DE1781191A1

DE1781191A1 - Schublenk- bzw. -richteinrichtung

Info

Publication number: DE1781191A1
Application number: DE19681781191
Authority: DE
Inventors: Nash Dudley Owen
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1967-09-05
Filing date: 1968-09-05
Publication date: 1970-12-23
Also published as: US3480236A; FR1577905A; BE720340A

Description

Schublenk- bzw. -richteinrichtung

Die Erfindung betrifft eine Schublenk- bzw. -richteinrichtung zur wahlweise vorbestimmten Ausrichtung eines von einem Strahltriebwerk erzeugten Treibmittelströmeβ mit einem ortsfesten sowie mindestens einem beweglichen, einen vorzugsweise kreisförmigen AuAaß aufweisenden Leitkanal*

J λ Flugzeuge so auszubilden, daß sie vertikal und/oder innerhalb relativ kurzer Strecken vertikal aufsteigen und landen können, werden diese in vielen Fällen mit einer dreh-

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baren Schublenk- bzw, -richteinrichtung veraehen, die es gestattet_t den durch das Triebwerk erseugten Strahl- bzw« TreibmitteIstrom in verschiedene Richtungen relativ »um Flugzeug auszurichten· Durch die jeweils erforderliche Ausrichtung der verstellbaren Elemente der Sohublenk- bsw· -richteinrichtung kann der Treibmittelstrom in Bezug auf das Flugzeug nach rückwärts zur Erzeugung, eines Vorwärtsschubs während des Reiseflugs, nach abwärts zur Erzeugung eines beaohtlichen Auftriebs während des Starten«und des Landens sowie für entsprechende Flugmanöver in einer dazwischenliegenden Stellung ausgerichtet werden, weiterhin kann der Treibmittelstrosi «indestens teilweise nach vorn gerichtet werden, üb auf diese Veise das Flugzeug zu verlangsamen oder anzuhalten· Bekannte Einrichtungen dieser Art führen jedoch zu einer Ausrichtung des Treibmittelβtroaras, bei der Seltenkräfte auf das Flugzeug ausgeübt werden· Da diese bekannten Vorrichtungen im allgemeinen bei symmetrisch zur Längsachse des Flugzeuges angeordneten Triebwerken benutzt werden, kommt es beim Normalbetrieb zu einem Ausgleich der gegeneinanderwlrkenden Seitenkräfte· Es ergeben sich jedoch erhebliche Schwierigkeiten, wenn nur ein Triebwerk verwendet wird oder bei Verwendung mehrerer Triebwerke entweder das Triebwerk selbst oder die zugehörige Sohublenk- bzw. -richteinrichtung ausfällt, da dann durch die Seitenkräfte beachtliche Giermomente auf das

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Flugzeug ausgeübt werde»· In diesem Fall neigt dann das Flug» ■ems; 4*zu, sich um seine vertikale Achse zu drehe** Besonders

g·fährlich wird es, wenn derartige Giermomente während eines kritischen Flugzeugmanövers, wie z. B, während des Starten« «der Landen· auftreten, da es dann außerordentlich schwierig oder sogar unmöglich wird, das Plugzeug au steuern.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schublenk- bzw, -richteinrichtung zu schaffen, durch die keine unerwünschten Giermomente auf das Flugzeug ausgeübt werden· Weiterhin soll es mit der erfindungsgemäßen Schublenk- bzw. -richteinrichtung möglich sein, die Richtung des Treibmittelstrome innerhalb eines vorbestimmten Bereiches verstellen zu können, ohne daß hierbei, d, h. während der Verstellung, innerhalb des Bereiche Seitenkräfte auf das Plugzeug ausgeübt werden· Insbesondere soll die Schubrichtung so verstellt werden können, daß der Schubvektor immer in einer vorbestimmten einzigen Ebene bleibt«

Die Schublenk- bzw, -richteinrichtung gemäß der Erfindung, mit der die vorstehende Aufgabe gelöst wird, zeichnet sich erfindungsgemäß aus durch einen ersten beweglichen Leitkanal mit vorzugsweise im wesentlichen kreisförmigem Einlaß, der mit dem Auslaß des ortsfesten Leitkanals übereinstimmt und so einen Treibmittelstrom von diesem aufnimmt sowi· einen im wesentlichen kreisförmigen Auslaß aufweist, wobei Sin- und Auslaß des ersten beweglichen Leitkanals in nicht^parallelen Ebenen verlaufen; durch einen zweiten beweglichen Leitkanal

