DE1781155A1 - Aircraft with one or more control engines - Google Patents

Aircraft with one or more control engines

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DE1781155A1
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Germany
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control
fan
aircraft
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DE19681781155
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German (de)
Inventor
Wilhelm Fricke
Werner Hoose
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Hamburger Flugzeugbau GmbH
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Hamburger Flugzeugbau GmbH
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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C9/00Adjustable control surfaces or members, e.g. rudders
    • B64C9/38Jet flaps

Description

Luftfahrzeug mit einem oder mehreren Steuertriebwerken Bei senkrecht- oder kurzstartenden bzw. -landenden Flugzeugen wird das Flugzeug Wahrend des Steigens oder Sinkens mittels Schubstrahlen gesteuert oder das Steuern damit unterstützt. Die Schubstrahlsteuerung ist auch während des Ubergangsfluges in den Horizontalflug oder umgekehrt zum Ausgleichen der aerodynamischen Momente und ci Trimmen des Flugzeuges erforderlich. Bisher wird die Schwebeflugsteuerung mit aus Strahldüsen austretenden Gasstrahlen hoher Geschwindigkeit oder mit Schubgebläsen vorgenommen, die ihrerseits mit Gasen hoher Energie angetrieben werden. Das Steuern mit unmittelbar aus StrahldUsen austretenden Gasstrahlen erfordert schwenkbare Strahltriebwerke oder zumindest schwenkbare Strahlrohre, wobei verhältnismäßig aufwendige Bedienungs- und Regelvorrichtungen erforderlich sind. Außerdem besteht beim Verwenden dieser Triebwerke ein großer Energiebedarf und oft eine ungewünschte Umweltbeeinflussung durch die gerichtet ausströmenden Heißgase. Aircraft with one or more control engines In the case of aircraft taking off or landing vertically or briefly, the aircraft is controlled or assisted in steering by means of thrust jets while climbing or sinking. The thrust jet control is also required during the transition flight to level flight or vice versa to compensate for the aerodynamic moments and trim the aircraft. So far, the hover flight control has been carried out with high-speed gas jets emerging from jet nozzles or with thrust fans, which in turn are driven with high-energy gases. Controlling with gas jets emerging directly from jet nozzles requires pivotable jet engines or at least pivotable jet pipes, with relatively complex operating and regulating devices being required. In addition, when these engines are used, there is a large energy requirement and often an undesirable environmental impact from the hot gases flowing out in a directional manner.

Werden andererseits Schub- oder Hubgebläse zum Schwebeflugsteuern benutzt, so wirken sich, beispielsweise bei aufzubringenden Steuermomenten oder beim Austrimmen der Schwerpunktlage, die dann erforderlichen Änderungen der Impulskräfte zum Teilbeaufschlagen der Schaufelendturbinen ungünstig aus. Bei größeren Änderungen des Gebläseschubes müssen nämlich zusätzliche Gasmassen beschleunigt oder verzögert werden, um die Drehzahl des Schub- oder Hubgebläses zu erhöhen oder zu verringern. Das ist auch regeltechnisch nachteilig, denn das Beschleunigen oder Verzögern grösserer Gasmassen ist stets mit einem Zeitverzug verbunden. Die Steuervorgänge benötigen demzufolge unerwUnscht lange Steuerzeiten, die vornehmlich bei plötzlich auftretenden Unregelmäßigkeiten wblrend eines Steig- oder Sink- bzw. Ubergangsfluges die Flugsicherheit beeinträchtigen können. Ferner bedingt die bei dieser Steuerungsart veränderbare Gasentnahme aus den Gaserzeugern (Gasgeneratoren) bei diesen besondere Regelvorkehrungen, die ihrerseits ebenfalls ungilnstig lange Ansprechzeiten haben.On the other hand, thrust or lift fans are used to control hover flights used, so act, for example, when applying control torques or when trimming the center of gravity, the changes in the impulse forces that are then required for partial loading of the blade end turbines from unfavorable. With major changes of the blower thrust must namely be accelerated or decelerated additional gas masses to increase or decrease the speed of the thrust or lift fan. This is also disadvantageous from a regulatory point of view, because accelerating or decelerating bigger Gas masses are always associated with a time delay. The control operations need consequently undesirably long control times, mainly when they occur suddenly Irregularities during a climb, descent or transition flight improve flight safety can affect. Furthermore, the changeable with this type of control requires Gas extraction from the gas generators (gas generators) with these special control measures, who for their part also have inconveniently long response times.

