DE1931747A1 - Flugzeugstrahltriebwerk mit zu Steuerzwecken verschwenkbarer Duese - Google Patents

Description

ENTWICKLUNGSRING SÜD GbTBIl ' 13.Juni I969

MÜNCHEN . ■■'■-."

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Flugzeugstrahltriebwerk mit zu Steuerzwecken verschwenkbarer Düse. „ \

Die Erfindung betrifft ein Flugzeugstrahltriebwerk mit vor d«m Gasaustrittsende angeordneten, als Ejektoröffnungen sowie ,, als Austritte für den Bremsstrahl dienenden Öffnungen sowie einer nach Art eines Kugelgelenkes am Strahlrohrende gelagerten, zu Steuerzwecken verschwenkbaren Düse.

Durch die Verwendung des Schubstrahles selbst als Erzeuger für die St&uermomente lassen sich in bekannter Weise Leitwerksund Dämpfungsflächen für die Seiten- und Höhen-steuerung einsparen. Nach jüngsten Erkenntnissen kann die dadurch bewirkte Verringerung des Widerstandes im Schnellflug mehr als 20 % des Gesamtwiderstandes betragen.

Es ist bereits bekannt, die Ablenkung des Schubstrahls mittels einer allseitig verschwenkbaren, nach Art eines Kugelgelenkes am Strahlrohrende gelagerten Düse zu bewerkstelligen. Die zur Erzeugung der Steuermomente erforderlichen Ablenkwinkel betragen in der Regel nur wenige Winkelgrade. Um jedoch den Schub für Bremszwecke umkehren zu können, ist weiterhin schon vorgeschlagen worden, die Schubgase durch in den Abgasstrahl schwenkbare Leitflächen umzulenken und durch die im Normalflug als Ejektordüsen dienenden Öffnungen entgegen der Flugrichtung nach außen zu leiten« ;

Ein erheblicher Nachteil der Flugzeugeteuerung durch Schubstrahlablenkung wird darin gesehen, daß stets ein gewisser Mindest-Bchub vorhanden sein muß, um die erforderlichen Steuerkräfte aufbringen seu können, d.h., um eine Steuerkraft zu erhalten, rauß ©in© Vortriebskraft inkaufgenommen werden. Das ist aber

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gerade bei den steuerungstechnisch kritischen Landemanövern Von großem Nachteil. Bei einer Schubumkehrung muß darüberhinaus die Kontrolle über das Flugzeug vollständig verloren gehen, da die Schubgase die durch den Piloten verschwenkbare Steuerdüse nicht mehr passieren.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Einrichtung der eingangs genannten Art in der Weise zu verbessern, daß das Flugzeug ohne zusätzliche Einrichtungen, wie besondere Steuerdüsen, in jeder Phase, d.h. also bei Vorschub, neutralem Schub oder Bremsschub steuerbar ist.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die sich überlappenden Wandteile der Düse und des Strahlrohres in Richtung der Flugzeughoch- und -querächsen mit sich teilweise überdeckenden Öffnungen versehen sind, derart, daß bei Verschwenken der Düse in Verschwenkrichtung ein größerer, in entgegengesetzter Richtung ein kleinerer Ausschnitt geöffnet wird. Die Steuerkraft bei nicht umgelenktem Schubstrahl entsteht dadurch, daß dieser in einer bestimmten Richtung abgelenkt wird und seine Kraft in eine Vortriebs- und eine Steuerkomponente zerlegt wird. In Bremsschubstellung dagegen ergibt sich die Steuerkraft aus der Differenz zweier entgegengesetzt austretender Brems- ; schubstrahlen, was durch die unterschiedliche Größe der Austrittsöffnungen bewirkt wird. In beiden Fällen entsteht aber durch die Betätigung der Steuerdüse ein gleichsinniges Steuermoment. Die Öffnungen lassen sich so bemessen, daß der Pilot bei gleichbleibender Turbinendrehzahl die Schubumlenkung betätigen kann, ohne daß sich dabei die Steuermomente ändern·

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß bei einem Strahltriebwerk mit einem durch bewegliche Segmentklappen zur Querschnittsänderung gebildeten Austrittsquerechnitt die Segment klapp en bis zur vollständigen Verechließung de> Austritt«querschnitte« verstellbar sind. Dabei sind gesonderte

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Schubumiehrklappen überflüssig, wodurch die gesamte Anlage konstruktiv einfacher und leichter wird.