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mit im wesentlichen kreisförmigem Einlaß, der mit dem Auslaß des ersten beweglichen Leitkanals übereinstimmt und so einen Treibmittelstrom von diesem aufnimmt sowie einen Auslaß besitzt, wobei auch Ein- und Auslaß des zweiten beweglichen Leitkanals in nicht^parallelen Ebenen verlaufen; durch eine die Leitkanäle verbindende und den ersten beweglichen Leitkanal relativ zu dem ortsfesten Leitkanal sowie dem zweiten beweglichen Leitkanal relativ zum ersten beweglichen Leitkanal in entgegengesetztem Sinn und&nicht^linearer Weise verdrehende Betätigungsvorrichtung, deren nicht^lineare Charakteristik so verläuft, daß der durch den Strahl- bzw. Treibmittelstrom erzeugte Schub stets in einer einzigen Ebene wirkt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines besonders bevorzugten AusfUhrungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 10 näher erläutert. Es zeigent

Fig. 1 eine Aufsicht auf ein Flugzeug, das mit der erfindungsgemäßen Schublenk- bzw. -richteinrichtung versehen ist;

Fig. 2 eine Seitenansicht des Flugzeuges nach Fig. 1, die den Bereich veranschaulicht, über welchen mittels der Schublenk- bzw. -richteinrichtung gemäß der Erfindung die Richtung des Treibmittelstroms verändert werden kann;

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Fig. 3 einen vergrößterten echemati sehen Aufriss der Abgasführung nach, den Pig· 1 und 2, wobei diese sich in der Stellung befindet, in der Vorwärtsschub erzeugt wird j

Fig. h eine schematische Aufsicht auf die Abgasführung gemäß Fig. 1 und 2 in der Stellung, in der Vorwärtsschub erzeugt wird; λ

Fig. 5 eine, der Fig. 3 gleichartige Ansicht, jedoch bei einer Einstellung der Abgasführung, in welcher der Treibmittelstrom um 45° abgelenkt wird;

Fig. 6 eine, der Fig. 3 entsprechende Ansicht, jedoch mit einer Einstellung der Abgasführung, bei der Aufwärtsschub erzeugt wird;

Fig. 7 eine Ansicht von der Linie 7-7 der Fig. 3, wobei die " entsprechenden Einstellungen gemäß den Fig. 5 und 6 in gestrichelten Linien dargestellt sind;

Fig« 8 eine graphische Darstellung der nicht^linearen Beziehung zwischen der Verdrehung der verschiedenen Leitkanäle der Abgasführung;

Fig. 9 eine vergrößerte Ansicht von der Linie 9-9 der Fig. 3 her und

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Fig. 10 eine vergrößerte Ansicht der in Fig· 9 gezeigten Seiltrommel,

Das in den Figuren 1 und 2 dargestellte Flugzeug 10 ist mit einem Paar Triebwerksgondeln 11 versehen, die syaaetrisch zu beiden Seiten des Rumpfes 12 sowie zur Längsachse 13 des Flugzeugs 10 zwischen den Flügeln 14 und den Flugzeugschwanz 15 am Rumpf 12 befestigt sind« Jede der Triebwerksgondeln 11 bildet ein Gehäuse für ein Gasturbinentriebwerk 16, das einen heißen Treibmittelstrom erzeugt, der in eine insgesamt mit 18 bezeichnete Abgasführung geleitet wird» Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausbildung der Abgasführung 18 kann diese so eingestellt werden, daß der Treibmittelstrom wahlweise innerhalb eines vorbestimmten Bereiches in verschiedene Richtungen relativ zun Flugzeug gelenkt werden kann· Hierzu wird insbesondere auf die in den Figuren 1 und 2 dargestellten Kraftvektoren F₁, F„ und F. hingewiesen« Venn die Treibmittelströme nicht abgelenkt werden, dann entstehen auf das Flugzeug 10 einwirkende VorwärtSchubkräfte F₁| wenn hingegen die Treibmittelströme in der dargestellten Weise um 90 abgelenkt werden, so wirken auf das Flugzag 10 Auftriebskräfte F₂ ein} wenn schließlich die Treibmittelströme um «ehr als 9O° ab- bzw. umgelenkt werden, dann werden auf das Flugzeug 10 beachtliche Rückwärtsschubkräfte F„ ausgeübt. Es ist vor allem zu beachten, daß die durch jedes der Triebwerke 16 und die jeweils zugehörige Abgasführung 18 erzeugten Kräfte F₁, F.

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und F_ in einer einzigen vertikalen Ebene P ausgeübt werden, die parallel zur Längsachse 13 und senkrecht zur Querachse 19 des Flugzeugs 10 verläuft; diese Ebene P ist in Fig.1 angedeutet. Aufgrund dieser Beschränkung der Schubkräfte auf die Ebene P ergeben die Kräfte F₁, F_ und F-, die die Schubkräfte darstellen, niemals weder ausgeglichene noch unausgeglichene seitliche Komponenten auf das Flugzeug.

