DE1531390B - Einrichtung zum Ablenken des Schub Strahles eines Triebwerkes - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Ab- Mittels einer erfindungsgemäß ausgebildeten Strahllenken des Schubstrahles eines Triebwerkes, das an ablenkeinrichtung wird erreicht, daß einmal die Abeinem Flugzeugtragflügel mittels eines Stieles be- lenkvorrichtung nur einen äußerst geringen Raumfestigt ist, wobei zur Strahlablenkung ein Gitter von bedarf hat und an einer Stelle im Tragflügel unter-Schaufeln dient. 5 gebracht werden kann, die ohnehin als Hohlraum

Bei Flugzeugen, beispielsweise solchen die für eine zur Verfügung steht, und zum anderen, daß während sehr kurze Start- bzw. Landestrecke ausgelegt sind, des Fluges, bei dem die Ablenkvorrichtung nicht beist es bekannt, zwecks Erzeugung von Auftrieb und nötigt wird, keine Teile außerhalb der üblichen Flug-Widerstand beim Start oder beim Landeanflug eine zeugkonturen liegen, durch welche sich der Wider-Umlenkung der Treibgasstrahlen aus der horizonta- io stand des Flugzeuges erhöhen könnte. Für die Auflen Austrittsrichtung zu bewirken. Die genannten nähme der Führungen ist der für die Triebwerks-Schubumlenkvorrichtungen sind bisher nur für Zwei- aufhängung erforderliche Stiel benutzt, so daß auch Stromtriebwerke mit mäßigem Bypassverhältnis be- hierbei eine Einsparung an Gewicht erzielt wird, kanntgeworden, bei denen Primär- und Sekundär- Während des normalen Fluges, bei dem der Schub strom gemischt werden und durch ein gemeinsames 15 der Triebwerke nicht umgelenkt werden soll, ist der Schubrohr und eine gemeinsame Schubdüse ausströ- Schacht für die Aufnahme der Ablenkschaufeln im men. Bei diesen bekannten Schubumlenkvorrichtun- Tragflügel vollständig abgeschlossen. Auch in diesem gen sind Einrichtungen vorgesehen, mittels derer das Falle kann eine Erhöhung des Widerstandes am Schubrohr verschlossen werden kann und gleichzeitig Tragflügel nicht auftreten.

seitliche Ausströmöffnungen freigegeben werden, 20 In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel ge-

durch die die Treibgasstrahlen über Umlenkkaskaden maß der Erfindung dargestellt.

auszuströmen vermögen. Die Kaskaden können dreh- F i g. 1 zeigt in einer teilweise geschnittenen Seitenbar angeordnet sein, so daß der Schubvektor in unter- ansieht den Flugzeugtragflügel in Verbindung mit schiedliche Winkelstellungen geschwenkt werden einem daran angeordneten Strahltriebwerk;
kann. Der Schubvektor beschreibt bei der Schwen- 25 Fig. 2 zeigt eine Rückansicht gemäß Fig. 1, gekung einen Teil eines Kegelmantels. " sehen in Richtung des Pfeiles A;

Wird auch bei Triebwerken mit hohem Bypass- Fig. 3 zeigt einen Querschnitt nach der Linie

Verhältnis ein gemeinsames Schubrohr für den Se- III-III der F i g. 1;

kundär- und den Primärstrom verwendet, so ergibt F i g. 4 zeigt in vergrößertem Maßstab einen Aussich wegen des hohen Durchsatzes eine sehr große 30 schnitt aus F i g. 2 in Seitenansicht;
und schwere Ausführung. In gleichem Maße vergrö- F i g. 5 zeigt eine Verstelleinrichtung für die Verßern sich auch Abmessungen und Gewicht der Um- -stellung des Schaufelgitters nach F i g. 3 in vergrößerlenkvorrichtung. Dieses hohe zusätzliche Gewicht tem Maßstabund in Seitenansicht;
und der dadurch hervorgerufene erhöhte Widerstand F i g. 6 zeigt einen Querschnitt nach der Linie stellen die Wirtschaftlichkeit einer so ausgebildeten 35 VI-VI der F i g. 5;

Anlage in Frage. Die durch das hohe Bypassverhält- F i g. 7 zeigt eine der Verstelleinrichtung gemäß nis erreichten Vorteile werden bei der Verwendung F i g. 5 zugeordnete Betätigungseinrichtung in Seitender bekannten Schubumlenkeinrichtungen wieder zu- ansieht.