Mit der Erfindung werden bei einem Luftfahrzeug mit einem oder mehreren Steuertriebwerken die vorerwähnten Unzulänglichkeiten dadurch behoben, daß an geeigneten Stellen, z.B. im Rumpfheck und/oder an den Tragflügeln und/oder in der Rumpfspitze, ortsfest ein oder mehrere Steuergebläse mit zur Flugzeuglängsachse paralleler Gebläseachse angeordnet sind, daß das Steuergebläse mit den Gebläsestrahl um 90 0 zur Flugzeuglängsachse ablenkenden, einstellbaren oder feststehenden Schaufelgittern ausgestattet ist und daß die Schaufelgitter in vorzugsweise je zwei einander gegenüberliegenden vertikal und horizontal gerichteten Austrittsöffnungen angeordnet sind, sowie daß die einstellbaren Schaufelgitter in der vertikalen und horizontalen Ebene paarweise öffen- und schließbar bzw. die Austrittsöffnungen bei feststehenden Schaufelgittern mit in der vertikalen und horizontalen Ebene paarweise öffen- und schließbaren Schiebern versehen sind. Auf diese Weise wird zum Steuern und Trimmen des Luftfahrzeuges ein ortsfestes Gebläse verwendet, das keine aufwendige Schwenkeinrichtung benötigt. Das Steuern und Trimmen wird ausschließlich durch ein entsprechendes Verstellen der Schaufelgitter oder Schieber vorgenommen. Beim Horizontalflug bilden die geschlossenen Schaufelgitter bzw. Schieber eine geschlossene Rumpfaußenfläche.With the invention, in an aircraft with one or more control engines, the above-mentioned inadequacies are remedied in that one or more control fans with a fan axis parallel to the longitudinal axis of the aircraft are fixedly arranged at suitable points, e.g. in the rear fuselage and / or on the wings and / or in the tip of the fuselage are that the control fan is equipped with the fan jet deflecting 90 ° to the aircraft longitudinal axis, adjustable or fixed blade grids and that the blade grids are preferably arranged in two opposite vertically and horizontally directed outlet openings, and that the adjustable blade grids in the vertical and horizontal plane Can be opened and closed in pairs or the outlet openings in the case of fixed blade grids are provided with slides that can be opened and closed in pairs in the vertical and horizontal plane. In this way, a stationary fan is used to control and trim the aircraft, which does not require a complex pivoting device. The control and trimming is carried out exclusively by adjusting the shovel grilles or slides accordingly. During level flight, the closed vane grilles or slides form a closed outer fuselage surface.

Eine andere AusfUhrungsform der Erfindung besteht darin, daß die Schaufelgitter statt einer Anordnung In Austrittsöffnungen kreisförmig ausgebildet und mit den Gebläsestrahl an ihrem gesamten Umfang um 900 zur Flugzeuglängsachse ablenkenden Leitkränzen ausgestattet sind und daß die Leitkränze mit verstellbaren schalenförmigen Steuerklappen überdeckt sind. Damit werden vertikal und horizontal gerichtete Austrittsöffnungen eingespart. Außerdem können mit dieser Bauform aus verschiedenen Richtungen einwirkende Windkräfte beim Trimmen wie auch Steuern des Luftfahrzeuges leichter kompensiert werden.Another embodiment of the invention consists in that the vane grids are circular instead of being arranged in the outlet openings and equipped with the fan jet on their entire circumference by 900 deflecting guide rings to the longitudinal axis of the aircraft, and that the guide rings are covered with adjustable, shell-shaped control flaps. This saves vertically and horizontally directed outlet openings. In addition, this design makes it easier to compensate for wind forces acting from different directions when trimming and controlling the aircraft.

Eine andere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die paarweise öffen- und schließbaren Schaufelgitter oder Schieber bzw. die verstellbaren schalenförmigen Steuerklappen bei allen Steuerstellungen stets einen gleichen Gesamtaustrittsquerschnitt freigeben. Hiermit ist gewährleistet, daß das Steuergebläse bei allen Flugzuständen und Trimmlagen des Luftfahrzeuges, d.h. während der gesamten Flugzeit, mit einer vorgegebenen gleichbleibenden Drehzahl läuft und demzufolge Regeleinrichtungen für die Gaszufuhr oder den Gaserzeuger (Gasgenerator) erübrigt werden. Bei Steuer- wie auch TrimmvorgänGen werden die Schaufelgitter bzw. Schieber oder die schalenförmigen Steuerklappen so betätigt, daß stets ein der eingestellten gleichbleibenden Drehzahl des Steuergebläses angepaßter Gesamtaustrittsquerschnitt für den Gebläsestrahl vorhanden ist. Das Steuer- oder Trimmoment wird von einem Teilgebläsestrahl erzeugt, der größer als der zugehörige Restgebläsestrahl ist und mit diesem zusammen den Gesamtgebläsestrahl darstellt, der von dem mit einer festgelegten Drehzahl umlaufenden Steuergebläse erzeugt wird.Another embodiment of the invention is that the pairs Openable and closable shovel grids or slides or the adjustable, shell-shaped ones Control flaps always have the same overall outlet cross-section in all control positions release. This ensures that the control fan in all flight conditions and trim positions of the aircraft, i.e. during the entire flight time, with a predetermined constant speed runs and consequently control devices for the gas supply or the gas generator (gas generator) are unnecessary. With tax like The shovel grilles or slides or the bowl-shaped ones are also used for trimming Control flaps operated so that there is always a constant speed set of the control fan adapted overall outlet cross-section for the fan jet available is. The control or trim torque is generated by a partial blower jet, which is larger than the associated residual blower jet and together with this the total blower jet represents that of the control fan rotating at a fixed speed is produced.