Anhand der Figuren 3 bis 7 wird der grundsätzliche mechanische Aufbau der Abgasführung 18 näher erläutert. Vie dargestellt, umfaßt jede Abgasführung I8 einen in Bezug auf das Flugzeug ortsfesten Leitkanal 25, einen ersten beweglichen Leitkanal 26 und einen zweiten beweglichen Leitkanal 27· Die Leitkanäle 25, 26 und 27 sind im wesentlichen zylindrisch ausgebildet. Der ortsfeste Leitkanal 25 besitzt einen stromaufwUrtigen Bereich 29, der mit dem Gasturbinentriebwerk 16 verbunden ist und von diesem einen heißen Treibmittelstrom empffingt. Weiterhin weist der ortsfeste Leitkanal 25 einen im wesentlichen kreisförmigen Ausgang 30 auf, dessen Achse, wie dargestellt, vorzugsweise koaxial mit der Achse 33 des Leitkanals 25 ist. Der erste bewegliche Leitkanal 26 besitzt einen im wesentlichen kreisförmigen Eingang 35» der mit dem Ausgang 30 übereinstimmt und an diesem mittels eines Ringlagers 37 großer Abmessung befestigt ist. Infolge des Kinglagers 37 ist eine Drehbewegung des ersten beweglichen Leit-

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kanala 26 relativ zum ortefesten Leitkanal 25 um die mit der Achse des Eingangs 35 übereinstimmende Achse 33 möglich. Am stromabwärtigen Ende des Leitkanals 26 befindet eich ein ringförmiger Ausgang kO_t der Init einem ringförmigen Eingang kZ des zweiten beweglichen Leitkanalβ 27 mittels eines Ringlagers h3 verbunden ist* Das Ringlager h¹} ermöglicht eine Relativdrehung zwischen dem ersten und den zweiten Leitkanal 26 bzw· 27 um die in Fig. k angedeutete Achse k5$ die die gemeinsame Achse des Ausgangs kO und des Eingangs k2 ist. Schließlich ist am stromabwärtigen Ende des zweiten beweglichen Leitkanals 27 ein Ausgang k7 vorgesehen, dessen Achse koaxial mit der Achse 50 des Leitkanals 27 ausgerichtet ist und der bewegliche Klappen 52 zur Veränderung des Ausströmquerschnittes aufweist« Die Einstellung des Ausströmquerschnitts des Ausgangs k'J kann durch eine geeignete, an sich bekannte Steuervorrichtung eingestellt werden.

Wie bereite vorstehend erläutert wurde, ist der Auegang 30 senkrecht zur Achse 33 des ortsfestenLeitkanale 25 und der Auegang 2*7 Bankrecht zur Achse 50 des zweiten beweglichen Leitkanals 27 ausgerichtet. In gleicher Weise ist es ersichtlich, daß der Eingang 35 des ersten beweglichen Leitkanals senkrecht zur Achse 33 des ortsfesten Leitkanalβ 25 auegerichtet ist. Für die Erfindung ist es wesentlich, daß demgegenüber der Ausgang ko des ersten beweglichen Leitkanals 26 nichtsenk-

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recht zur Achse 33 und der Eingang 42 des zweiten beweglichen Leitkanals 27 nicht senkrecht zur Achse 50 ausgerichtet ist. Das bedeutet, mit anderen Worten, daß die Eingänge und Ausgänge der beweglichen Leitkanäle in nichtparallelen Ebenen verlaufen, so daß durch eine Verdrehung der Leitkanäle relativ zueinander eine Vielzahl verschiedener Ausrichtungen des Treibmittelstroms und damit der Schubkräfte erreicht werden kann, wie beispielsweise in den Figuren Λ 3 bis 7 näher dargestellt ist. Im einzelnen ist es bei dem in der Zeichnung dargestellten besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung möglich, die Richtung der Schubkraft über einen Winkelbereich von 100 zu verstellen, wobei die Achsen45 des Ausgangs 40 und des Eingangs 42 mit den Achsen 33 und 50 Winkel A und B von jeweils 50° bilden. Selbstverständlich können die Winkel A und B jeweils so ausgewählt werden, daß sich ein entsprechender Bereich ergibt, innerhalb dessen die Richtung der Schubkraft des jeweiligen Triebwerks verstellt werden kann« Weiterhin ist es ohne weiteres erkennbar, daß die Achse des Ausgangs 30 und des Eingangs 35f sofern gewünscht, in einem vorbestimmten Winkel zur Achse 33 verlaufen kann.