nichte gemacht und eine Erhöhung der Wirtschaft- In F i g. 1 bis 7 ist eine bevorzugte, beispielsweise

lichkeit damit kaum erreicht. 40 Anordnung für eine Umlenkeinrichtung gemäß der

Es ist auch eine Einrichtung bekanntgeworden, bei Erfindung dargestellt. Es handelt sich dabei um die der ein Ablenkschaufeln tragender Rahmen aus einer Schubumlenkung bei Strahltriebwerken mit hohem Ausnehmung im Tragflügel herausklappbar und in den Bypassverhältnis, die an einem Stiel unterhalb des Treibgasstrahl einschwenkbar ist. Diese bekannte Aus- Tragflügels des Flugzeuges angeordnet sind,
führung weist hinsichtlich der Unterbrechung der Trag- 45 Wie Fig. 1 und 2 erkennen lassen, dient der das flügelaußenhautimHinblickauf dieStrömungsverhält- Strahltriebwerk 2 aufnehmende und mit dem Tragnisse sowie auch auf die Lagerung und Halterung des flügel 3 verbundene Stiel 4 hierbei als Führung, und Rahmens mit den Ablenkschaufeln Nachteile auf. zwar in der Weise, daß die Hinterkante des Stieles 4

Aufgabe der Erfindung ist es, die den bekannten abgeflacht ausgebildet ist und Führungen 5 für par-Strahlablenkeinrichtungen anhaftenden Mängel zu 50 allel in diesen verschiebbare Umlenkschaufeln 7 aufbeseitigen und eine Einrichtung zu schaffen, die es weist. Der in üblicher Bauweise als Kastenträger ausgestattet, ohne die Verwendung eines gemeinsamen gebildete Holm des Tragflügels ist hierbei mit 10 be-Schubrohres für den Primär- und Sekundärstrom den zeichnet. Hinter dem Kastenholm, und zwar an der nach hinten austretenden Gasstrahl wahlweise gegen Stelle, an der die Hinterkante des Stiels an den Tragdie Bodenfläche abzulenken. 55 Hügel 3 anschließt, ist im Tragflügel ein Schacht 11

Die gestellte Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gebildet, der zur Aufnahme der Umlenkschaufeln 7 gelöst, daß die Schaufeln in Führungen längs der in ihrer Ruhestellung bzw. Neutralstellung dient. Mit Hinterkante des Stieles in einen Schacht des Flügels 14 ist das Querruder oder die Landeklappe am Tragunter Verkürzung ihres gegenseitigen Abstands ein- flügel 3 bezeichnet, während die Lufteinläufe der fahrbar sind. 60 Triebwerke 2 für den Primär- bzw. Sekundärstrom

Zur weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Er- mit den Bezugsziffern 15 bzw. 15' versehen sind,

findung besteht ferner ein Merkmal darin, daß das Außerdem ist entsprechend der Art der verwendeten

Ein- und Ausfahren der Schaufeln im Bereich des Strahltriebwerke ein Austritt für den Sekundärstrom Stieles durch eine antreibbare Stellschraubspindel 16 und ein Austritt für den Primärstrom 18 vor- und innerhalb des Schachtes durch eine Verteiler- 65 handen.

schraubspindel erfolgt, die durch axiale Verschieb- In F i g. 3 und 4 sind Einzelheiten der Ausführung

barkeit mit der Verstellschraubspindel zu einer ein- nach F i g. 1 und 2 dargestellt. Wie bereits erwähnt,

zigen Schraubspindel kuppelbar ist. ist die Hinterkante des Stieles 4 abgeflacht ausgeführt

