DE1901192A1 - Kombinationsflugschrauber - Google Patents

Description

• Kombinationsflugschrauber Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Kombinationsflugschrauber, d.h. ein Flug25eug mit einem Rotor für sein Abheben von der Stelle oder übar eine kurze Strecke sowie mit Vortriebsorganen und vorzugsweise auch mit einem Tragwerk, welches den Rotor während des Translationsfluges unterstützt.
• Der Bautyp des Kombinationsflußschraubers vereinigt also in sich dio Vorteile des Hubschraubers, indem er ein Abheben vom Boden ohne Roller erlaubt, und die des Tragflächen-Flugzeuges, indem er höhere Fluggeschwindigkeiten zuläßt. Jedoch wird die Vereinigung dieser Vorteile auf Koston einer komplizierten, schwerfälligeren und weniger Nutzlaßt als die normaler Hubschrauber zulassenden Konfiguration erzielt. Daher hat man versucht, diesen Bautyp zu vereinfachen, indem man vorschlug, beispielsweise den Rotor entweder durch einen Druckluftstrom mit oder ohne Nachverbrennung oder durch die Heißgase eines Strahltriebwerks anzutreiben. Ein anderer Vorschlag zielt darauf ab, den Vortrieb durch die Verwendung eines Strahltriebwerks anstelle eines Propeller-Turbo-Triebwerks zu vereinfachen.
• Ein anderer Vorschlag besteht schließlich darin, den Rotor im Schwebe- und Steigflug durch die Zuführung des Sekundärstromes (oder Primärstromes) eines Zweistromstrahltriebwerks anzutreiben: während der Primärstrom (oder Sekundärstrom) entweder nach unten oder oben oder in horizontaler Richtung abgeleitet wird; beim Translationsflug werden bei diesem Vorschlag beide Ströme für den Vortrieb ver-endet, wëhrend der Rotor durch Autorataton dreht. Diese letzte Lösung ist nur auf sehr schnell fliegende Flugzeuge anwendbar.
• Die Erfindung schlagt eine Lösung vor, bei der kei Spezialturbine benötigt wird.
• Bei der erfindungsgemäßen Lösung verwendet man mindestens ein Turbotriebwerk der Bauart, bei der ein oder mehrere Arbeitsräder unabhängig von den Turbinenrädern sind, welche mit den Verdichter und der Brennkammer einen Druckgaserzeuger (im folgenden "Druckgasgenerator" g@ bilden.
• Ein erfindungsgemäßer Flugachrauber mit einem durch Reaktion antreibbaren Rotor ist dadurch gekennzeichnet, daß er mindestens einen Druckgasgenerator eines Turbinen-Triebwerks von der Bauart mit ton den Turbinenrädern des G@nerators unabhängig arbeitenden Arbeitsrädern aufweist, wobei der Generator kombiniert ist mit einem die an eine Luftschraube angeschlossenen Arbeitsräder aufnehmenden Strömungskanal, cowie forner einen mit den Blättern des Rotors in Verbindung stehenden, von dem Strömungskanal an einer Stelle zwischen dem Gasgenerator und den @rbeitsrädern abgezweigten Entnahmekanal und ein Ventil an der Abzweigstelle des Entnahmekanals von dem Strömungskanal, zur Hinleitung der Heißgase des Generators zu dem Rotor und/oder den Arbeitsrädern.
• Beim Schwebeflug und Steigflug wird der größte Teil der Heißgase des Generators dem Rotor zugeführt, während beim Translationsflug die Arbeitsturbine die Gesamtheit oder den größten Teil der Gase aufnimmt.
• Gemäß einer günstigen Ausbildung der Erfindung ist eine von dem Arbeitsrad oder den Arbeitsrädern angetrieeine Luftschraube am Heck des Flugzeuges angeordnete und richtet einen Luftstrom auf eine Leitwerkklappe, die selbst in einem die Schraube des Propeller-Turbo-Triebwerkes umgebenden Strömungsmantelgehäuse angeordnet sein kann.
• Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Flugschraubers ist dadurch gegeben, daß er mindestens zwei Gasgeneratoren aufweist, die jeweils kombiniert sind mit Arbeitsrädern, die mit in oder an den starren Tragflächen angeordneten Luftschrauben gekuppelt sind.
• Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele in Verbindung mit der Zeichnung, Es zeigen: Fig. 1 eine teilweise aufgebrochene Seiteansicht eines erfindungsgemäßen Kombinationsflugschraubers entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel, Fig. 2 eine teilweise aufgebrochene Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Kombinationsflugschrauber entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel.
• In Fig. 1 ist mit 1 die Zelle eines erfindungsgemdßen Kombinationsflugschraubers bezeichnet, welcher insbesondere mit einem starren Flügel 2 und einem Rotor 3 ausgestattet ist. Dieser kann durch Reaktion in Drehung versetzt werden, wie z.B. durch Ausstoßen von Gas am Ende der Hohlblätter 4.
• Der Flugschrauber umfaßt ein Turbo-Triebwerk mit unabhängigen Arbeitsrädern, das einen Druckgasgenerator 5 und Arbeitsräder 6 aufweist. Der Gas generator umfaßt einen Verdichter 7, eine oder mehrere Brennkammern 8 sowie Turbinenräder 9, welche auf derselben Welle angeordnet sind wie die Verdichterräder. Der Generator ist In einen Störmungskanal 10 angeschlossen, welcher die über ein geeignetes übersetzungsgetriebe 11 an eine Luftschraube 12 angeschlossenen Arbeitsräder 6 enthält.