Ein anderes Erfindungsmerkmal besteht darin, daß die schalenförmigen Steuerklappen einzeln oder zu mehreren verstellbar sind. Besonders bei auf das Luftfahrzeug aus einem Winkel zur vertikalen oder horizontalen Ebene einwirkenden Windkräften wird hiermit ein schnelles und wirkungsvolles Steuern oder Trimmen des Luftfahrzeuges ermöglicht.Another feature of the invention is that the cup-shaped Control flaps are adjustable individually or in groups. Especially when on the aircraft Wind forces acting from an angle to the vertical or horizontal plane This enables quick and effective control or trimming of the aircraft enables.

Um das Luftf,#üirzeug unabhängig von der Giersteuerung in seiner Längslage trimmen oder dem Luftfahrzeug ein unabhängig von der Seitensteuerung ständig wirksames Nickmoment erteilen zu können, wird die Erfindung so ausgestaltet, daß den schalenförmigen Steuerklappen zwei oder mehrere in einer vertikalen Ebene einander gegenüberliegende Schieber zugeordnet sind.Around the aircraft in its longitudinal position independently of the yaw control trim or give the aircraft a constant effect regardless of the rudder control To be able to give pitching moment, the invention becomes so designed, that the bowl-shaped control flaps have two or more in a vertical plane opposing slides are assigned.

Erfindungsgemäß kann zwischen dem Steuergebläse und den Schaufelgittcrn ein Ablenkkörper für den Gebläsestrahl vorgesehen werden. Damit werden in vorteilhafter Weise Reibungsverluste in dem um 90 0 zur Flugzeuglängsachse abgelenkten Gebläsestrahl herabgesetzt. Der Platzbedarf für das Steuertriebwerk wird erfindungsgemäß dadurch gemindert, daß die B##tätigungsorgane für das Verstellen der Schaufelgitter und/oder das VersteL. len der Schieber bzw. der Steuerklappen in der Gebläsenabe angeordnet sind.According to the invention, a deflecting body for the fan jet can be provided between the control fan and the blade grilles. In this way, friction losses in the fan jet deflected by 90 ° to the longitudinal axis of the aircraft are advantageously reduced. The space requirement for the control engine is reduced according to the invention that the B ## actuating organs for adjusting the blade grille and / or the adjustment. len the slide or the control flaps are arranged in the fan hub.

AusfUhrungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung veranschaulicht. Es zeigen: Abb. 1 einen senkrechten Längsquerschnitt durch ein an einem Rumpfheck angeordnetes Steuergebläse und die diesem zugeordneten Schaufelgitter, Abb. 2 einen waagerechten Längsquerschnitt durch das Steuergebläse und die Schaufelgitter nach Abb. 1, Abb. 3 eine Ansicht auf die Austrittsöffnungen und die Schaufelgitter des Steuergebläses in der Pfeilrichtung A in Abb. 1, Abb. 4 einen senkrechten Längsquerschnitt durch eine andere Ausführungsform eines an einem Rumpfheck angeordneten Hubgebläses und die zugehörigen Schaufelgitter sowie Schieber, Abb. 5 einen senkrechten Querschnitt durch die Schaufelgitter und Schieber nach der Linie V-V in Abb. 4, Abb. 6 einen senkrechten längsquerschnitt durch eine weitere andere Ausführungsform eines an einem Rumpfheck angeordneten Steuergebläses und die zugehörigen Schaufelgitter sowie Schieber, Abb. 7 einen senkrechten Querschnitt durch die Schaufelgitter und Steuerklappen nach der Linie VII-VII in Abb. 6, Abb. 8 - 11 senkrechte Querschnitte durch die Schaufelgitter und Steuerklappen mit verschiedenen Stellungen der Steuerklappen.AusfUhrungsbeispiele the invention are illustrated in the drawing. They show: Fig. 1 a vertical longitudinal cross-section through a control fan arranged on the rear of the fuselage and the vane grids assigned to it, Fig. 2 a horizontal longitudinal cross-section through the control fan and the vane grille according to Fig. 1, Fig. 3 a view of the outlet openings and the vane grille of the control fan in the direction of the arrow A in Fig. 1, Fig. 4 a vertical longitudinal cross-section through another embodiment of a lifting fan arranged on a fuselage stern and the associated vane grille and slide, Fig. 5 a vertical cross-section through the vane grille and slide along the line VV in Fig. 4, Fig. 6 a vertical longitudinal cross-section through a further different embodiment of a control fan arranged on a fuselage stern and the associated vane grille and slider, Fig. 7 a vertical cross-section through the vane grille and control flaps along the line VII-VII in Fig. 6, Fig. 8 - 11 vertical cross-sections du rch the shovel grilles and control flaps with different positions of the control flaps.