Wie bereits festgestellt, sind die Leitkanäle 25, 26 und 27 im wesentlichen zylindrisch ausgebildet und die Ausgänge und Eingänge der Leitkanäle sind kreisförmig« Da jedoch sowohl der Ausgang 40 des ersten beweglichen Leitkanals Z6 al· auch

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der Eingang k2 des zweiten beweglichen Leitkanals 27 nicht senkrecht zu den Achsen 33 und 50 verläuft, können die Leitkanäle 26 und 27 in der Nähe der öffnungen ko und 42 nicht genau bzw. wirklich zylindrisch sein· Sie sind aber so weit wie möglich an einen zylindrischen Verlauf angenähert, diese Annäherung wird mit "im wesentlichen zylindrisch" bezeichnet.

Anhand der Figuren 3 bis 6 ist erkennbar, daß die gleichzeitige Verdrehung der beweglichen Leitkanäle 26 und 27 in entgegengesetzter Drehrichtung, wie durch die Pfeile in Fig. 3 angedeutet, e zu einem fortlaufenden Verschwenken der Abgasführung 18 von der in Fig· 3 gezeigten Stellung für Vorwärtsschub über die in Fig. 5 gezeigte Übergangs- Schubs teilung in die in Fig. 6 dargestellte Lage für Aufwärtsschub führt» Obwohl in den Figuren nicht darge-. stellt, ist es nach Einstellung eines senkrechten Aufwärtsschubes durch weitere Verdrehung im vorstehenden Sinne möglich, die Abgasführung so einzustellen, daß ein Rückwärtsschub erzeugt wird. Bisher nahm man an, daß ein Verdrehen der beweglichen Leitkanäle 26 und 27 mit konstanten Geschwindigkeiten in entgegengesetzten Richtungen die beste Möglichkeit ist, Schubkrafteinstellungen zu erreichen, wie sie in Fig. 3 und 6 dargestellt sind« Bs wurde Jedoch gefunden, daß ein derartiges Verdrehen mit konstanter Geschwindigkeit zu beachtlichen Seitenkräfte am Flugzeug und ent-

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sprechenden, dadurch hervorgerufenen Giermonenten führt·

Um die· zu veranschaulichen, ist in Fig. 7 eine Linie 60

eingezeichnet, die den Weg andeutet, entlang dessen sich das Zentrum C des Ausgangs kj bewegt, wenn die Leitkanäle 26 und 27 mit konstanten Winkelgeschwindigkeiten gedreht werden. Wenn die Leitkanäle um gleiche Beträge verdreht und in einer Stellung angehalten werden, in der das Zentrum

C sich in der Stellung I), die etwa der Zwischen-SchubsteUung M

der Fig· 5 entspricht, befindet, dann beträgt der seitlich auf das Flugzeug ausgeübte Schub ungefähr 13 % des Gesamt schubs. Ein derartiger Seitenschub ist in dem Fall, daß eines der Triebwerke 16 aus irgendeinem Grund ausfällt, äußeret hoch und gefährlich.

Mit Hilfe der Erfindung wird erreicht, daß sich das Zentrum C des Ausgangs U 7 in einer einzigen senkrechten Ebene P bewegt, wie in den Figuren 1 und 7 veranschaulicht* Venn das Zentrum C in seiner Bewegung auf diese einzige Ebene zwangsläufig beschränkt wird, dann treten niemals Seitenkräfte am Flugzeug auf, die sonst entsprechende Giermomente am Flugzeug erzeugen würden« Es ist in diesem Zusammenhang darauf hinzuweisen, daß selbst in dem Fall, wenn eines der Triebwerke 16 ausfällt, der verhältnismäßig kurze Abstand zwischen der Längsachse 13 des Flugzeugs und der Ebene P des nicht ausgefallenen Triebwerks nur zu einem geringen Giermoment führt. Ein derartiges geringes Giermoment ist unwesentlich und leicht

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mittels eines weiter unten erläuterten zusätzlichen Antriebssystems kontrollierbar. Erfindungsgemäß werden, um
die gewünschte Bewegung innerhalb einer einzigen Ebene P
zu erreichen, die beweglichen Leitkanäle Z6 und 27 in
einer vorbestimmten, nichtxlinearen Weise (unter veränderter Geschwindigkeit) in entgegengesetzten Richtungen verdreht. Die erforderliche nicht/lineare Beziehung ist in
Fig, 8 für die Abgasführung 18 graphisch durch die ausgezogene Linie veranschaulicht. Hierbei ist auf der Ordinate die gegenseitige Winkelverstellung zwischen dem ersten beweglichen Leitkanal 26 und dem ortsfesten Leitkanal 27 und auf der Abszisse die? entsprechende Winkelbeziehung zwischen dem zweiten beweglichen Leitkanal 27 und dem ersten beweglichen Leitkanal 26 aufgetragen. Zum Vergleich ist eine gestricholto Linie in Fig. 8 eingetragen, welche die Linearbeziehung veranschaulicht, die bei Verdrehen der Leitkanäle 26 und 27 mit konstanter Geschwindigkeit gegeben ist.