• Andererseits ist ein Entnahmekanal 13, welcher über die Rotorhohlwelle mit dem Inneren der Blätter 4 in Verbindung steht, an dem Störmungskanal 10 an einer Stelle zwischen dem Generator 5 und den Arbeitsrädern 6 abgezweigt.
• Organe, z.B. in Form eines beweglichen gekrümmten Schiebers 14, eines en der Abzweigstelle des Entnahmekanals 13 von dem Strömungskanal 10 vorgesehenen Verteilerventils ermöglichen es, die Heißgase des Generators 5 zu dem Rotor 3 und/oder den Arbeitsrädern 6 zu leiten.
• Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der tin die Schraube 12 angekuppelte Arbeitsradsatz 6 am Zweck des Flugzeugs angeordnet.
• Die Vortriebsluftschraube 12 ist vorzugswoise in einem Strömungstunnel 15 angeordnet, in dem ein Leitwerk 16 gelagert ist.
• Beim Schwebeflug auf der Stelle leitet der an der Abzweigstelle des Entnahmekanals 13 von dem Strömungskanal 10 angeordnete bewegliche Schieber 14 des Ventils den größten <2eil des Heißgases des Generators 5 in den Rotor 3 und gewährleistes dadurch dessen Antrieb durch Reaktion der durch die Düsen 4a austretenden Gase. Ein kleiner Teil der Gase wird vorzugsweise nach hinten in den Kanal 10 dem Arbeitsradsatz 6 zugaleitet, um die Schraube 12 mit geringer Drehzahl anzutreiben. lie Gase werden dann bei 17 aus dem Flugzeug geleitet. Für den Durchgang dieses geringen Teiles der Gase können im Schieber 14 geeignete Öffnungen 18 vorgesehen sein. Der von der Schraube 12 erzeugte Luftstrahl wird auf das Leitwerk 16 gerichtet und gewährleistet die Steuerung von Kurvenflugbewegungen.
• Beim franslationsflug wird der schieber 14 verstellt, (wie punktiert in Fig. 1 angedeutet) um den Entnahmekanal 13 zu verschließen, und die Arbeitsturbine 6 erhält die Gesamtheit der Gase des Generators 5, während der Rotor 3 durch Autorotation dreht. Jedoch ist es möglich, einen kleinen fell der Gase über die Öffnungen 18 oder über ein durch geeignete Anschläge erzieltes unvollständiges Schließen des Ventils 14 dem Rotor zuzuführen, um die Steuerung der Drehzahl des @@tors zu erleichtern.
• Schließlich besteht die Möglichkeit, das Flugzeug als Flugschrauber (Girodyne) arbeiten zu lassen, wobei die Heißgase sowohl dem Vortrieb 6-12 als auch der Tragschraube 3 zugeführt werden. In diesem letsteren Fall ist eine automatische oder nicht-automatische Regelung des Austrittsquerschnittes der Düse vorteilhaft.
• Bei dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine zweimotorige Version vorgesehen, wobei selbstverständlich auch eine größere Anzahl von Triebwerken möglich ist. In diesem Fall ordnet man zwei jeweils dem Gererator 5 nach Fig. 1 identische Gasgeneratoren 5a und 5b nebeneinander an, wobei jeder Generator einen Verdichter, eine oder mehrere Brennkammern und auf der Verdichterwelle gelagerte Turbinenräder aufweist und mit je einem Kanal 10a bzw. 10b kombiniert ist, der die Arbeitisräder 6a bzw. 6b aufnimmt. Diese sind über Untersetzungsgetriebe 11a bzw. 11b an Schrauben 12a und 12b angeschlossen, welche am starren Flügel 2 des Flugzeuges angeordnet sind. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind diese Schrauben Schubschrauben, jedoch könnte dieselbe Anordnung auch mit Zugschrauben zur Anwendung kommen.
• Aodererseits ist von den Kanälen 10a bzw. 10b zwischen den Generatoren 5a bzw. 5b und den Arbeitsrädern 6a bzw. 6b ein mit dem Inneren der Rotorblätter über die Rotorhohlwelle in Verbindung stehender Entnahmekanal 13' abgezweigt.
• Organe, z.B. in Form eines geeigneten Ventilschiebers 14'. ermöglichen es, die Heißgase der Generatoren 5a und 5b zu dem Rotor 3 und/oder den Arbeitsrädern 6a, 6b zu leiten.
• Die Arbeitwe@sen im Schwebeflug @nd im Translationsflug sind im wesentlichen dieselben wie im Falle des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1. Ferner sind die Gaskreise klar voneinander getrennt, so daß jeder Kreis eine Gruppe (ensemble) von Düsen des Rotors und ein Arbeitsrad mit der ihm zugeordneten Schraube antreibt Die Gruppe der Düsen kann über die Blätter des Rotors derart.verteilt seinS daß jedes Blatt zwei Gaskreise und zwei Düßen aufweist. Jede Gruppe ist einen einzigen Verteiler mit einem an der Abzweigstelle des Entnahmekanals 13' von den Kanälen 10a und 10b angeordneten Ventilschieber 14' zugeordnet.
• Eine andere Möglichkeit besteht darin, jedes Rotorblatt nur mit einer Düse auszustatten und jeweils eine gleichgraße Anzahl von Blättern zu einer Gruppe zusammenzufassen. Im Halle eines Flugzeuges mit zwei Triebwerken und vierblättrigem Rotor beispielsweise könnte man zwei Blätter einem Verteiler zuordnen dem wiederum ein Generator 5a sowie eine Arbeitsturbine 6a zugeordnet ist.
• Die Erfindung ist nicht auf die ausgeführten Beispiele beschränkt. Es sind zahlreiche Modifikationen möglich, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
• Sämtliche aus der Beschreibung und der Zeichnung, einschließlich deren konstruktiven Einzelheiten, hervorgehenden Merkmale können auch in beliebiger Kombination erfindungswesant;lich sein.

