DE1936819U

DE1936819U - PLANE WITH MULTIPLE JETS.

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Publication number: DE1936819U
Application number: DED32613U
Authority: DE
Original assignee: Dornier Werke GmbH
Current assignee: Dornier Werke GmbH
Priority date: 1965-12-31
Filing date: 1965-12-31
Publication date: 1966-04-14

Description

RA. 685 9 08*31.12.65RA. 685 9 08 * 12/31/65

DORMER-ffERKE GMBH
Friedrichshafen a. B.DORMER-ffERKE GMBH
Friedrichshafen a. B.

Reg. 2082 GmReg. 2082 Gm

Flugzeug mit mehreren StrahltriebwerkenAirplane with multiple jet engines

Eines der wichtigsten Probleme bei senkrecht startenden und landenden Flugzeugen ist die Aufrechterhaltung der Schubsymmetrie während des Schwebefluges. Zur Lösung dieser Aufgabe trägt eine zur Flugzeuglängsachse symmetrische Aufteilung der Hubtriebwerke, welche vorwiegend seitlich am Rumpf oder in bzw. an den Flügeln angeordnet sind, bei. Die in dieser Weise angebrachten Hubtriebwerke geben bei einwandfreiem Arbeiten eine durch den Schwerpunkt des Flugzeugs führende Schubresultante. Bei Störungen im Yeriialten eines der Hubtriebwerke, bei Schubabfall oder auch bei einem Ausfall, treten jedoch schwer zu kontrollierende gefährliche Rollmomente auf. Für diesen Fall müssen besondere Ausgleichseinrichtungen vorhanden sein, um das Flugzeug im Gleichgewicht zu halten.One of the most important problems with aircraft taking off and landing vertically is maintaining thrust symmetry during the hover. To solve this problem carries a symmetrical division of the lift engines to the longitudinal axis of the aircraft, which are predominantly on the side of the fuselage or are arranged in or on the wings. The lift drives attached in this way give in perfect condition Working a thrust result leading through the center of gravity of the aircraft. In case of disturbances in the Yeriialten one of the Lifting engines, in the event of a drop in thrust or also in the event of a failure, however, dangerous roll moments that are difficult to control occur. In this case, special compensation devices are required be present to keep the aircraft in balance.

Bekannt ist, daß bei einer größeren Anzahl von Triebwerken auf jeder Seite des Flugzeugs, das, dem ausgefallenen entsprechende auf der anderen Seite liegende Trieb?\/erk, auszuschalten und so die Schubsymmetrie wieder herzustellen. Nachteilig ist der durch das Abschalten des nicht beschädigten Triebwerks entstehende zusätzliche weitere Schubverlust und die Tatsache, daß bei Flugzeugen mit beispielsweise nur zwei Triebwerken diese Methode nicht anwendbar ist.It is known that with a larger number of engines on each side of the aircraft, the, the failed corresponding drive on the other side? \ / Erk to switch off and so restore the thrust symmetry. The disadvantage is that of switching off the undamaged Engine resulting additional further loss of thrust and the fact that in aircraft with, for example, only two Engines this method is not applicable.

Ebenfalls sind Schubausgleichseinrichtungen bekannt, bei denen durch Kanäle von einer Flugzeugseite auf die andere in Notfällen Gas geführt werden kann und so die Düse bzw. Düsen des ausgefallenen Triebwerks zur Wiederherstellung der Schubsymmetrie von dem noch arbeitenden Triebwerk mit versorgt wird. Die Hälfte der Gasmenge des nicht gestörten Triebwerks wird in die Düsen des gestörten geleitet.Thrust compensation devices are also known in which channels from one side of the aircraft to the other In emergencies, gas can be fed and so the nozzle or nozzles of the failed engine to restore the thrust symmetry is supplied by the still working engine. Half of the gas volume of the non-malfunctioning engine is in the nozzles of the disturbed headed.