Bei dem in den Abb. 1 bis 3 gezeigten Ausführungsbeispiel ist in einem Rumpfheck 1 eines mit einem Seitenruder 2 und Höhenruder 3 ausgestatteten, im übrigen nicht gezeichneten Luftfahrzeuges ortsfest ein Steuergebläse 4 mit zur Flugzeuglängsachse paralleler Gebläseachse angeordnet. Das Steuergebläse trägt eine Schaufelendturbine 5 und ist mit den Gebläsestrahl um 90 0 zur Flugzeuglängsachse ablenkenden, einstellbaren Schaufelgittern 6 ausgestattet. Die Schaufelgitter sind in je zwei einander gegeneerliegenden'vertikal und horizontal gerichteten Austrittsöffnungen 7, 8, 9, 10 angeordnet und in der vertikalen und horizontalen Ebene paarweise öffen- und schließbar.In the embodiment shown in Figs. 1 to 3 , a control fan 4 with a fan axis parallel to the longitudinal axis of the aircraft is fixedly arranged in a fuselage tail 1 of an aircraft equipped with a rudder 2 and elevator 3, otherwise not shown. The control fan carries a blade end turbine 5 and is equipped with adjustable blade grids 6 which deflect the fan jet by 90 ° to the longitudinal axis of the aircraft. The blade grids are arranged in two vertically and horizontally directed outlet openings 7, 8, 9, 10 opposite one another and can be opened and closed in pairs in the vertical and horizontal planes.

Zwischen dem Steuergebläse und den Schaufelgittern ist ein Ablenkkörper 11 für den Gebläsestrahl vorgesehen. In der Abb. 1 mit strichpunktierten Linien angedeutete Betätigungsorgane 12, 13, 14, für das Verstellen der Zum Antreiben des Steuergebläses 4 wird dessen Schaufelendturbine 5 mit Heißgasen versorgt, die von einem nicht gezeichneten Gaserzeuger (Gasgenerator) erzeugt und durch eine Heißgaaleitung 16 zugefUhrt werden. A deflecting body 11 for the fan jet is provided between the control fan and the blade grilles. In Fig. 1 indicated by dash-dotted lines actuators 12, 13, 14, for adjusting the To drive the control fan 4, its blade end turbine 5 is supplied with hot gases, which are generated by a gas generator (gas generator), not shown, and fed through a hot gas line 16.

Das Steuergebläseaaugt durch mittels Klappen 17 verschließbare Eintrittsöffnungen 18, 19, 20 Luft an und fördert einen Gebläsestrahl durch den Ablenkkörper 11 zu den einstellbaren Schaufelgittern 6. Diese sind so miteinander gekoppelt" daß sie bei allen Steuerstellungen in den Austrittsöffnungen stetz einen gleichen Gesamtaustrittsquerschnitt freigeben. Wird beispielsweise kein Steuer- oder Trinnoment gewUnocht, so tritt der Gebliisestrahl - wie mit den Pfeilen b angedeutet ist - glelohmäßig verteilt aus allen vier Austrittaöffnungen 7" 89 9" 10. Wird ein das Rumpfheck 1 des Luftfahrzeuges anhebendes Nickmoment gewUnscht, so werden die in den horizontal gerichteten Austrittsöffnungen 9, 10 befindlichen Schaufelgitter geschlossen und die in den vertikal gerichteten Austrittsöffnungen 7, 8 angeordneten Schaufelgitter beispielsweise so geöffnet, wie in der Abb. 1 gezeigt ist. Dort sind alle Schaufelgitter der Austrittsöffnung 8 offen, Während ein Teil der Schaufelgitter der Austrittsöffnung 7 geöffnet und ein Teil derselben geschlossen ist. Der durch die Austrittsöffnung 8 austretende ieilgebläsestrahl ist größer als der durch die Austrittsöffnung 7 geftRirte Restgebläsestrahl, so daß ein das Rumpfheck 1 aufwärts bewegendes Nickmoment erzeugt wird. The control fan draws in air through inlet openings 18, 19, 20 which can be closed by means of flaps 17 and conveys a fan jet through the deflector 11 to the adjustable blade grilles 6. These are coupled to one another in such a way that they always release the same overall outlet cross-section in all control positions in the outlet openings is as indicated by arrows b indicated - - for example gewUnocht no control or Trinnoment so enters the Gebliisestrahl glelohmäßig distributed from all four Austrittaöffnungen 7 "89 9" 10. If a the rear fuselage 1 of the aircraft lifting pitching moment desired, the products to which the horizontally directed outlet openings 9, 10 are closed and the blade grids arranged in the vertically directed outlet openings 7, 8 are opened, for example, as shown in Fig. 1. There, all the blade grids of the outlet opening 8 are open ng 7 is open and part of it is closed. The exiting through the outlet opening 8 ieilgebläsestrahl is greater, so that the rear fuselage 1 is generated upwardly moving pitching moment than the geftRirte through the outlet opening 7 rest fan beam.