und an der so gebildeten Fläche sind die Führungen 5 für die Umlenkschaufeln 7 angebracht. Diese Führungen 5 bestehen hierbei aus einem inneren und einem äußeren Paar von U-profilförmig ausgebildeten Laufschienen 20 bzw. 20' und 21 bzw. 21', die zur Aufnahme und Führung von Gleitsteinpaaren 22 und 22' bzw. 23 und 23' dienen. Je zwei der vier Gleitsteine einer Ablenkschaufel 7 liegen in einem gewissen Abstand hintereinander in einer der Laufschienen und sind über je eine Verbindungslasche 26 bzw. 26' gelenkig zusammengeschlossen. Jede der Verbindungslaschen 26 und 26' geht in ein Halsteil 28 bzw. 28' über, das mit den profilierten Umlenkschaufeln 7 fest verbunden ist, und zwar im Bereich der Profilvorderkante 30 (Fig. 5). Die Umlenkschaufeln7 führen sich somit mittels der zugehörigen vier Gleitsteine 22,22', 23 und 23' in zugehörigen Laufschienen. Abwechselnd von Ablenkschaufel zu Ablenkschaufel sind die zugehörigen Gleitsteine in das innere bzw. äußere Paar der Laufschienen 20,20' bzw. 21, 21' eingesetzt, so daß die Schaufeln 7 in eine eng aneinanderliegende Stellung für die Einfahrlage gebracht werden können. Im mittleren Bereich der Umlenkschaufeln 7 bzw. der Hinterkante des Stieles 4 ist ein Befestigungshals vorgesehen, der aus gabelförmig ausgebildeten Teilen 36 bzw. 36' besteht. Die gabelförmigen Teile 36 und 36' schließen zwischen sich mit Spiel ein Mutterteil 37 ein, wobei am Mutterteil 37 zu beiden Seiten koaxiale Ansätze 39 bzw. 39' gebildet sind, die sich in Lagerbohrungen 40 bzw. 40' in den gabelförmigen Teilen 36 bzw. 36' erstrecken und eine gelenkige Verbindung zwischen dem Mutterteil 37 und den gabelförmigen Teilen 36 bzw. 36' der Umlenkschaufeln 7 herstellen. Zwischen den Laufschienen 20 und 20' bzw. 21 und 21' erstreckt sich längs der Hinterkante des für die Aufhängung der Triebwerke 2 vorgesehenen Stieles 4 eine frei drehbar am Stiel gelagerte Stellschraubspindel 42. Auf diese Spindel 42 sind die Mutterteile 37 aufschraubbar und damit längs des Stieles 4 verstellbar. Die Spindel 42 erstreckt sich dabei um einen gewissen Betrag in den Schacht 11 im Tragflügel 3 und schließt dort, wie später noch näher erläutert ist, an eine Verteilerschraubspindel 45 (F i g. 5 bis 7) an. Die Verteilerschraubspindel 45 erstreckt sich innerhalb des Schachtes 11 im Tragflügel 3 und weist ein gleiches Gewinde wie die Stellschraubspindel 42 auf. Die Verteilerschraubspindel 45 führt sich unter Vermittlung einer Wälzlagerung 46 auf einem verjüngt ausgebildeten Teil 47 der Stellschraubspindel 42 frei drehbar und gleichzeitig axial verschiebbar. Die Stellschraubspindel 42 ist über einen Stellmotor und ein entsprechendes Untersetzungsgetriebe (hier nicht dargestellt) antreibbar vorgesehen.

Wie F i g. 5 und 6 erkennen lassen, sind an den einander zugekehrten Stirnflächen 48 bzw. 49 der Stellschraubspindel 42 und der Verteilerschraubspindel 45 Klauen 50 bzw. Gegenklauen 51 sowie entsprechende Ausnehmungen zwischen den Klauen gebildet, wobei die Klauen miteinander in Eingriff gebracht werden 'können, so daß damit eine formschlüssige Verbindung zwischen der Stellschraubspindel 42 und der Verteilerschraubspindel 45 hergestellt werden kann. Die Klauen 50 bzw. 51 sind dabei so auf den Umfang der Stirnflächen 48 bzw. 49 der Stellschraubspindel 42 bzw. der Verteilerschraubspindel 45 verteilt, daß beide Spindeln nur in einer einzigen Relativdrehstellung zueinander kuppelbar sind. In dieser Kupplungstellung gehen die Gewindegänge beider Spindeln 42 und 45 ineinander über und bilden ein fortlaufendes Gewinde.