Anhand der Fig. 9 wird nachstehend die Betätigungsvorrichtung zum Verdrehen der Leitkanäle 26 und 27 in der vorgenannten nichtsinearen Weise näher erläutert. Um den ersten

ortsfesten

beweglichen Leitkanal 26 relativ zu dem*Leitkanal 25 verdrehen zu könnon, ist ein geeigneter Antriebsmotor 65 vorgesehen, der auf dem ortsfesten Leitkanal 25 befestigt ist und fin Antiiebfzahnrad 67 dreht, das mit einem um den Umfang

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des ersten beweglichen Leitkanals 26 herum verlaufenden und an diesem befestigten Ringzahnrad 68 kämmt. Die aus dem Antriebsmotor 65$ dem Antriebszahnrad 67 und dem Ringzahnrad 68 bestehende Kombination bildet ein primäres Antriebssystem 70, durch welches der Pilot direkt die Stellung des ersten beweglichen Leitkanals 26 einstellen kann· Durch ein nachstehend näher beschriebenes sekundäres Antriebssystem · 72 wird eine entsprechende Kraft von dem primären Antriebs— M system 70 zur Einstellung des zweiten beweglichen Leitkanals 27 übertragen. Das sekundäre Antriebssystem umfaßt eine Eingangswelle 7^ und eine Ausgangswelle 75» die beide drehbar auf dem ersten beweglichen Leitkanal 26 befestigt sind. Die Wellen 74 und 75 sind über Kegelzahnräder 77 so verbunden, daß sich die beiden Wellen im Gleichgang drehen* An der Eingangswelle 74 ist weiterhin ein Zahnrad 80 befestigt, das mit einem Zahnradsektor 82 kämmt, der von einer Führung 84 getragen wird. Das Zahnrad 82 wird normalerweise durch einen zusätzlichen Antriebsmotor 86 in einer vorbestimmten festen Stellung gehalten. An der Ausgangswelle 75 ist eine sich mit dieser drehende Trommel 88 befestigt« Die Trommel 88 weist einen sich ändernden Radius auf und besitzt Nuten zur Aufnahme und zur Führung eines Seils 92. Das Seil 92 verläuft weiterhin in einer Rillenscheibe oder Nute 94, die um den Umfang des zweiten beweglichen Leitkanals 27 vorgesehen ist* Die Konfiguration der Trommel 88 und der Nuten 90 und 94 ist

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so gewählt, daß eich die gewünscht· nicht^linear· Beziehung zwischen der Winkelstellung de· ersten und zweiten beweglichen Leitkanals während der Veränderung der Schubrichtung ergibt. Eine besonders bevorzugte Ausbildung der Trommel 88 ist weiter unten näher beschrieben·

Um den Schub in eine vorbestimmte Richtung au lenken, stellt der Pilot mittels einer geeigneten Steuervorrichtung die vorbestimmte gewünschte Änderung der Schubrichtung ein« Durch die Steuervorrichtung wird der erste bewegliche Leitkanal 26 über den Antriebsmotor 65 in der durch die Pfeile angezeigten Richtung in eine genaue Winkelstellung verdreht, wie z. B* die

die

durch horizontale Linie H in Fig, 8 gekennzeichnete Winkelstellung. Infolge der Drehung des ersten beweglichen Leitkanal β 26 drehen sich die Wellen 7^ und 75 sowie die Trommel 88 in den angedeuteten Richtungen, da der Zahnradsektor 82 in einer festen Stellung gehalten wird, so daß die Trommel 88 wegen des positiven Antriebs zwischen dem Zahnrad 80 und dem Zahnradsektor 82 linear in Abhängigkeit von der Stellung des ersten beweglichen Leitkanals 26 verdreht wird. Trotz dieser linearen Abhängigkeit zwischen der Verdrehung des ersten beweglichen Leitkanals 26 und der Troaeel 88 wird die Drehung der Trommel 88 über das Kabel 92 in nichVlinearer Weise auf den zweiten beweglichen Leitkanal 27 Übertragen, und zwar deswegen, weil die Trommel 88 und die Rill· bzw. Nut sich ändernde Radien aufweist· In Ergebnis wird dadurch der zweite bewegliche Leitkanal 27 in di« durch di· vertikale

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Linie V in Fig. 8 gekennzeichnete Lage verdreht.