Das Steuergebläse 4 läuft bei allen Steuer- und Trimmbewegungen mit einer vorgegebenen gleichbleibenden Drehzahl, so daß stets ein gleichstarker Gebläsestrahl in die Schaufelgitter gelangt. Dieser wird bei dem in der Abb. 1 gezeigten Trimmbeispiel In den nach unten in der Pfeilrichtung c gerichteten Teilstrahl und In den oben in der Pfeilrichtung d austretenden Reststrahl aufgeteilt. Die Summe aus dem Teilstrahl und Reststrahl ist bei allen Steuer- und Trinrbewegungen des Luftfahrzeuges gleich. Die Abb. 2 zeigt ein Steuern des Luftfahrzeuges um seine Hochachse. Der Gebläsestrahl wird durch die geöffneten Schaufelgitter der 0 horizontal gerichteten Austrittsöffnung 9 um 90 zur Flugzeuglängsachse abgelenkt und tritt in der Pfeilrichtung e aus dem zu einem Heckspieß gestalteten Gehäuse der Schaufelgitter. Dabei sind die in der gegenUberliegenden horizontal gerichteten Austrittsöffnung 10 befindlichen Schaufelgitter geschlossen. Hier wird also der Geaamtgebläßestrahl durch die Austrittsöffnung 9 geleitet und damit ein maximal aufbringbares Giermoment erzeugt.The control fan 4 runs with all control and trimming movements at a predetermined constant speed, so that an equally strong fan jet always reaches the blade grille. In the trimming example shown in Fig. 1 , this is divided into the partial jet directed downwards in the direction of arrow c and into the remaining jet exiting upward in the direction of arrow d. The sum of the partial jet and the remaining jet is the same for all control and rotation movements of the aircraft. Fig. 2 shows a steering of the aircraft around its vertical axis. The fan beam is deflected by the opened blade cascade of 0 horizontally directed outlet opening 9 to 90 to the aircraft longitudinal axis, and enters in the arrow e direction from the designed to spit a rear housing of the blade cascade. The blade grids located in the horizontally directed outlet opening 10 opposite are closed. Here, therefore, the total fan jet is passed through the outlet opening 9 and thus a maximum yaw moment that can be applied is generated.