Gemäß F i g. 7 ist am oberen Ende der Verteilerschraubspindel 45 über ein Wälzlager 57 und einen zur Verteilerschraubspindel 45 konzentrischen Mitnehmerring 58 gelenkig der eine Arm 60 eines doppelarmigen Hebels 61 angeschlossen, der um eine Lagerung 62 schwenkbar ist. Der zweite Arm 63 des

ίο doppelarmigen Hebels 61 greift gelenkig an einer Stellvorrichtung 64 an. Diese Verstellvorrichtung 64 besteht bei der beschriebenen Ausführung aus einem Hydraulikzylinder 68, in dem ein doppeltwirkender Stellkolben 69 eingesetzt und axial verstellbar ist. Es ist ferner für die Verstelleinrichtung 64 noch eine gelenkig an einem feststehenden Teil angebrachte Lagerung 70 vorgesehen, an der sich die Stellvorrichtung 64 abstützt. Der Stellkolben 69 wird über eine hier nicht dargestellte Druckmittelsteuerung bekannter Bauart in der einen bzw. anderen Verstellrichtung mittels eines Druckmittels verstellt. Die Druckmittelsteuereinrichtung kann dabei mittels eines Zählwerkes od. dgl. beeinflußt werden, und zwar so, daß eine Betätigung des Kolbens 69 nach vorbestimmten Umdrehungszahlen der Stellspindel 42 in der einen bzw. anderen axialen Richtung erfolgt. Die Stirnfläche 71 der Verteilerschraubspindel 45 ist mit einer Stirnklauenverzahnung 72 versehen, die mit entsprechenden Gegenklauen 73 an einem zum Teil 47 der Stellschraubspindel 42 konzentrischen Klauenring 74 zusammenwirken, wobei der Ring 74 mit einem feststehenden Teil drehfest verbunden ist. Die unterste Umlenkschaufel, die hier mit 7' bezeichnet ist, weist, wie F i g. 1 erkennen läßt, eine kastenförmige Ausbildung auf. Dabei ist unterhalb dieser Schaufel 7' ein im Einfahrzustand der Umlenkschaufeln 7 bzw. 7' den Schacht 11 im Tragflügel 3 unterhalb abschließendes Verschlußblech 80 vorgesehen. Ferner tragen die Umlenkschaufeln 7 bzw. 7' an ihren Stirnflächen Endscheiben 80', die einander um einen gewissen Betrag überlappen. Zu diesem Zweck sind die Ablenkschaufeln 7 bzw. 7' so ausgelegt, daß die Schaufelbreiten von unten nach oben geringer werden.

Die Wirkungsweise des beschriebenen Ausfühfungsbeispiels ist wie nachfolgend beschrieben:

Beim normalen Vorwärtsflug des Flugzeuges befinden sich die Ablenkschaufeln 7 bzw. 7' innerhalb des Schachtes 11 im Tragflügel 3, wie dies in F i g. 1 strichpunktiert angedeutet ist. Setzt das Flugzeug zur Landung an und sollen dabei zur Erzielung einer Verkürzung der Landestrecke die Treibgasstrahlen der Strahltriebwerke abgelenkt werden, so wird vom Piloten das hier nicht dargestellte Zählwerk eingeschaltet und die Stellvorrichtung 64 über eine Druckmittelsteuerung entsprechend der vom Zählwerk ausgehenden Steuerimpulse für einen Schaltvorgang in Tätigkeit gesetzt. Über eine hier ebenfalls nicht dargestellte Druckmittelsteuerung wird dabei Druckmittel entweder dem einen oder dem anderen der beiden Zylinderräume zugeleitet und damit der Stellkolben 69 in der einen oder anderen Richtung verstellt. Diese Verstellbewegung wird vom Kolben 69 über den doppelarmigen Hebel 61 und den Mitnehmerring 58 auf die Verteilerschraubspindel 45 übertragen und damit die Verteilerschraubspindel 45 in der einen oder anderen axialen Richtung verstellt. Während des Ausfahrvorganges der Ablenk-