Bei einer anderen Ausführung werden die am Flugzeugrumpf angeordneten zur Vortriebserzeugung dienenden Triebwerke durch Gasführungskanäle mit seitlich des Rumpfes, beispielsweise an der Tragflächenunterseite, befindlichen Düsen verbunden. Hierdurch ist es möglich, daß die Schubtriebwerke auch währendIn another embodiment, the engines that are arranged on the aircraft fuselage are used to generate propulsion connected by gas ducts to the side of the fuselage, for example on the underside of the wing, located nozzles. This makes it possible that the thrust engines also during

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des Schwebefluges zu Hubzwecken mitverwendet werden können und besonders bei Störungen in einem der Hubtriebwerke ausgleichend eingreifen können«of the hover flight can also be used for lifting purposes and especially compensating for malfunctions in one of the lifting drives can intervene "

Weiterhin ist bekannt, daß bei Plugzeugen mit mehreren Strahltriebwerken ein Aushilfsverhältnis zwischen den Triebwerken dadurch erreicht wird, daß- mehrere Triebwerke ihre G-asströme einer gemeinsamen Leitung zuführen, von der dann die Reaktionsdüsen gespeist werden«, Nachteilig ist in diesem Pail die dauernde, auch bei normalem Arbeiten der Triebwerke, Beaufschlagung der gemeinsamen Leitung, die einen nicht erwünschten Schubverlust zur Folge hat.It is also known that with plug-in tools with several Jet engines a temporary relationship between the engines is achieved in that several engines their Feed the gas streams to a common line from which the reaction nozzles are then fed. ”This is a disadvantage Pail the permanent, even with normal operation of the engines, Acting on the common line, some not results in the desired loss of thrust.

Von diesen bekannten Schubausgleichseinrichtungen, bei denen es sich ausnahmslos um symmetrisch und seitlich des Plugzeugsrumpfes angeordnete Triebwerke handelt, geht die Neuerung aus.Of these known thrust compensation devices, which are without exception symmetrical and to the side of the plug stuff hull arranged engines acts, the innovation goes out.

Die mit Gasführungskanalen versehenen Schubausgleichseinrichtungen stellen dem Konstrukteur das schwierig zu lösende Problem der Unterbringung der Kanäle in den Tragflächen und ihre Durchführung durch den Plugzeugrumpf, da die relativ langen Rohre mit großem Durchmesser viel Platz beanspruchen. Die Aufgabe der Neuerung war, diese Schwierigkeiten zu vermeiden. The thrust compensation devices provided with gas ducts present the designer with the difficult to solve problem of accommodating the ducts in the wings and their implementation through the plug-in tool body, since the relatively long tubes with a large diameter take up a lot of space. The task of the innovation was to avoid these difficulties.

Das Ziel wird durch ein Plugzeug mit mehreren gleiehartigen Zweistrom-Turbostrahltriebwerken, die an jeder Seite eine gleiche Anzahl von schwenkbaren Gasaustrittsdüsen zur Hub- und Vortriebserzeugung aufweisen, erreicht, wobei die Summe der Abstände der einander entsprechenden Gasaustrittsdüsen von der Querebene vor und hinter derselben gleich grOß sind.The goal is through a plug tool with several equidistant twin-flow turbojet engines on each side have an equal number of pivotable gas outlet nozzles for lifting and propulsion generation achieved, the The sum of the distances between the corresponding gas outlet nozzles from the transverse plane in front of and behind the same is the same size are.

Neuerungsgemäß sind die Triebwerke in Längsrichtung hintereinander im Plugzeugrumpf angeordnet und die einander entsprechenden und einem der beiden Gasströme zugeordneten Gasaustrittsdüsen der einzelnen Triebwerke durch an sich bekannte auf beiden Seiten abschließbare Kanäle verbunden.According to the innovation, the engines are arranged in the longitudinal direction one behind the other in the plug-in tool fuselage, and they are arranged one behind the other corresponding and one of the two gas flows associated gas outlet nozzles of the individual engines by known per se Lockable channels connected on both sides.