PUr jede vorgegebene Abgasführung ist die Trommel 88 und die Rillenscheibe bzw« Nut ⁰U so zu bemessen, daß sich die gewünschte vorgegebene nicht/lineare Beziehung ergibt\ die entsprechenden Abmessungen sind für verschiedene Abgasführungen unterschiedlich. Beispielsweise ist bei d#r Abgasführung 18 der Fig. 1-7 und 9 eine Trommel 88 vorgesehen, M deren maximaler Radius R in der Mitte der Trommel 127 mm botragt, während die kleinsten Radien R* an den Enden der Trommel eine Grüüe von 88,9 mm besitzen; diese Radien sind in Fig· 10 eingezeichnet. Das der Ausgangswelle 75 zugewandte Ende 100 der Trommel 88 ist mit einer linkegängigen Kille bzw. Nut 90' und das I-.nde 102 mit einer rechtsgängigen RiI-Io bzw. Nut 90" versehen, wobei das Ende des Seils 92 am Ende der Rille bzw« Nut 90* im Bereich des großen Radius befestigt, während das andere Ende des Seiles 92 am Ende der Rille bzw. Nut 90" im Bereich des kleinen Radius be- I festigt ist. Venn hieibei die Rille bzw. Nut 90* im wesentlichen leer ist, wie in Fig. 10 dargestellt, dann ist zur gleichen Zeit die Rille 90" mit dem Seil 92 belegt, während der dazwischenliegende Teil des Seiles 92 auf bzw. in der Rillenscheibe bzw. Nut 9^ um den gesamten Umfang dos zweiten beweglichen Loitkanals 27 herum verläuft und so fest eingreift, daß eine Relativbewegung zwischen dem Seil 92 und

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der Rillenscheibe bzw· Nut 9k vermieden wird. Wenn sich die Trommel 88 in der in den Fig. 9 und 10 angedeuteten Richtung dreht, wird das Seil 92 von der Rille bzw. Nut 90" ab- und auf die Rille bzw. Nut 90'. aufgewunden, wobei durch den Eingriff des Seiles 92 in die Rillenscheibe bzw. Nut 9k der zweite bewegliche Leitkanal 27 entsprechend verdreht wird. Um die Beschreibung des vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiels noch durch entsprechende Maßangaben zu ergänzen, sei darauf hingewiesen, daß der Durchmesser d der Rillenscheibe bzw. Nut 9k 1016 mm betrug und daß das Verhältnis der Verdrehunf?swinkel der Trommel 88 zum Verdrehungswinkel des ersten beweglichen Leitkanals 20 zu 1 war.

Wie bereite oben ausgeführt, ist es mit der erfindungsgemäßen Abgasführung möglich, die Schubrichtung in einer einzigen Ebene P zu verstellen, so daß im wesentlichen keine auf das Flugzeug 10 einwirkenden Seitenkräfte entstehen können. Bei einer Weiterbildung der Erfindung kann das Zentrum C des Ausgangs k7 aus der Ebene P, innerhalb deren die Schubrichtung verstellt wird, in der durch die Pfeile in Fig. angedeuteten Weise verschoben werden. Diese Maßnahme ist in vorteilhafter Weise dazu vorgesehen, um zu Steuerzwecken Seitenkräfte zu erzeugen, beispielsweise für Kreis- oder Schwebeflug oder für ähnliche Flugbedingungen· Um dies zu ermöglichen ist der zusätzliche Antriebsmotor 86 über eine

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Zahnradverbindung an den Zahnradsektor 82 angekoppelt, so daß letzterer aus seiner normalen festen Stellung verschoben werden kann, wozu der Zahnradsektor 82 auf der Führung 84 in Umfangsrichtung um den Leitkanal 25 verschiebbar ist. Wenn der Zahnradsektor 82 aus seiner festen Stellung in der durch Pfeile in Fig. 9 angedeuteten Weise verschoben wird, dann wird das Zentrum C des Auslasses 47 entsprechend aus der einen Ebene P heraus- ύ

bewegt, wie in Fig. 7 durch Pfeile angedeutet ist. Soll daher mit einer gemäß den Fig. 3 und 7 (ausgezogene Linien) sowie 9 eingestellten Abgasführung eine Seitenkraft erzeugt werden, so hält der Antriebsmotor 65 den ersten beweglichen Leitkanal 26 in einer festen Lage, während der zusätzliche Antriebsmotor 86 den Zahnradsektor 82 in die gewünschte Richtung verschiebt. Durch die Bewegung des Zahnradsektors 82 werden die Wellen 74 und 75 wegen des positiven Eingriffs zwischen dem Zahnradsektor 82 und dem Zahnrad 80 gedreht. Die Drehung dieser Wellen und die dadurch bewirkte Drehung der Trommel 88 führt dazu, daß der Leitkanal 27 in eine vorbestimmt gerichtete, außerhalb der Einstellebene P gelegene Stellung verschwenkt wird.

