leitwerkträger oder bei Doppelrumpfflugzeugen, das eine Triebwerk gemäß der Erfindung schwenkbar angebracht werden.
Bei dem gezeigten Flugzeug sind die Tragflächen in der vollständig ausgestreckten Stellung für Starts und Landungen in ausgezogenen Linien gezeigt (F i g. 1, 3, 4 und .6) und in gestrichelten Linien in der gepfeilten Stellung für den Flug.

Claims

Patentansprüche: 1. Flugzeug mit mindestens einem Strahltriebwerk zur Vortriebserzeugung, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß das Strahltriebwerk (15, 16, 15a, 16a) um eine im wesentlichen parallel zu seiner Längsachse verlaufende Schwenkachse (20, 20 a) derart schwenkbar ist, daß es wahlweise über oder unter der Tragflächenebene zu liegen kommt.
2. Flugzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse (20) des Strahltriebwerks (15, 16) parallel zur Rumpflängsachse verläuft.
3. Flugzeug nach Anspruch 1 mit zwischen Tragwerk und Leitwerk angeordnetem Strahltriebwerk, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse (20 a) in einer Vertikalebene parallel zu der die Rumpflängsachse enthaltenden Vertikalebene liegt und mit Bezug auf die Rumpflängsachse nach vorn geneigt ist.
4. Flugzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Strahltriebwerk (15, 16, 15 a, 16 a) an einem um die Schwenkachse (20, 20a) verschwenkbaren Ausleger (18, 19, 18 a, 19 a) sitzt.
5. Flugzeug nach Anspruch 4 mit mehreren Strahltriebwerken, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Strahltriebwerk (15, 16, 15a, 16a) eine eigene Stellvorrichtung (21) zugeordnet ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 961151; deutsche Auslegeschrift Nr. 1039 846; Zeitschrift Flugwelt, 1958, S. 321 ff.