DE1914474C

DE1914474C - Aircraft with thrust and / or or lift blown

Info

Publication number: DE1914474C
Authority: DE
Inventors: Jan Dipl Ing 2150 Buxte hude Haas Jan Tomas Dipl Ing Groene wald Hans 2000 Hamburg Konecny
Original assignee: Hamburger Flugzeugbau GmbH, 2103 Hamburg
Publication date: 1972-04-27

Description

, Die Erfindung bezieht sich auf ein, The invention relates to a

mit Schub- und bzw, oder Hubgebläsen, die mittelswith thrust and or, or lifting fans, which by means of

Gasleitungen mit Gaserzeugern verbunden sind,Gas pipes are connected to gas generators,

UiTi bei Luftahrzeugen, die mit Schub- oder Hubgebläsen ausgestattet sind, eine günstige Nettoschub- bzw, -hubhöhe zu erreichen, weisen die von den Gaserzeugern gelieferten Heißgase verhältnismäßig hohe Drücke und Temperaturen auf. Deshalb sind der Aufbau und die Isolierung der die Gebläse mit den Gaserzeugern verbindenden Gasleitungen von besonderer Bedeutung, Um eine bestmögliche Lösung zu finden, muß das Gasleitungssystem ein geringes Gewicht und kleine Außenabmessungen sowie einen spannungstragenden Aufbau mit geringer Wärmebelastung der Umgebung aufweisen.UiTi for aircraft with thrust or lift fans are equipped to achieve a favorable net pushing or lifting height, the Gas generators supplied hot gases to relatively high pressures and temperatures. That's why the construction and insulation of the gas lines connecting the blowers to the gas generators from of particular importance, In order to find the best possible solution, the gas pipeline system must have a small one Weight and small external dimensions as well as a stress-bearing structure with low heat load the environment.

Mit der Erfindung wird diese Aufgabe bei einem in der eingangs beschriebenen Weise gestalteten Luftfahrzeug dadurch gelöst, daß als Gaserzeuger Zweistromtriebwerke dienen, daß die Gasleitungen aus einem dünnwandigen Innenrohr und einem mit Abstand konzentrisch über diesem angeordneten Mantelrohi bestehen und daß im Innenrohr die Heißgase der Gaserzeuger und im Ringraum zwischen dem Innen- und Mantelrohr die Zweitstromluft der Gaserzeuger geführt sind.This object is achieved with the invention in an aircraft designed in the manner described at the outset solved in that two-current engines serve as a gas generator that the gas lines from a thin-walled inner tube and a jacket tube arranged concentrically above this at a distance exist and that in the inner tube the hot gases of the gas generator and in the annulus between the Inner and jacket pipe the secondary air flow of the gas generator are guided.

Auf diese Weise wird die relativ kalte Zweitstromluft der Gaserzeuger als im Ringraum zwischen dem Innenrohr und dem Mantelrohr geführter Mantelstrom zum Bilden eier Isolierschicht benutzt, die eineii gewichts- und raumsparenden Aufbau der Gasleitungen ermöglicht. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß auf eire aus Fasern oder Geweben bestehende Isolierschicht verzichtet wird. Besonders bei höheren Temperaturen der Heißgase, beispielsweise über 950 · K, und bei großen Gasdrücken wird damit ein Gewichts- und Raumgewinn ohne Einbuße an Betriebssicherheit gegenüber Gasleitungen mit bekannten Isolierschichten erreicht.In this way, the relatively cold secondary flow air the gas generator as a sheath flow guided in the annular space between the inner tube and the jacket tube used to form an insulating layer, which is a weight- and space-saving structure of the Allows gas pipes. Another advantage of the invention is that on eire made of fibers or tissues existing insulating layer is dispensed with. Especially at higher temperatures of the hot gases, for example over 950 · K, and with high gas pressures there is a gain in weight and space without loss of operational safety compared to gas pipes with known insulating layers achieved.

Eine Bauform der Erfindung sieht vor, daß das Innenrohr vor dem Eintritt der Gasleitung in das Schub- oder Hubgebläse endet und daß die Heißgase und die Zweitstromluft der Zweistromtriebwerke vor dem Schub- oder Hubgebläse gemischt werden. Die Erfindung kann aber auch so gestaltet sein, daß die Heißgase vor der Beaufschlagungsschnecke der Schub- oder Hubgebläse mit der Zweitstromluft der Gaserzeuger oder zwischen den Leitschaufeln der Turbinen der Schub- oder Hubgebläse mit der Zweitstromluft der Gaserzeuger gemischt werden. Je nach der Bauart der Schub- oder Hubgebläse und deren gewünschtem Leistungsverhalten wird die Zweitstromluft der Zweistromtriebwerke mit den Heißgasen an den genannten Stellen der Gasleitung bzw. der Gebläse gemischt.A design of the invention provides that the inner tube before the gas line enters the Thrust or lifting fan ends and that the hot gases and the secondary flow air from the turbofan engines mixed with the thrust or lift fan. The invention can also be designed so that the Hot gases in front of the admission screw of the thrust or lifting fan with the second stream air of the Gas generator or between the guide vanes of the turbines of the thrust or lifting fan with the Second stream air of the gas generator are mixed. Depending on the type of thrust or lifting fan and their desired performance is the secondary flow air of the turbofan engines with the Hot gases mixed at the named points of the gas line or the fan.

Um gegebenenfalls einen kontinuierlich verlaufenden Mischvorgang bzw. übergang zwischen der Zweitstromluft der Gaserzeuger und deren Heißgasen herbeizuführen, sind erfindungsgemäß am Ende des Inne irohres den Ringquerschnitt zum Mantelrohr hin stufenweise verkleinernde, an beiden Enden oflcne Übergangsleitungen vorgesehen.In order to have a continuously running mixing process or transition between the Second stream air to bring about the gas generators and their hot gases are according to the invention at the end of the Inside irohres gradually reducing the ring cross-section towards the jacket tube, at both ends Open transition lines provided.

Eine andere Bauform der Erfindung sieht vor, daß das Innenrohr mittels annähernd tangential am Mantelrohr anliegender Streben im Mantelrohr abgestützt ist. Hiermit werden bei Wärmedehnungen in den Streben Verformungen des Mantelrohres unter" bunden.Another design of the invention provides that the inner tube by means of approximately tangential Jacket pipe adjacent struts is supported in the jacket pipe. This means that when there is thermal expansion in the struts deformations of the jacket tube under "bound.

Die Erfindung sieht ferner vor, daß das Innenrohr aus einem hoch.warmfesten Stahl und daß das Mantelrohr aus einem Leichtmetall besteht. Diese Werk-Stoffe gestatten bezüglich der Betriebssicherheit sowie einer'Raum- und Gewichtseinsparung eine optimale Auslegung der Gasleitungen,The invention also provides that the inner tube made of a high-temperature steel and that the jacket pipe consists of a light metal. These work substances permit regarding operational safety as well an 'space and weight saving an optimal Design of gas pipes,

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung veranschaulicht. Es zeigt
A b b, 1 einm waagerechten Längsschnitt, undEmbodiments of the invention are illustrated in the drawing. It shows
A bb, 1 in a horizontal longitudinal section, and

ip zwar in schematischer Darstellung, durch eine ein Schub- und bzw. oder Hubgebläse mit einem Zweistromtriebwerk verbindende Gasleitung, ip although in a schematic representation, by a Gas line connecting thrust and / or lifting fan with a turbofan engine,

Abb. 2 einen senkrechten Querschnitt durch die Gasleitung nach der Linie II-II in der A b b, 1 inFig. 2 shows a vertical cross section through the gas line along the line II-II in A b b, 1 in

is vergrößertem Maßstab,is enlarged scale,

A b b. 3 einen waagerechten Längsschnitt, ebenfalls in schematischer Darstellung, durch eine andere Bauform einer ein Schub- und bzw. oder Hubgebläse mit einem Zweistromtriebwerk verbindenden Gasleitung, A b b. 3 shows a horizontal longitudinal section, also in a schematic representation, through another Design of a gas line connecting a thrust and / or lifting fan with a turbofan engine,

Abb. 4 einen senkrechten Querschnitt durch die Beaufschlagungsschnecke des Schub- oder Hubgebläses nach der Linie IV-IV in der Abb. 3 in vergrößertem Maßstab,Fig. 4 shows a vertical cross section through the feed screw of the thrust or lifting fan according to the line IV-IV in Fig. 3 on an enlarged scale,

A b b. 5 einen waagerechten Längsschnitt durch einen Teil einer anderen Bauform einer Gasleitung mit am Ende des Innenrohres befindlichen Ubergangsleitungen. A b b. 5 shows a horizontal longitudinal section through part of another design of a gas line with transition lines located at the end of the inner tube.

Bei der in den A b b. 1 und 2 veranschaulichten Ausführungsform ist ein Schub- und bzw. oder Hubgebläse 1 eines im übrigen nicht dargestellten Luftfahrzeuges mittels einer Gasleitung 2 mit einem Gaserzeuger verbunden. Als Gaserzeuger dient ein Zweistromtriebwerk 3. Die Gasleitung 2 besteht aus einem dünnwandigen Innenrohr 4 und einem mit Abstand konzentrisch über diesem angeordnfiten Mantelrohr5. Im Innenrohr werden die Heißgase des Gaserzeugers und in einem Ringraum 6 zwischen dem Innenrohr und dem Mantelrohr 5 die Zweitstromluft des Gas-In the case of the A b b. 1 and 2 illustrated embodiment is a thrust and / or lift fan 1 of an aircraft, otherwise not shown, by means of a gas line 2 with a gas generator connected. A twin-flow engine 3 is used as a gas generator. The gas line 2 consists of one thin-walled inner tube 4 and a jacket tube 5 arranged concentrically above this at a distance. The hot gases from the gas generator are in the inner tube and in an annular space 6 between the inner tube and the jacket pipe 5, the second stream air of the gas

4» erzeugers geführt.4 »producer.

Das Innenrohr4 (Abb. 2) ist mittels annähernd tangential am Mantelrohr 5 anliegender Streben 7 im Mantelrohr abgestützt. Das Innuirohr besteht zweckmäßig aus einem hochwarmfesten Stahl, wäh-The inner tube4 (Fig. 2) is approximately by means of struts 7 resting tangentially on the jacket tube 5 are supported in the jacket tube. The Innuirube exists expediently made of a high-temperature steel, while

rend das Mantelrohr aus einem Leichtmetall gefertigt sein kann.rend the jacket tube can be made of a light metal.

Wie die A b b. 1 erkennen läßt, endet das Innenrohr 4 vor dem Eintritt der Gasleitung in das S^hub- oder Hubgebläse 1, so daß die Heißgase und dieLike the A b b. 1 shows, the inner tube 4 ends before the gas line enters the S ^ hub- or lifting fan 1, so that the hot gases and the

5" Zweitstromluft des Gaserzeugers vor dem Schuboder Hubgebläse gemischt werden. Beim Betreiben des Schub- oder Hubgebläses liefert das Zweistromtriebwerk 3 Heißgase in der Pfeilrichtung α durch das Innenrohr 4 zum Schub- und bzw. oder Hubgebläse 1. Vor dessen Beaufschlagungsschnecke 8 werden die Heißgase mit der aus dem Zweistromtriebwerk durch den Ringraum 6 zwischen dem Innen- und Mantelrohr zugeführten Zweitstromluft gemischt und gelangen sodann als Antriebsgase /.uWhen the thrust or lift fan is operated, the twin-flow engine 3 delivers hot gases in the direction of the arrow α through the inner tube 4 to the thrust and / or lift fan 1 mixed with the secondary flow air supplied from the twin-flow engine through the annular space 6 between the inner tube and jacket tube and then arrive as drive gases /.u

einer das Schub- oder Hubgebläse 1 antreibenden, nicht gezeichneten Turbine. Die im Ringraum 6 geführte Zwp^;tstromluft isoliert die Umgebung .gegenüber den Heißgasen.
Eine andere Ausführungsform der Erfindung ist in den Abb.3 und 4 veranschaulicht. Dort besteht der Gaserzeuger aus einem Zvieistromtriebwerk 9, das mittels einer Gasleitung 10 mit einem Schub- und bzw. öder Hubgebläse 11 verbunden ist. Diea turbine, not shown, driving the thrust or lifting fan 1. The Zwp guided in the annular space 6 ^; Stream air isolates the environment from the hot gases.
Another embodiment of the invention is illustrated in FIGS. There, the gas generator consists of a Zvieistromkraftwerk 9, which is connected by means of a gas line 10 with a thrust and / or or or or or or or or not lifting fan 11. the