Weiterhin ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Öffnungen mit verstellbaren Leitgittern versehen sind. Dadurch kann der durch die Öffnungen nach außen geleitete Gasstrahl in schubneutrale Richtung gelenkt werden. Dabei heben sich die Wirkungen jeweils zweier auf entgegengesetzten Seiten austretender Strahlen auf, so daß weder ein Vortrieb noch ein Bremsschub erzeugt wird. Auch in dieser Position bleibt jedoch die Steuer-« fähigkeit des "Flugzeuges durch Betätigung der Ablenkdüse voll erhalten.

Die Verstellung der Düse erfolgt nach einem weiteren Merkmal der Erfindung in an sich bekannter Weise durch Steuerbefehl des Piloten bzw. eines Flugreglers.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Strahldüse im Schnitt in Normalstellung; Fig. 2 eine Steuerdüse gemäß Fig. 1 in verschwenkter Lage und Bremsschubsteilung.

Das Strahlrohr 1 ist an seinem Austrittsende derart verformt, daß es ein Kugelsegment bildet. Die Wandung des Kugelsegmentes ist mit mehreren, vorzugsweise in flichtung der Flugzeughochbzw, -querachsen weisenden Öffnungen 2 versehen. Außen auf dem Kugelsegment ist ein entsprechend geformter Abschnitt der Rückstoßdüse 3 gelagert, welcher durch hier nicht näher dargestellte Stellantriebe allseitig verschwenkt werden kann. Die Steuerdüse 3 weist ebenfalls mehrere Öffnungen k auf, welche sich mit den Öffnungen 2 in der dargestellten Weise teilweise überdecken. Der eigentlich wirksame Querschnitt wird also durch den von beiden Öffnungen 2, 4 freigelassenen Querschnitt gebildet.

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Am Austrittsende der Düse 3 sind Segmentklappen 5 angeordnet, durch -welche der Austrittsquerschnitt der Düse biszur vollständigen Verschließung regelbar ist.

Die Öffnungen 2,k sind mit Leitgittern 6,7 versehen, mittels derer die Strahlrichtung der durch die Öffnungen austretenden Gase variiert werden kann.

Fig. 2 zeigt die Einrichtung in einer Stellung, in der die Segmentklappen 5 vollständig geschlossen sind, so daß die gesamten Abgase durch die Öffnungen 2,4 nach außen treten. Durch eine Neigung der Düse 3 um einen Winkel O< vergrößert sich der wirksame Querschnitt der in der Zeichnung unteren Öffnung, während sich der Querschnitt der oberen Öffnungen verkleinert. Durch die Differenz der Schubstrahlen 8 und 9 entsteht das gewünschte Steuermoment.

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Claims (5)

EM 2 272 13.Juni I969 En/Hb - 5 - Patentansprüche

1. Flugzeugstrahltriebwerk mit vor dem Gasaustrittsende angeordneten, als Ejektoröffnungen sowie als Austritte für ;den Brerasstrahl dienenden Öffnungen, sowie einer nach- Art eines Kugelgelenkes am Strahlrohrende gelagerten, zu Steuerzwecken verschwenkbaren Düse, dadurch gekennzeichnet, daß die sich überlappenden Wandteile der Düse (3) und des Strahlrohres (1) in Richtung der Flugzeughoch- und -querach- aen mit sich teilweise überdeckenden Öffnungen (2,4) versehen sind, derart, daß bei Verschwenken der Düse in Verschwenkrichtung ein größerer, in entgegengesetzter Richtung ein kleinerer Querschnitt geöffnet wird.

2. Flugzeugstrahltriebwerk nach Anspruch 1, dadurch g e k e nnzeichnet , daß der Austrittsquerschnitt der Düse verschließbar ist.

3· Flugzeugstrahltriebwerk nach den Ansprüchen 1 und 2, mit einem durch bewegliche Segmentklappen zur Querschnittsänderung gebildeten Austrittsquerschnitt, dadurch g e ken nzeichnet , daß die Segmentklappen (5) bis zur vollständigen Ve*rschließung des Austrittsquerschnitte verstellbar sind.

4. Flugzeugetrahiytriebwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diel Öffnungen (2,4) mit Leitgittern (6,7) versehen sind.

5. Flugzeugetrahltriebwerk nach Anspruch 4, dadurch g e -

k e η η z; e i c h η e t , daß die Leitgitter (6,7) verstellbar sind.

6· Flugzeugstrahltriebwerk nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch $ β kenn ze i chnet , daß die Düse durch Steuerbefehl© dee Piloten bzw. eines Flugreglers in an sich bekann ter Weise verstellbar ist.

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