Claims (8)

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Kombinationsflugschrauber mit oinem durch Reaktion antreibbaren Hubrotor, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß er mindestens einen Druckgasgenerator (5 bzw. 5a,5b) eines Turbinen-Triebwerkes von der Bauart mit von den Turbinenrädern des Generators unabhängig arbeitenden Arbeitsrädern (6. bzw. 6a,6b) aufweist, wobei der Generator kombiniert ist mit einen die an eine Luftschraube (12 bzw.

12a,12b) angeschlossenen Arbeitsräder aufnehmenden Strömungskanal (10 bzw. 10a, 10b), sowie ferner einen mit den lattern (4) des Rotors (3) in Verbindung stehenden, von dem Strömungskanal an einer Stelle zwischen dem Gassenerator und den Arbeitsrädern abgezweigten Entnahmekanal (13 bzw. 13') und ein Ventil (14 bzw. 14') an der Abzweigstelle des Entnahmekanals von dem Strömungskanal, zur Hinleitung der Heißgse des Generators zu dem Rotor und/ oder den Arbeitsrädern.

2. Kombinationsflugschrauber nach Anspruch 1, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die der Schraube (ç12) zugeordneten Arbeitsräder (6) am Heck des Flugzeuges angeordnet sind.

3. Kombinationsflugschrauber nach Anspruch 2, d a -d u r c h g e k c n n z e 1 c h n e t , daß die Schraube (12) einer Leitwerksklappe (16) zur Beaufschlagung derselben mit einem Luftstrom vorgeschaltet ist zur Steuerung von Kurvenflügen.

4. Kombinationsflugschrauber nach Anspruch 3, d a -du r ¢ h g e k e n n t e i c h n e t , daß dem Verteilerventil Organe, z.B. Öffnungen oder Anschläge zugeordnet sind, um die Schraube (12) mit niedriger Drehzahl zur Gewährleistung der Steuerung von Kurvenflugbewegungen im Schwebeflug anzutreiben, während der größte Teil der Geee dem Rotor zugeführt wird.

5. Kombinationsflugschrauber nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß die am Heck des Flugzeuges angeordnete Schraube (12) in einem die Leitwerksklappe (16) tragenden Strömungsmantel angeordnet ist.

6. Kombinationsflugschrauber nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n s e i c h -n e t , daß dem Verteilerventil Organe wie Öffnungen (18) oder Anschlage zugeordnet sind, um mittels der Gase ein Antriebsmoment auf den Hauptrotor (3) auszuüben, während der größte Teil des Gases die Vort;riebsschraube (12) antreibt, und somit die Drehzahlsteuerung des Rotors zu erleichtern.

7. Kombinationsflugschrauber nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, cl a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t . daß er mindestens zwei Gasgeneratoren (5a,5b) aufweist, die Jeweils kombiniert sind mit Arbeitsrädern (6a ozw. 6b), die mit in oder an den starren Tragflächen (2) angeordneten Luftschrauben (12a bzw.12b) gekuppelt sind.

8 Kombinationsflugschrauber nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß die von einem Generator kommenden Gase den jeweils zugeordneten Arbeitsrädern und/oder einer bestimmten Groppe von Rotorblättern oder Düsen zuleitbar sind.

L e e r s e i t e