Obwohl die Erfindung vorstehend nur an einer Abgasführung 18 erläutert worden ist, ist es selbstverständlich möglich, bei einer Anordnung mit zwei Triebwerken die Steuerungen der einzelnen Abgasführungen 18 in einfacher Weise mittels bekannter

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Verbindungseinrichtungen untereinander so zu verbinden, daß sie im Gleichlauf arbeiten und dadurch symmetrische Schubkräfte auf das Flugzeug ausgeübt werden» Weiterhin ist die Erfindung auch ohne weiteres auf Flugzeuge mit einem einzigen im Rumpf angeordneten Turbinentriebwerk und einer daran vorgesehenen einstellbaren Abgasführung anwendbar* Schließlich kann die-Erfindung in gleicher Weift se auf einstellbare Abgasführungen alt Mehr als zwei beweglichen Leitkanälen angewandt werden, vorausgesetzt, daß die verschiedenen Abmessungen und die verschiedenen Orientierungen der Ebenen, innerhalb deren die Ein- und Ausgänge vorgesehen sind, in geeigneter Weise abgestimmt werden»

Bei der Einstellung der Schubrichtung mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden aufgrund der vorstehenden Erläuterungen keine beachtenswerten Seitenkräfte auf das Flugzeug ausgeübt, so daß ein mit der erfindungsgemäßen Einrichtung ausgestattetes Flugzeug keinen schwierig zu beherrschenden Giermomenten ausgesetzt ist.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf das vorstehend beschriebene und erläuterte Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern vielmehr unter den bier gegebenen Richtlinien und im Rahmen des Gegenstandes der Erfindung sowie des allgemeinen Erfindungsgedankens in vielfältiger Weise ausführbar»

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Claims

Patentansprüche

1« Schublenk- bsw. -richteinrichtung zur wahlweise vorbentinMiten Ausrichtung eines von einem Strahltriebwerk erzeugten Strahl- bzw. Treibmittelstromes mit eine« ortsfesten sowie Mindestens einem beweglichen, einen vorzugsweise im wesetlichen kreisförmigen Auslaß aufweisenden Leitkanal, gekennzeichnet durch einen ersten beweglichen Leitkanal (26) Mit vorzugsweise im wesentlichen kreisförmigem Einlaß, der mit dem Auslaß des ortsfesten Leitkanalβ (25) übereinstimmt und so einen Treibmittelstrom von diesem aufnimmt sowie einen im wesentlichen kreisförmigen Auslaß aufweist, wobei Ein- und Auslaß des ersten beweg-

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lichen Leitkanals (26) in nichtparallelen Ebenen verlaufen, durch einen zweiten beweglichen Leitkanal (27) mit im wesentlichen kreisförmigen Einlaß, der mit dem Auslaß des ersten beweglichen Leitkanalβ (26) Übereinstimmt und so einen Treibmittelstrom von diesem aufnimmt sowie einen Auslaß besitzt, wobei auch Ein- und Auslaß des zweiten beweglichen Leitkanals (27) in nichtparallelen Ebenen verlaufen; durch eine die Leitkanäle verbindende und den ersten beweglichen Leitkanal (26) relativ zu dem ortsfesten Leitkanal (25) sowie den zweiten beweglichen Leitkanal (27) relativ zum ersten beweglichen Leitkanal (26) in entgegengesetztem Sinn und in nichtlinearer Weise verdrehende Betätigungsvorrichtung, deren nichtlineare Charakteristik so verläuft, daß der durch den Strahl- bzw« Treibmittelstrom erzeugte Schub stets in einer einzigen Ebene (P) (Einetellebene) wirkt.

2. Schublenk- bzw. -richteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nichtparallelen Ebenen, innerhalb deren die Aus- und Einlasse verlaufen, so ausgewählt sind, daß der durch den Strahl- bzw, Treibmittelstrom erzeugte Schub innerhalb eines Bereiche von wenigstens 90° verstell- bzw. verschwenkbar ist.