schaufeln 7 wird die Stellschraubspindel 42 dabei ständig angetrieben, und zwar so lange, bis sämtliche Ablenkschaufeln in ihre Arbeitsstellung gebracht sind. Über die Klauen 50 und 51 werden die Verteilerschraubspindel 45 und die Stellschraubspindel 42 miteinander bei einer vorbestimmten Relativdrehstellung miteinander gekuppelt und so eine Mitnahme der Verteilerschraubspindel 45 bewirkt. Die mittels der Mutterteile 37 in der Einfahrstellung auf der Verteilerschraubspindel 45 befindlichen Ablenkschaufein 7 bzw. 7' bewegen sich in dieser Kupplungsstellung nach unten bis das Mutterteil 37 der ersten Ablenkschaufel 7' auf das Gewinde der Stellschraubspindel 42 übergeht. Die Kupplung zwischen den beiden Spindeln 42 und 45 wird nach der Übergabe der Ablenkschaufel T mittels des Zählwerks durch Verstellung der Verteilerschraubspindel 45 in entgegengesetzter axialer Richtung gelöst. Die Verstellung erfolgt dabei so weit, bis die Klauen 72 der Verteilerschraubspindel 45 in die feststehenden Gegenklauen 73 eingreifen und eine weitere Drehbewegung der Verteilerschraubspindel 45 verhindern. Da sich die Stellschraubspindel 42 während dieses Vorganges weiterdreht, bewegt sich auch die übergebene Ablenkschaufel T weiter nach unten. Die nunmehr zur Übergäbe von der Verteilerschraubspindel 45 auf die Stellschraubspindel 42 bereitstehende Ablenkschaufel 7 wird dann, wenn der vorgeschriebene Abstand für die Ablenkung der Treibgasstrahlen der Triebwerke 2 zwischen den beiden Schaufeln T bzw. 7 erreicht ist, mittels eines Schaltimpulses vom Zählwerk und eine entsprechende Verstellung der Verteiler-' schraubspindel in die Kupplungsstellung von der Verteilerschraubspindel 45 auf die Stellschraubspindel 42 übergeben. In dieser Weise werden nach Einstellung des Abstandes zwischen den Ablenkschaufeln 7 sämtliche Ablenkschaufeln 7 von der Verteilerschraubspindel auf die Stellschraubspindel 42 übergeben und damit ein Schaufelgitter in den Primär- und Sekundärstrom der Triebwerke eingeschaltet. Das Einfahren der Ablenkschaufeln 7 in den Schacht 11 im Tragflügel 3 erfolgt in umgekehrter Weise wie beim Ausfahrvorgang.

Infolge der abwechselnden Führung der Ablenkschaufeln 7 mittels der zugehörigen Gleitsteine 22 und 22' bzw. 23 und 23' im inneren Paar der Laufschienen 21 und 21' bzw. der Führung im äußeren Paar der Laufschienen 20 bzw. 20' ist es dabei ermöglicht, innerhalb des Schachtes 11 die Umlenkschaufeln 7 dicht aneinander anliegen zu lassen und damit die Möglichkeit für die Unterbringung des Schaufelgitters im Tragflügel zu schaffen, während die Ablenkschaufeln in Ausfahrstellung einen entsprechenden Abstand voneinander erhalten, der es ermöglicht, daß die umzulenkenden Treibgasstrahlen der Triebwerke 2 möglichst ungehindert ausströmen und weitergeleitet werden können.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Ablenken des Schubstrahls eines Triebwerks, das an einem Flugzeugtragflügel mittels eines Stieles befestigt ist, wobei zur Strahlablenkung ein Gitter von Schaufeln dient, die in den Tragflügel einfahrbar sind, wenn der Strahl nicht abgelenkt werden soll, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln (7, T) in Führungen (5) längs der Hinterkante des Stiels (4) in einen Schacht (11) des Flügels unter Verkürzung ihres gegenseitigen Abstands einfahrbar sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ein- und Ausfahren der Schaufeln (7, T) im Bereich des Stiels (4) durch eine antreibbare Stellschraubspindel (42) und innerhalb des Schachtes (11) durch eine Verteilerschraubspindel (45) erfolgt, die durch axiale Verschiebbarkeit mit der Verstellschraubspindel zu einer einzigen Schraubspindel kuppelbar ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch eine Klauenkupplung zwischen der Verstell- und der Verteilerschraubspindel, die durch ungleiche Teilung der Klauen (50, 51) nur in einer einzigen relativen Drehstellung der Schraubspindeln zueinander eine Kupplung zuläßt.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilerschraubspindel an ihrer der Verstellschraubspindel abgekehrten Stirnfläche Klauen (72) aufweist, die mit feststehenden Gegenklauen (73) in Eingriff gebracht werden können.

5. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Verschiebung der Verteilerschraubspindel (45) durch eine Stellvorrichtung (64) erfolgt, die von einem Zählwerk gesteuert wird.

6. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Führung der Schaufeln an der Hinterkante des Stiels zwei Paare von Schienen (21, 21' bzw. 20, 20') vorgesehen -sind, in denen die Schaufeln mittels Gleitsteinen (22, 22' bzw. 23, 23') geführt sind, und zwar in abwechselnder Folge eine Schaufel im äußeren und die nächste Schaufel im inneren Schienenpaar.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen