DE1431159C3 - Triebwerksausfallregler für senkrecht-startende Flugzeuge - Google Patents

Description

form mit vier Hubmotoren 1, 2, 3 und 4. Die Motoren mit den Bezugszeichen 1 und 2 sind vor, die Motoren 3 und4 hinter dem Massenmittelpunkts des Flugzeuges angeordnet, die Motoren 1 und 4 nehmen die Endstellungen ein, die Motoren 2 und 3 die Mittelstellung.

Eine pneumatische Betätigungsvorrichtung 6, die aus einem Zylinder 7 und einem Kolben 8 besteht, ist bei 9 an einem starren Teil des Flugzeuges schwenkbar angebracht. Ein Ende des Kolbens 8 steht unter dem eines Gases, der von dem Schub des Motors 2 abhängt, während die andere Seite des Kolbens in ähnlicher Weise durch Druckgas aus dem Motor 3 beaufschlagt wird. Diese Gasdruckwerte werden von den Motoren auf den Zylinder 7 über Doppelleitungen 10 übertragen. Eine ähnliche Betätigungsvorrichtung 11 wird von den Motoren 1 und 4 gesteuert.

Die Kolbenstangen 12 und 13 sind am einen Ende mit dem Betätigerkolben und an ihren äußeren Enden mit Kurbeln 14 und 15 verbunden, wobei jeweils eine Kurbel an jedem Ende eines Düsensteuerventils 16 vorgesehen ist. Dieses Ventil weist ein äußeres Gehäuse 17 und ein umlaufendes inneres Bauteil von der Form auf, wie es schematisch bei 18 in den F i g. 1 und 2 gezeigt ist. Der Druck wird in das Ventilgehäuse über eine Leitung 19 eingeführt, die von einem Strahltriebwerk 20 ausgeht. Zwei Leitungen 21 und 22 führen von Öffnungen 23 und 24 im Ventilgehäuse zu zwei äußeren Düsen, die entsprechend auf dem Flugzeug so angeordnet sind, daß sie die Flugzeugspitze nach oben oder unten richtende Längs- oder Kippmomente erzeugen, auf Grund deren die Düse in Verbindung mit der Leitung 19 über das Ventil 16 gebracht wird.

In normalem Betrieb ist die Leitung 19 entweder von dem Ventil 16 abgeschaltet oder es können Entnahmeleitungen 25 und 26 vorgesehen sein, so daß eine stufenweise Entnahme aus der Druckquelle 20 vermieden wird. F i g. 2 zeigt die Arbeitsweise der Einrichtung, wenn der Motor 1 fehlerhaft arbeitet oder ausfällt. Nach dieser Figur bewirkt der Ausfall des Motors, das der Druck im Zylinder der Betätigungsvorrichtung 11 ansteigt und den Betätigerkolben nach rechts verschiebt. Diese Verschiebung wird auf die Kolbenstange 13 und auf die Kurbel 15 übertragen, so daß das Ventilglied 18 im Gegenuhrzeigersinn verdreht wird, wodurch die Leitung 19 in Verbindung mit der Leitung 21 über die Ventilöffnung 23 gebracht wird. Die Leitung 21 führt nun die Schubgase vom Motor 20 zu einer Düse, die so angeordnet ist, daß ein aus ihr austretender Strahlstrom ein die Flugzeugspitze anhebendes Längs- oder Kippmoment ergibt.

Jede Kurbel ist mit einem kurzen Zapfen verbunden, wie es z. B. bei 27 angedeutet ist, und die Verschiebung des Zapfens wird durch die Wirkung einer Gelenkfeder 28 beschleunigt, von denen jeweils eine auf jeder Seite des Ventils eingesetzt ist.

Um zu gewährleisten, daß die Verschiebung einer Kurbel nicht auf die andere übertragen wird, ist ein selbsttätig arbeitender Kupplungsmechanismus vorgesehen. Normalerweise ist jede Kurbel von dem Düsensteuerventil isoliert und nur mit dem Ventil über den Kupplungsmechanismus verbunden, nachdem die Kurbel sich zu drehen begonnen hat. Die Wirkung dieses Mechanismus ist in F i g. 7 gezeigt. Der Zapfen 27, der von der Kurbel 15 betätigt wird, trägt ein kreisförmiges Bauteil 32 mit einer darin angebrachten Nut 33. Der größte Teil dieser Nut ist ringförmig, die beiden Enden des ringförmigen Teiles sind über zwei entgegengesetzt gerichtete Schnecken 34 und 35 verbunden und ein weiteres ringförmiges Teil 36 verbindet die Enden der beiden Schnecken. Ein starr angeordneter Stift 37 erstreckt sich in die Nut und sitzt normalerweise in der Mitte des Teiles 36 der Nut. Nachdem die Kurbel 15, der Zapfen 27 und das Bauteil 32 um einen kleinen Winkel verdreht

ίο worden sind, erteilt die Wirkung des Stiftes 37, der mit einer der Schnecken zusammenarbeitet, dem Zapfen und dem Bauteil 32 eine Axialbewegung. Dadurch kommt ein Kurbelstift 38, der von dem Bauteil 32 aufgenommen wird, in Eingriff mit einer Kappe 39, die an dem drehbaren Bauteil des Düsensteuerventils befestigt ist. Zu der Zeit, zu der der Kurbelstift voll in Eingriff mit der Kappe steht, kommt der Hauptringteil der Nut 33 in Eingriff mit dem Stift 37 und eine weitere Drehung betätigt das Ventil ohne

so weitere Axialverschiebung des Zapfens.

Wenn die Hubmotoren des Flugzeuges normal arbeiten, ist eine geringe Änderung des Hubes zulässig, und um die Kompensationsvorrichtung an einem Ansprechen auf solche kleinen Signale zu hindern, ist eine federvorgespannte, den Zapfen arretierende Kugel 40 so angeordnet, daß sie normalerweise in einer Vertiefung 41 im Zapfen sitzt. Zwei weitere Vertiefungen 42 und 43 entsprechen den beiden Extremstellungen des Zapfens, wie in den F i g. 3 und 4 gezeigt. Der Federdruck auf die Kugel kann mit Hilfe einer Einstellvorrichtung 44 verändert werden.

Eine weitere Sicherung gegen eine unerwünschte Betätigung des Ventils ergibt sich durch den Einbau zweier steifer Federn 45 und 46, die zwischen der Kolbenstange und der entsprechenden Kurbel befestigt sind. So ergeben kleine Verschiebungen der Kolbenstange ein Zusammenpressen der einen oder anderen Feder, ohne daß die Kurbel bewegt wird.
Es ist auch eine Sicherheitssperre vorgesehen, um einen Betrieb der Einrichtung im Falle eines Fehlers der Belastungsfeder für die den Zapfen sperrende Kugel 40 zu verhindern. Diese Sicherheitssperre besteht aus einem Bauteil 47, der über eine Feder 48 beaufschlagt wird und an der Kurbel befestigt ist.

Die Sperre ist so angeordnet, daß dann, wenn der Kopf 49 in einem Halteloch 50 gesperrt ist, die Kurbel sich nicht verschieben kann. Die Sperre wird in dieser Stellung von einem Ansatz 51 gehalten, der auf einem erhöhten, auf der Kolbenstange 12 ausgebildeten Teil 52 gleitet. Sobald eine der Federn 45 und 46 genügend weit zusammengepreßt ist, hebt sich der erhöhte Teil von dem Anschlag ab, so daß die Feder 48 die Sicherheitssperre freigeben kann.

Wenn die Lastfeder der den Zapfen sperrenden Kugel 40 bricht, wird einer kleinen Kraft, die von dem entsprechenden Kolben erzeugt wird, anfangs nicht entgegengewirkt, und diese Kraft erteilt der Kolbenstange und der Kurbel eine Anfangsbewegung, ohne daß ein merkliches Zusammenpressen einer der beiden steifen Federn erfolgt ist. Die Sicherheitssperre bleibt deshalb gespannt und wird nach der leichten Anfangsbewegung der Kurbel im Einstelloch gesperrt, wobei die Kurbel unwirksam bleibt. Die geringe Bewegung der Kurbel wird durch den Totgang des Mechanismus ausgeglichen, so daß keine Verschiebung des Düsensteuerventils aufgetreten ist.

Es ist auch erforderlich, daß der Kompensations-

mechanismus nicht arbeitet, wenn die Motoren angelassen werden oder wenn sie leer laufen; dies wird durch Verriegelungen 53 erreicht, die so angeordnet sind, daß sie die Sicherheitssperren in den gesperrten Stellungen halten.

Bei einer anderen Ausführungsform kann z. B.

eine Betätigungsvorrichtung nur von einem einzelnen Motor gesteuert werden, wobei der Betätigerausgang mit dem eines oder mehrerer anderer Betätigungsvorrichtungen integriert wird, oder aber die Steuerung kann durch mehr als zwei Motoren vorgenommen werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1 2 triebwerke vorgesehen sind, von denen jedes zwei Patentansprüche: Schubdüsen aufweist. Eine Schubdüse des einen Triebwerkes ist dabei über einen Kanal mit der ent-

1. Triebwerksausfallregler für senkrecht star- sprechenden Schubdüse des anderen Triebwerkes tende Flugzeuge mit zumindest einem Paar von 5 verbunden, wobei an den Enden des Verbindungskasymmetrisch zu einer durch den Flugzeugschwer- nals jeweils eine Absperr- und Umlenkvorrichtung punkt verlaufenden Ebene angeordneten Schub- vorgesehen ist. Bei Ausfall eines Triebwerkes soll erzeugern für den Senkrechtstart, wobei eine dann bei dieser bekannten Einrichtung durch entselbsttätige Steuereinrichtung mit einem Ventil sprechende Stellung der Absperr- und Umlenkvorzur Umleitung des Druckgasstroms vorgesehen " richtungen ein Teil der Schubgase des nicht gestörten ist, die bei Ausfall eines der beiden Schuberzeu- Triebwerkes über den Verbindungskanal der Schubger eine Schubkorrektur zur Aufrechterhaltung düse des gestörten Triebwerkes zugeführt werden, der Flugzeugstabilität bewirkt, dadurch ge- Die bekannte Einrichtung hat vor allem den Nachkennzeichnet, daß für die Schubkorrektur teil, daß eine hohe Zahl von Ventilen erforderlich ist, zumindest zwei zusätzliche Schubdüsen (21, 22) 15 die im Störungsfall von einer nicht näher erläuterten vorgesehen sind, von denen jeweils eine über das Steuereinrichtung bedient werden müssen. So sind, Ventil (16) zur Umleitung des Druckgasstroms wie bereits erwähnt, bei der bekannten Vorrichtung mit dem Druckgaserzeuger eines oder mehrerer bereits bei nur zwei Hubtriebwerken mindestens zwei Triebwerke (20) zur Vorwärtsschuberzeugung in als Absperr- und Umlenkvorrichtung dienende Steu-Verbindung gebracht werden kann. 2° erventile erforderlich; bei einer höheren Zahl von

2. Triebwerksausfallregler nach Anspruch 1, Hubtriebwerken würde sich dann auch die Zahl der dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Si- Steuerventile entsprechend erhöhen. Die bekannte gnalgeber für die Steuerung des Ventils (16) und Einrichtung ist somit technisch aufwendig und durch diesem ein elastisches Element angeordnet ist, die Vielzahl der zu betätigenden Steuerventile auch welches die Betätigung des Ventils erst dann ver- 25 störanfällig. Weiterhin besitzt diese Einrichtung zur anlaßt, wenn die Schubänderung eines der beiden Korrektur des auf ein Flugzeug ausgeübten Gesamt-Hubschuberzeuger eine vorgegebene Größe über- Schubes ebenso, wie alle übrigen bekannten Systeme schreitet. zur Stabilisierung und Schubkompensation bei Flug-

zeugen den Nachteil, daß der korrigierende Schub

30 einer Triebwerksgruppe entnommen wird, deren Gesamtschub korrigiert werden soll und durch den Aus-

Die Erfindung betrifft einen Triebwerksausfallreg- fall eines Triebwerkes ohnehin schon geschwächt ist.

