DE1276656B - Auf einem Flugkoerper angeordnete, mit Flugwind betriebene Turbine - Google Patents

Description

• Auf einem Flugkörper angeordnete, mit Flugwind betriebene Turbine Die Erfindung betrifft eine auf einem Flugkörper angeordnete, mit Flugwind betriebene Turbine von im wesentlichen axialer Strömungsrichtung zum Antrieb von Hilfsmaschinen des Flugkörpers, mit einem hinter dem Laufrad angeordneten Kranz drehbarer Leitschaufeln, die den aus der Turbine austretenden Luftstrom in achsparallele Richtung lenken sollen.
• Bei der bekannten Turbine dieser Art (USA-Patentschrift 2 851188) werden die Leitschaufeln je nach der Drehzahl der Turbine, nämlich von Fliehgewichten des Läufers, verstellt. Diese Drehzahlabhängigkeit der Leitschaufel-Verstellung ist für die Aufgabe, den Austrittsluftstrom achsparallel zu lenken, also drallfrei zu machen, nicht empfindlich genug, denn die Richtung des aus dem Laufrad der Turbine austretenden Luftstroms hängt nicht nur von der Drehzahl, also der Umfangsgeschwindigkeit der Turbine, sondern auch von den Flugbedingungen, nämlich von der Fluggeschwindigkeit, also dem Druck des Flugwindes, und von der Flughöhe, also dem Fluggewicht, ab. Wenn der Austrittsdrall vorhanden, d. h. der Luftstrom am Turbinenaustritt nicht genau achsparallel gerichtet ist, dann übt der Luftstrom auf den Flugkörper ein Drehmoment aus, und dieses strebt, den Flugkörper in Drehung zu versetzen, und das ist unerwünscht. Die Erfindung soll die Drallbeseitigung feinfühliger machen. Sie beruht auf dem Gedanken, als Impuls für die Drallbeseitigung den Drall selbst zu benutzen; sie besteht darin, daß hinter dem Kranz verstellbarer Leitschaufeln mindestens eine Strebe angeordnet ist, deren in Umfangsrichtung weisende Flächen wesentlich eben und achsparallel sind, ferner daß an jeder dieser beiden Flächen je eine Druckfühleröffnung angeordnet ist, die mit je einer Seite einer Membran verbunden ist, und daß diese Membran die Stellung der verstellbaren Leitschaufeln so steuert, daß die an den beiden Druckfühleröffnungen herrschenden Drücke einander gleich sind.
• Schaufelverstellung durch eine Membran, die von je einer an den beiden Seiten eines Leitkörpers befindlichen Druckfühleröffnungen beaufschlagt wird und die Schaufeln so verstellt, daß die Drücke an den beiden Druckfühleröffnungen einander gleich sind, ist an sich bekannt, und zwar bei Austrittsleitschaufeln eines Verdichters (französische Patentschrift 1104204).
• Die Zeichnung zeigt in den F i g. 1 bis 3 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, das nachfolgend näher erläutert wird. Es zeigt F i g. 1 eine Teilansicht einer Leitvorrichtung gemäß der Erfindung im Längsschnitt, F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie A -A senkrecht zur Ebene von F i g. 1 bei Betrachtung in Richtung der Pfeile mit abgewickeltem Flugkörper und Kranz der Leitschaufeln und F i g. 3 eine Ansicht senkrecht zur Bewegungsrichtung der Vorrichtung nach der Linie B-B in F i g. 1, bei Betrachtung in Richtung der Pfeile, in verkleinertem Maßstab.
• In einem verkleideten Körper 1 eines in Richtung des Pfeils 2 fliegenden Flugkörpers ist ein Durchlaß 3 für den Durchtritt des Flugwinds vorhanden. Dieser Kanal hat in der in F i g. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsform ringförmigen Querschnitt und wird vom Körper 1 und einem mit Hilfe von auf dem Außenumfang des zentralen Körpers regelmäßig verteilten Streben 5 und 6 auf dem zentralen Körper gehaltenen Mantel 4 begrenzt.
• In F i g. 1 ist schematisch ein im zentralen Körper angeordneter Wechselstromgenerator? dargestellt, der beispielsweise für die Speisung von Hilfsgeräten des Flugzeugs verwendet werden kann. Dieser Wechselstromgenerator erhält seinen Antrieb von einem in dem Kanal angeordneten Laufrad einer Turbine, das eine Vielzahl von Schaufeln 8 aufweist, deren Winkelstellung veränderbar ist. Selbstverständlich kann das Laufrad jede beliebige andere Verbrauchermaschine antreiben. Der Flugwind ist bei seinem Austritt aus dem Laufrad nicht mehr parallel zur Bewegungsrichtung, vielmehr ist die Strömung spiralförmig abgelenkt worden.