3, Schublenk- bzw,-richteinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß vorzugsweise je zwei drehbare

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Leitkanäle symmetrisch zu beiden Seiten der Längsachse (13) des Flugzeuge (1O) vorgesehen sind, wobei die Ebenen (p) innerhalb deren allein der Schub verstellbar ist, parallel zueinander und zur Längsachse (13) des Flugzeuge (io) sowie senkrecht zur Querachse (19) des Flugzeugs (io) verlaufen und wobei ferner eine die Verstellung der drehbaren Leitkanäle koordinierende, deren Betätigungsvorrichtungen verbindende Einrichtung Λ

vorgesehen ist.

h. Schublenk- bzw« -richteinrichtung nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß des zweiten beweglichen Leitkanalβ (27) kreisförmig ist und den Endauslaß der Leitkanäle bildet, wobei der erste und zweite bewegliche Leitkanal (26,27) im wesentlichen zylindrisch ausgebildet sind und die gemeinsame Achse des Ausgangs des ortsfesten Leitkanals (25) und des Eingangs des ersten beweglichen Leitkanalβ (26) koaxial mit den ^

Achsen der entsprechenden Leitkanäle ist und ferner die gemeinsame Achse des Ausgangs des ersten beweglichen Leitkanals (26) und des Eingangs des zweiten beweglichen Leitkanals (27) unter einem Winkel von weniger als k5° zu den Achsen der entsprechenden Leitkanäle verläuft«

5. Schublenk- bzw. -richteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsvor-

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richtung «inen primären Antrieb (70) »um Verdrehen und Einstellen dee ersten beweglichen Leitkanal· (26) relativ zum ortsfesten Leitkanal (25) und einen sekundären Antrieb (72) awn Verdrehen und Einstellen des zweiten beweglichen Leitkanals (27) relativ zum ersten beweglichen Leitkanal (26) aufweist, wobei der sekundäre Antrieb (72) mit einer Steuervorrichtung versehen ist, deren Einstellung eine direkte Funktion der Winkelstellung des ersten beweglichen Leitkanals (26) iet, sowie eine Übertragungsvorrichtung, welohe dio Steuervorrichtung und den «weiten beweglichen Leitkanal (27) miteinander so verbinden, daß letzterer in Übereinstii—nng mit der Einstellung der Steuervorrichtung vor- bzw, eingestellt wird, wobei die nicht^lineare Besiehung zwischen den Einstellungen des ersten und zweiten beweglichen Leitkanals (26,27) durch die Ausbildung der Steuervorrichtung bestirnt ist.

6. Schublenk- bzw« -richteinrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung eine Troszftel (88) uefaßt, deren Radius (R, R») sich über den wirksamen Troszaelbereich verändert und daß die Übertragungsvorrichtung ein Seil (9%) aufweist, das in Rillen bzw. Nuten (90,90·,90"59*0 der Troaaml (88) und des zweiten beweglichen Leitkanalβ (27) verläuft und geführt ist.

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7« Schublenk- bzw· -richteinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der sekundäre Antrieb (72) weiterhin eine drehbare, ortsfest auf dem ersten beweglichen Leitkanal (26) angeordnete Welle (74) umfaßt, sowie eine den ortsfesten Leitkanal (25) mechanisch zwangsläufig (positiv) mit der Welle (Jk) in der Veise verbindende Kupplung (80,82), daß die Winkelstellung der Welle (7*0 eine direkte Funktion der ReIa- ^ tlvstellung zwischen erstem beweglichen und ortsfestem Leitkanal (25,26) ist, wobei die Trommel (88) mit der Welle (74) verbunden ist und von dieser eingestellt wird«

8« Schublenk- bzw* richteinrichtung nach Anspruch 7t dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung ein erstes auf dem ortsfesten Leitkanal (25) in relativ festgehaltener Stellung befestigtes Kraftlibertragungselement (82) sowie ein mit der Welle (74) fest verbundenes zweites KrafÜbertragungselement (80) umfaßt, die beide zwangeläufig (positiv) so miteinander in Kingriff stehen, daß die durch den primären Antrieb (70) hervorgerufene Bewegung des ersten beweglichen Leitkanals (26) su einer dieser direkt proportionalen Winkelverstellung der Welle (7*0 und der damit verbundenen Steuervorrichtung führt·

9. Schublenk- bzw« -richteinrichtung nach Anspruch 5, 6,

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7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der primäre Antrieb (70) einen auf dem ortsfesten Leitkanal (25) befestigten Motor (65)f ein von diesem angetriebenes Antriebszahn- od, dgl, -rad (67) sowie 'ein am Umfang des ersten beweglichen Leitkanals (26) vorgesehenes und mit den Antriebezahn·» od. dgl« -rad (67) in Eingriff stehendes Ringzahn- od. dgl* -rad (68) zur direkten Verstellung des ersten beweglichen Leitkanals (26) durch den Motor (65) umfaßt.

10, Schublenk- bzw« -richteinrichtung nach Anspruch 8 oder 9t gekennzeichnet durch einen an das erste Kraftübertragungselament (82) zu dessen Verschiebung bzw« Bewegung aus seiner relativ festgehaltenen Stellung angekuppelten Zueatzantrieb_t zur Verstellung der Schubrichtung »us der vorbestimmten Einstellebene (p) zum Zweck· der Giermomentkontrolle.

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