ler für senkrecht startende Flugzeuge mit mindestens Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen

einem Paar von symmetrisch zu einer durch den im Aufbau möglichst einfachen und zuverlässig ar-

Flugzeugschwerpunkt verlaufenden Ebene angeord- 35 beitenden Triebwerksausfallregler der letztgeschil-

neten Schuberzeugern für den Senkrechtstart, wobei derten Art zu schaffen, der bei einem Ausfall eines

eine selbsttätige Steuereinrichtung mit einem Ventil der Hubtriebwerke Hubschub in ausreichender

zur Umleitung des Druckgasstroms vorgesehen ist, Größe zur Wahrung der Flugzeugstabilität zur Ver-

die bei Ausfall eines der beiden Schuberzeuger eine fügung stellt. Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein der-

Schubkorrektur zur Aufrechterhaltung der Flugzeug- 40 artiger Triebwerksausfallregler erfindungsgemäß so

Stabilität bewirkt. aufgebaut, daß für die Schubkorrektur zumindest

Bei Flugzeugen ist es bereits bekannt, (USA.-Pa- zwei zusätzliche Schubdüsen vorgesehen sind, von tentschrift 3 022 628), einen Triebwerkausfallregler denen jeweils eine über das Ventil zur Umleitung des mit einer Steuereinrichtung vorzusehen, bei welcher Druckgasstroms mit dem Druckerzeuger eines oder die Druckwerte der von zwei Triebwerken gelieferten 45 mehrerer Triebwerke zur Vorwärtsschuberzeugung in Druckgase miteinander verglichen und ein der Diffe- Verbindung gebracht werden kann. Die Vorteile der renz dieser Druckwerte entsprechendes Signal als Erfindung bestehen in einem einfachen und überSteuergröße für die Umsteuerung eines Ventils zur sichtlichen Aufbau des Triebwerksausfallreglers so-Druckgasumleitung verwendet wird. Es ist weiterhin wie in der Möglichkeit einer echten Korrektur des eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Drehmomen- 50 Schubes der Hubtriebwerke, da der korrigierende tes um die Flugkörperlängsachse zur Stabilisierung Schub einem Triebwerk entnommen wird, welches eines Flugkörpers bekannt (deutsche Auslegeschrift nicht der Gruppe der Hubtriebwerke angehört.
1 140 465), dessen Antriebsvorrichtung wenigstens Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung einen schwenkbaren, je nach seiner Richtung einen mit den Figuren an Hand von Ausführungsbeispielen Auftrieb oder einen Vortrieb bewirkenden Strahl er- 55 erläutert. Es zeigt

zeugt. Zur Erzielung der im bekannten Fall ange- F i g. 1 eine schematische Gesamtansicht des

strebten Stabilisierung wird eine den Strahltriebwer- Triebwerksausfallreglers in der Stellung, in welcher

ken entzogene Druckgas- oder Luftmenge je einer an alle Motoren normal arbeiten,

den Flügelenden angeordneten Auslaßöffnung züge- F i g. 2 die Einrichtung nach F i g. 1 in der Stel-

führt, so daß durch die aus den Flügelenden ausströ- 60 lung, in welcher ein Motor fehlerhaft arbeitet,

menden Gas- oder Luftstrahlen eine Stabilisierung F i g. 3 und 4 Einzelheiten aus den F i g. 1 und 2,

des Flugkörpers um die Längsachse erzielt wird. F i g. 5 eine andere schematische Gesamtansicht

Bei senkrecht startenden und landenden Flugzeu- des Triebwerksausfallreglers,

gen ist weiterhin bekannt (deutsche Auslegeschrift F i g. 6 eine Schnittansicht eines Teiles des Trieb-

1 131 098), beim Ausfall eines Strahltriebwerkes den 65 werksausfallreglers und

auf das Flugzeug ausgeübten Gesamtschub zu korn- F i g. 7 eine Ansicht längs der Linie VII-VII in

gieren. Diese Korrektur erfolgt im bekannten Fall F i g. 6.

dadurch, daß am Flugzeug mindestens zwei Strahl- Die einzelnen Figuren zeigen eine Ausführungs-