Gasleitung weist ein dünnwandiges Tnnenrohrli ρ und ein mit Abstand konzentrisch über diesem anf qrdnetes Mantelrohr 13 auf. Im Innenrohr werden die Heißgase des Gaserzeugers und in einem Ringraum 14 zwischen dem Innenrohr 12; und dem Mant telrohrl3 die Zweitstromluft des Zweistromtrieb-Werkes 9 geführt. Abweichend von dem in den A b b, 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist rjier das Innenrohr 12 bis zu den Leitschaufeln einer nicht dargestellten Turbine des Schub- oder Hub- ip gebläsesll geführt. Die Heißgase werden folglich Ϊ zwischen den ebenfalls nicht gezeichneten Leitschaup fein der Turbine des Schub- oder Hubgebläses mit der Zweitstromluft des Gaserzeugers gemischt,
|- Der in der Abb. 5 gezeigte Teil einer Gasleitung '5The gas line has a thin-walled inner tube ρ and a jacket tube 13 which is spaced concentrically above this and which is connected to it. In the inner tube, the hot gases from the gas generator and in an annular space 14 between the inner tube 12; and the jacket telrohrl3, the second flow air of the two-flow drive plant 9 out. In a departure from the exemplary embodiment shown in FIGS. A bb, 1 and 2, the inner tube 12 is guided as far as the guide vanes of a turbine, not shown, of the thrust or lift blower. The hot gases are consequently mixed with the secondary flow air of the gas generator between the also not shown Leitschaup fine of the turbine of the thrust or lifting fan,
| - The part of a gas line shown in Fig. 5 '5

15 ist so ausgebildet, daß am Ende eines Innenrohres15 is designed so that at the end of an inner tube

16 einen Ringquerschnitt 17 zu einem Mantelrohr 18 hin stufenweise verkleinernde, an beiden Enden offene Übergangsleitungen 19 vorgesehen sind. Die in der Pfeilrichtung b durch das Innenrohr 16 strömen- a° den Heißgase werden in den Übergangsleitungen 19 stufenweise mit der ebenfalls in der Pfeilrichtung b im Ringquerschnitt 17 strömenden Zweitstromluft eines nicht gezeichneten Zweistromtriebwerkes gemischt und sodann als Antriebsgase einem nicht dargestellten Schub- und bzw. oder Hubgebläse zugeführt. 16, transition lines 19 which are open at both ends and which gradually decrease in size towards a jacket tube 18 are provided. The hot gases flowing in the direction of arrow b through the inner tube 16 are gradually mixed in the transition lines 19 with the second-flow air of a two-flow engine (not shown), which is also flowing in the direction of arrow b in the annular cross-section 17, and then used as drive gases for a thrust and or or a lifting fan.

Bei den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen werden die Gaserzeuger vorzugsweise so betrieben, daß die im Ringraum zwischen dem Innen- und Mantelrohr geführte Zweitstromluft der Zweistromtriebwerke eine Temperatur bis zu 200 ⁰C aufweist.In the above embodiments, the gas generator are preferably operated so that the run in the annular space between the inner and the jacket tube of the secondary air flow turbofan works at a temperature up to 200 ⁰ C.

Claims

Patent claims:

1. Aircraft with thrust and / or lift fans that are connected to gas generators by means of gas pipes are connected, characterized in that the gas generator is dual-flow engines djen ^ n that the gas pipes from a thin-walled inner tube and a n-nt spacing arranged concentrically above this Shell pipe exist and that in the inner pipe the hot gases of the gas generator and in the annulus the two-stream air between the inner and jacket pipes the gas generators are listed,

2. Aircraft according to claim 1, characterized in that that the inner tube ends before the gas line enters the thrust or lift fan and that the hot gases and the Second-stream air from the dual-stream engines in front of the » Thrust or lift fans are mixed,

3. Aircraft according to claim I, characterized in that the hot gases in front of the loading screw (8) the thrust or lifting fan with the secondary flow for the gas generator be mixed.

4. Aircraft according to claim 1, characterized in that the hot gases between the Guide vanes of the turbines of the thrust or lifting fan, v «e be mixed with the secondary air flow from the gas generator.

5. Aircraft according to claim 1, characterized in that that at the end of the inner tube the ring cross-section towards the jacket tube gradually reducing transition lines open at both ends are provided.

6. Aircraft according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that the inner pipe by means of struts (7) in the casing pipe which are approximately tangential to the casing pipe is supported.

7. Aircraft according to one or more of claims 1 to 6, characterized in that the inner tube made of high-temperature steel and that the jacket tube is made of high-temperature steel. a light metal consists.

1 sheet of drawings