Die in den Abb. 4 und 5 veranschaulichte AuoMruxigsform besteht aus einem in einem Rumpfheck 21 eines im Ubrigen nicht gezeichneten Luftfahrzeugen ortsfest angeordneten Steuergebläse 22, dessen Gebläneaohne parallel zur Flugzeuglängsachse angeordnet ist. Daß GeblKse Ist mit einer Schaufelendturbine 23 und mit den Gebläsestrahl um 90 0 zur plugzeuglängsachse ablenkenden, feststehenden Schaufelgittern 24 ausgestattet. Die Schaufelgitter sind in je zwei einander gegenüberliegenden vertikal und horizontal gerichteten Austrittsöffnungen 25, 26, 27, 28 angeordnet. Die Austrittsöffnungen sind mit in der vertikalen und horizontalen Ebene paarweise öffen- und schließbaren Schiebern 29, .30, 31, _32 versehen. Zwischen dem Steuergebläse 22 und den Schaufelgittern 24 ist ein Ablenkkörper 33 für den Gebläsestrahl vorgesehen. In der Gebläsenabe 34 sind Betätigungsorgane -35, 36 für das Verstellen der Schieber 29, 30, _31, 32 angeordnet. Zum Antrieb des Steuergebläses 22 wird dessen Schaufelendturbine 23 mit Heißgasen versorgt, die von einem nicht dargestellten Gaserzeuger erzeugt und durch eine Heißgasleitung 37 zugeführt werden. Das mit gleichbleibender Drehzahl umlaufende Steuergebläse saugt durch Eintrittsöffnungen 38, 39, 40 Luft an und fördert durch den Ablenkkörper 33 einen Gebläsestrahl zu den feststehenden Schaufelgittern 24. Bei der in der Abb. 4 gezeigten Schieberstellung tritt ein Teilgebläsestrahl in der Pfeilrichtung f aus der unteren vertikal gerichteten Austrittsöffnung 26, eibbrend ein Restgebläsestrahl in der Pfeilrichtung g die obere Austrittsöffnung 25 verläßt. Der Teilgebläsestrahl ist größer als der Restgebläsestrahl und erzeugt am Rumpfheck 21 ein aufwärts gerichtetes Nickmoment. Je nach der gewünschten Größe des Nickmomentes werden die Schieber 29, 30 paarweise verstellt. Gleiches gilt für zu erzeugende Giermomente, bei denen die in den horizontal gerichteten Öffnungen 27, 28 befindlichen Schieber 31, 32 entsprechend geöffnet oder geschlossen werden. Die Schieber sind paarweise so gekoppelt, daß sie bei allen Steuerstellungen stets einen gleichen Gesamtaustrittsquerschnitt freigeben. Das Steuergebläse 22 wird also auch hier mit einer vorgegebenen gleichbleibenden Drehzahl angetrieben, so daß Regeleinrichtungen für die Heißgaszufuhr oder den Gaserzeuger erübrigt werden. Ein in der Abb. 6 veranschaulichtes Rumpfheck 41 eines ebenfalls nicht gezeichneten Luftfahrzeuges ist mit einem ortsfesten Steuergebläse 42 ausgestattet, dessen Gebläseachse parallel.zur Flugzeuglängsachse angeordnet ist. Dem Steuergebläse sind den Gebläsestrahl um 90 0 zur Flugzeuglängsachse ablenkende, feststehende Schaufelgitter 43 zugeordnet. Die Schaufelgitter sind hier kreisfÖrmig ausgebildet und mit den Gebläsestrahl an ihrem gesamten Umfang um 90 0 zur Flugzeuglängsachse ablenkenden Leitkränzen versehen. Die Leitkränze sind mit verstellbaren schalenförmigen Steuerklappen 44, 45, 46, 47 bzw. 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55 Uberdeckt. Diese sind einzeln oder zu mehreren verstellbar. Wie die Abb. 11 erkennen läßt, sind dort den schalenförmigen Steuerklappen 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55 zwei in einer vertikalen Ebene einander gegenüberliegende Schieber 56, 57 zugeordnet. Zwischen dem Steuergebläse 42, das mit einer Schaufelendturbine 58 versehen ist, und den Schaufelgittern 43 ist ein Ablenkkörper 59 für den Gebläsestrahl eingebaut. FUr das Verstellen der Steuerklappen erforderliche Betätigungsorgane 60, 61 sind in der Gebläsenabe 62 angeordnet.The AuoMruxigsform illustrated in Figs. 4 and 5 consists of a control fan 22 which is fixedly arranged in a fuselage rear 21 of an aircraft (otherwise not shown), the fan of which is arranged parallel to the longitudinal axis of the aircraft. The fan is equipped with a blade end turbine 23 and with a fixed blade grid 24 which deflects the fan jet by 90 ° to the longitudinal axis of the plug. The blade grids are arranged in two opposite vertically and horizontally directed outlet openings 25, 26, 27, 28 . The outlet openings are provided with slides 29, .30, 31, _32 that can be opened and closed in pairs in the vertical and horizontal planes. A deflector 33 for the fan jet is provided between the control fan 22 and the blade grids 24. In the fan hub 34 actuating members -35, 36 for adjusting the slide 29, 30, _31, 32 are arranged. For driving the control fan 22 whose turbine shroud tip 23 is supplied with hot gases, which are generated by a non-illustrated gas generator and supplied through a hot gas conduit 37th The control fan rotating at a constant speed sucks in air through inlet openings 38, 39, 40 and conveys a fan jet through the deflector 33 to the fixed blade grids 24. In the slide position shown in Fig. 4, a partial fan jet emerges in the direction of arrow f from the lower vertical directed outlet opening 26, eibbrend a radical fan beam in the direction of the arrow g, the upper outlet opening 25 leaves. The partial blower jet is larger than the remaining blower jet and generates an upward pitching moment on the rear of the fuselage 21. Depending on the desired size of the pitching moment, the slides 29, 30 are adjusted in pairs. The same applies to yaw moments to be generated in which the slides 31, 32 located in the horizontally directed openings 27, 28 are opened or closed accordingly. The slides are coupled in pairs so that they always release the same overall outlet cross-section in all control positions. The control fan 22 is also driven here with a predetermined constant speed, so that control devices for the hot gas supply or the gas generator are superfluous. A rear fuselage 41, illustrated in FIG. 6 , of an aircraft, also not shown, is equipped with a stationary control fan 42, the fan axis of which is arranged parallel to the longitudinal axis of the aircraft. Fixed blade grids 43 which deflect the fan jet by 90 ° to the longitudinal axis of the aircraft are assigned to the control fan. The blade grilles are circular here and are provided with guide rings that deflect the fan jet over their entire circumference by 90 ° to the aircraft's longitudinal axis. The guide rings are covered with adjustable, shell-shaped control flaps 44, 45, 46, 47 or 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55 . These can be adjusted individually or in groups. As shown in FIG. 11 , the shell-shaped control flaps 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55 are assigned two slides 56, 57 lying opposite one another in a vertical plane. A deflector 59 for the fan jet is installed between the control fan 42, which is provided with a blade end turbine 58 , and the blade grids 43. Actuating elements 60, 61 required for adjusting the control flaps are arranged in the fan hub 62 .

Zum Antreiben des Steuergebläses 42 wird dessen Schaufelendturbine 58 mit Heißgasen versorgt, die von einem nicht dargestellten Gaserzeuger erzeugt und durch eine Heißgasleitung 63 zugeführt werden. Die Heißgaszufuhr erfolgt mit einer vorgegebenen gleichbleibenden Gasmenge, so daß das Steuergebläse mit gleichbleibender Drehzahl läuft. Das Steuergebläse saugt durch eine Eintrittsöffnung 64 Luft an und fördert einen Gebläsestrahl über den Ablenkkörper 59 zu den feststehenden Schaufelgittern 43. Die die Schaufelgitter überdeckenden schalenförmigen Steuerklappen sind paarweise und einzeln - wie in den Abb. 7 bis 11 angedeutet ist - so verstellbar, daß ein austretender Teil- oder Gesamtgebläsestrahl das gewünschte Steuer- oder Trimmoment erzeugt. In der Abb. 7 ist mit den Doppelpfeilen h und j die Verstellbarkeit der Steuerklappen 44, 45, 46, 47 gezeigt. Bei der Gezeil"ten Stellung der Steuerklappen tritt der Gesamtgebläsestrahl in der Richtung der Pfeile m nach unten aus und erzeugt demzufolge ein maximales Nickmoment nach oben. Die Abb. 9 und 10 zeigen Steuerklappenverstellungen für mit Pfeilen n, o, p, r angedeutete Gebläsestrahlen, mit denen gleichzeitig Steuer- und Nickmomente erzeugt werden. Die Abb. 8 zeigt die Steuerklappen in einer StellunG, bei der der Gebläsestrahl aus vier Austrittsöffnungen ,leichmäßig verteilt in den Pfeilrichtungen s, t, v, w aus den Schau felgittern austritt und das Steuergebläse daher weder Steuer- noch Nickmomente liefert. Die Abb. 11 gibt die Steuerklappenstellung für ein Giermoment wieder, wobei der Gesamtgebläsestrahl in der Richtung der Pfeile x aus den Schaufelgittern austritt. Die hier vorgesehenen acht Steuerklappen können in den Richtungen der Doppelpfeile k, 1 paarweise oder einzeln verstellt werden. Außerdem können die Schieber 56, 57 wahlweise geöffnet oder geschlossen werden, um unabhängig von der Giersteuerung ein Nickmoment hervorzurufen, das beispielsweise ständig vorhanden sein soll, während die Giersteuerung verändert wird oder umgekehrt.To drive the control fan 42, its blade end turbine 58 is supplied with hot gases, which are generated by a gas generator (not shown) and supplied through a hot gas line 63. The hot gas is supplied with a predetermined constant amount of gas so that the control fan runs at a constant speed. The control fan draws in through an inlet opening 64 air and delivers a fan beam via the deflector 59 to the fixed blade cascades 43. The bucket grid covering cup-shaped control flaps are arranged in pairs and individually - as in the Figure is indicated 7 to 11 -. So adjustable that a exiting partial or total blower jet generates the desired control or trim torque. In Fig. 7 , the adjustability of the control flaps 44, 45, 46, 47 is shown with the double arrows h and j. In the indicated position of the control flaps, the total fan jet exits downwards in the direction of the arrows m and consequently generates a maximum pitching moment upwards. Figs. 9 and 10 show control flap adjustments for fan jets indicated by arrows n, o, p, r, with which control and pitching moments are generated at the same time. Fig. 8 shows the control flaps in a position in which the fan jet emerges from four outlet openings, lightly distributed in the directions of arrows s, t, v, w from the wing grilles and the control fan therefore emerges provides neither control nor pitching moments. Fig. 11 shows the position of the control flaps for a yaw moment, with the total fan jet emerging from the blade grilles in the direction of the arrows x. The eight control flaps provided here can be operated in pairs or individually in the directions of the double arrows k, 1 In addition, the slides 56, 57 can optionally be opened or closed in order to be independent to produce a pitching moment from the yaw control, which should, for example, be constantly present while the yaw control is being changed or vice versa.

Abweichend von den beschriebenen AusfUhrungsbeispielen können mehr als jeweils zwei einander gegenüberliegende vertikal und horizontal gerichtete Austrittsöffnungen fUr die Aufnahme von Schaufelgittern mit oder ohne Schiebern vorgesehen werden. Ferner können Steuergebläse außer am Rumpfheck an anderen geeikgieten Stellen des Flugzeuges, z.B. an den Tragflügeln oder TragflUgelspitzen wie auch an der Rumpfspitze, einzeln oder zu mehreren angeordnet werden. Der Aufbau und die Wirkungsweise dieser Steuergebläse entsprechen sinngemäß den vorbesehriebenen AusfUhrungsbeispielen.Deviating from the exemplary embodiments described, more can be achieved as two opposite vertically and horizontally directed outlet openings Can be used to hold shovel grids with or without sliders. In addition, control fans can be used at other geeikgieten points of the fuselage Aircraft, e.g. on the wings or wing tips as well as on the fuselage tip, can be arranged individually or in groups. The structure and the mode of action of this Control fans correspond accordingly to the exemplary embodiments described above.

Claims (1)

P a t e n t a n s p r U c h e 1. Luftfahrzeug mit einem oder mehreren Steuertriebwerken, dadurch gekennzeichnet, daß an geeigneten Stellen, z.B. im Rumpfheck und/ oder an den Tragflügeln und/oder in der Rumpfspitze,ortsfest ein oder mehrere Steuergebläse mit zur Flugzeuglängsachse paralleler Gebläseachse angeordnet sind, daß das Steuergebläse mit den Ge-0 bläsestrahl um 90 zur Flugzeuglängsachse ablenkenden, einstellbaren oder feststehenden Schaufelgittern ausgestattet ist und daß die Schaufelgitter in vorzugsweise je -zwei einander gegeneerliegenden vertikal und horizontal gerichteten Austrittsöffnungen angeordnet sind, sowie daß die einstellbaren Schaufelgitter in der vertikalen und horizontalen Ebene paarweise öffen- und schließbar bzw. die Austrittsöffnungen bei feststehenden Schaufelgittern mit in der vertikalen und horizontalen Ebene paarweise öffen- und schließbaren Schiebern versehen sind4 2. Luftfahrzeug nach Anspruch 1 mit dem Steuergebläse zugeordneten feststehenden Schaufelgittern, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufelgitter statt einer Anordnung in Austrittsöffnungen kreisförmig ausgebildet und mit den Gebläsestrahl an ihrem gesamten Umfang um 900 zur Flugzeuglängsachse ablenkenden Leitkränzen ausgestattet sind und daß die Leitkränze mit verstellbaren schalenförmigen Steuerklappen Uberdeckt sind. _3. Luftfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die paarweise öffen- und schließbaren Schaufelgitter oder Schieber bzw. die verstellbaren schalenförmigen Steuerklappen bei allen Steuerstellungen stets einen gleichen Gesamtaustrittaquerschnitt freigeben. Luftfahrzeug nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die schalenförmigen Steuerklappen einzeln oder zu mehreren verstellbar sind. 5. Luftfahrzeug nach einem oder mehreren der AnsprUche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß den schalenförmigen Steuerklappen zwei oder m!3hrere in einer vertikalen Ebene einander gej.,enüberliegende Schieber zugeordnet sind. 6. Luftfahrzeug nach einem oder mehreren der AnsprUche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Steuergebläse und den Schaufelgittern ein Ablenkkörper für den Gebläsestrahl vorgesehen ist. 7. Luftfahrzeug nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsorgane fUr das Verstellen der Schaufelgitter und/oder das Verstellen der Schieber bz-,-z. der Steuerklappen in der Gebläsenabe angeordnet sind. 8. Verfahren zum Betreiben eines Luftfahrzeuges nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die paarweise öffen- und schließbaren Schaufelgitter oder Schieber bzw. die verstellbaren schalenförmigen Steuerklappen bei allen Steuerstellungen einen gleichen Gesamtaustrittsquerschnitt freigeben und daß das zugehörige Steuergebläse bei allen Flugzuständen und Trimmla,-,en mit einer vorgegebenen gleichbleibenden Drehzahl läuft. P atentans p r U c he 1. Aircraft with one or more control engines, characterized in that at suitable points, e.g. in the fuselage tail and / or on the wings and / or in the fuselage tip, one or more control fans with a fan axis parallel to the longitudinal axis of the aircraft are stationary are arranged that the control fan is equipped with the blower jet deflecting by 90 to the aircraft longitudinal axis, adjustable or fixed blade grilles and that the blade grilles are preferably arranged in two opposite vertically and horizontally directed outlet openings, and that the adjustable blade grilles in the vertical and horizontal plane can be opened and closed in pairs or the outlet openings in fixed blade grids are provided with sliders that can be opened and closed in pairs in the vertical and horizontal plane4 2. Aircraft according to claim 1 with fixed blade grids associated with the control fan, d acharacterized in that the blade grids are circular instead of being arranged in outlet openings and are equipped with the fan jet on their entire circumference by 900 deflecting guide rings to the longitudinal axis of the aircraft and that the guide rings are covered with adjustable, shell-shaped control flaps. _3. Aircraft according to Claim 1 or 2, characterized in that the blade grids or slides which can be opened and closed in pairs or the adjustable, shell-shaped control flaps always release the same overall outlet cross-section in all control positions. Aircraft according to Claim 2 or 3, characterized in that the shell-shaped control flaps can be adjusted individually or in groups. 5. Aircraft according to one or more of claims 2 to 4, characterized in that the shell-shaped control flaps are assigned two or more slides located one above the other in a vertical plane. 6. Aircraft according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that a deflecting body for the fan jet is provided between the control fan and the blade grids. 7. Aircraft according to one or more of claims 1 to 6, characterized in that the actuators for adjusting the blade grille and / or adjusting the slide bz -, - z. the control flaps are arranged in the fan hub. 8. The method of operating an aircraft according to one or more of claims 1 to 7, characterized in that the pair of openable and closable vane grids or slides or the adjustable, shell-shaped control flaps release the same overall outlet cross-section in all control positions and that the associated control fan in all Flight conditions and trim runs with a given constant speed.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2507558A1 (en) * 1981-06-11 1982-12-17 Do G P Lift and propulsion drive of ACV - has fan duct with thrust nozzle guide vanes and rudder blades

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