• Man ordnet dem die Schaufeln 8 tragenden Laufrad in Strömungsrichtung hinter ihm die Leitschaufeln 9 zu, die um eine in ihrer Längsrichtung liegende Achse 10 schwenkbar sind. Die Leitschaufeln 9 enthalten mindestens einen zylindrischen Fortsatz 11, der in einem mit geeigneten radialen Bohrungen versehenen Außentragkranz 12 sitzt.
• Bei der dargestellten Ausführungsform enthalten die Leitschaufeln 9 außerdem einen zweiten Fortsatz 13, der in Ausnehmungen drehbar ist, die in dem Körper 1 oder in einem mit ihm fest verbundenen Teil vorhanden sind.
• Die Leitschaufeln 9 sind untereinander durch ein übliches Steuergestänge verbunden, das beispielsweise dadurch entsteht, daß man die mit den Leitschaufeln 9 fest verbundenen Hebel 14 mit einem auf dem Tragkranz 12 zentrierten Betätigungskranz 15 zusammenwirken läßt, der in bezug auf den Tragkranz 12 um einen begrenzten Winkel drehbar ist. Zur Verbesserung seiner Drehbarkeit kann der verstellbare Kranz bei seinen koaxialen Verstellungen mit Hilfe eines nicht dargestellten Rollensystems zentriert und geführt sein, bei dem die Rollenachse mit dem Trägerkranz 12 für die Leitschaufeln starr verbunden sind.
• Die Drehverstellungen des Betätigungskranzes 15 erfolgen mit Hilfe bekannter mechanischer, elektrischer, hydraulischer, pneumatischer usw. Mittel. Beispielsweise kann man auf dem Betätigungskranz 15 einen zahnstangenartig ausgebildeten Abschnitt vorsehen, in den eine Schnecke 16 eingreift, die ihren Drehantrieb unter Zwischenschaltung einer Kettenübertragung 18 von einem Motor 17 erhält.
• Die Steuerung der Winkelstellung der Leitschaufeln 9 erfolgt in der Weise, daß die Ablenkung hinter den Leitschaufeln 9 in der Nähe eines vorgewählten bestimmten Werts gehalten wird. Beispielsweise kann man die Richtung des Flugwinds in der Weise korrigieren, daß er auf die Fläche der Strebe 6 unter einem Winkel Null auftritt. Wenn die Strebe 6 so angeordnet ist, daß ihre Mittelebene durch die Achse 19 des verkleideten Körpers verläuft, erzielt man eine vollständige Gleitrichtung des Flugwinds, sofern dieser auf die Strebe 6 unter einem Winkel Null auftritt.
• Erfindungsgemäß ordnet man auf der Strebe 6 Mittel zum Messen der auf jeder der Seiten dieser Fläche wirkenden unterschiedlichen Drücke an. Bei der in F i g. 2 schematisch dargestellten Ausführungsform sind in den sich gegenüberliegenden Seiten der Strebe 6 zwei Druckfühleröfnungen 20 und 21 vorgesehen, die über geeignete Kanäle 22 und 23 mit einer Manometerdose 24 verbunden sind, deren eine Steuerstange 26 tragende Membran 25 das Schließen oder Öffnen der Elektrokontakte 27 und 28 hervorruft, die über geeignete, nicht dargestellte Relais das Ingangsetzen (oder auch, sofern die auf beiden Seiten der Membran 25 herrschenden Drücke gleich sind, das Anhalten) der Betätigungsvorrichtung für die Leitschaufeln 9, beispielsweise mit Hilfe des Motors 17, in die eine oder andere Richtung steuern.

Claims (1)

1. Patentanspruch: Auf einem Flugkörper angeordnete, mit Flugwind betriebene Turbine von im wesentlichen axialer Strömungsrichtung zum Antrieb von Hilfsmaschinen des Flugkörpers, mit einem hinter dem Laufrad angeordneten Kranz drehbarer Leitschaufeln, die den aus der Turbine austretenden Luftstrom in achsparallele Richtung lenken sollen, dadurch gekennzeichnet,daßhinterdem Kranz verstellbarer Leitschaufeln (9) mindestens eine Strebe (6) angeordnet ist, deren in Umfangsrichtung weisende Flächen wesentlich eben und achsparallel sind, ferner daß an jeder dieser beiden Flächen je eine DruckfühleröfFnung (20, 21) angeordnet ist, die mit je einer Seite einer Membran (25) verbunden ist und daß diese Membran die Stellung der verstellbaren Leitschaufeln (9) so steuert, daß die an den beiden DruckfühleröfFnungen herrschenden Drücke einander gleich sind. In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 2 851188; französische Patentschrift Nr. 1104 204.