Es ist zwar bekannt, Strahltriebwerke mit Strahlumlenkung für Hub- bzw. Vortriebserzeugung hintereinanderliegend und gleichweit von der Querebene entfernt am Plugzeug anzuordnen, jedoch weist diese Anordnung keine Mittel für die Herstellung eines Aushilfsverhältnisses unter den Triebwerken auf.It is known that jet engines with jet deflection for lifting or propulsion generation are arranged one behind the other and to be arranged equidistant from the transverse plane on the plug tool, but this arrangement has no means for production a temporary relationship among the engines.

Gemäß der Neuerung ist die konstruktive Art und Weise, in der die Triebwerke angeordnet sind, von untergeordneter Bedeutung. Sie brauchen nicht unbedingt innerhalb des Rumpfes selbst sein, sondern können auch beispielsweise auf dem Rumpf befestigt sein. Wesentlich ist nur_s daß sie mit dem Rumpf bzw. der Rumpfverkleidung eine Einheit bilden.According to the innovation, the constructive manner in which the engines are arranged is of subordinate importance. They do not necessarily have to be inside the fuselage itself, but can also be attached to the fuselage, for example. _S is essential only that they form with the hull or fuselage fairing a unit.

Anhand der Fig. 1,2 und 3 sei ein Ausführungsbeispiel der Neuerung, in welchem die einander entsprechenden Kaltgasstromdüsen der Triebwerke miteinander verbunden sind, näher erläutert. Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf die im Flugzeugrumpf hintereinander angeordneten Triebwerke.An exemplary embodiment of the innovation is based on FIGS. 1, 2 and 3, in which the cold gas flow nozzles corresponding to one another the engines are interconnected, explained in more detail. Fig. 1 shows a plan view of the in the aircraft fuselage engines arranged one behind the other.

Die Fig. 2 und 3 zeigen in schematischer Darstellung die Wirkungsweise der Gasaustauschkanäle.FIGS. 2 and 3 show a schematic representation the mode of operation of the gas exchange channels.

Die Triebwerke 1 und 2 sind im Flugzeugrumpf in der Flugzeuglängsachse in beliebigem Abstand voneinander hintereinander, wie es Fig. 1 veranschaulicht, angeordnet. Sie können einen gemeinsamen oder getrennten Lufteinlauf haben. Zur Anwendung kommen Zweistrom-Turbostrahltriebwerke mit vier seitlich angebrachten schwenkbaren Gasaustrittsdüsen _t Der Gesamtschub eines solchen Triebwerkes resultiert also aus vier Teilschüben und kann in einer beliebigen Richtung durch Verschwenken der Düsen von vertikal bis horizontal wirken. Ein besonders wichtiges Merkmal dieses Triebwerkes ist, daß der Vektor des Gesamtschubes immer durch einen gleichen Punkt geht, unabhängig von der Winkelstellung, welche die schwenkbaren Düsen einnehmen. Die Düsen für den Heißgasstrom 5 und 6 gleichen den Düsen für den Kaltgasstom 3 und 4«, Sie sind so bemessen, daß der Schub der kalten Gebläseluft annähernd gleich dem Schub der heißen Abgase ist.The engines 1 and 2 are arranged in the aircraft fuselage in the aircraft longitudinal axis at any distance from one another, as shown in FIG. 1. They can have a common or separate air inlet. For use twin-flow turbo jet engines come with four side-mounted pivotable gas outlet nozzles _t The overall thrust of such an engine so results from four sub-bursts and can in any direction by pivoting the nozzle of vertically acting to horizontal. A particularly important feature of this engine is that the vector of the total thrust always passes through the same point, regardless of the angular position which the swiveling nozzles assume. The nozzles for the hot gas stream 5 and 6 are the same as the nozzles for the cold gas stream 3 and 4 ″. They are dimensioned so that the thrust of the cold blower air is approximately equal to the thrust of the hot exhaust gases.

Wenn zwei solcher Triebwerke hintereinander angeordnet werden, so ist zu beachten, daß die Schubresuit ölende durch den Schwerpunkt des Flugzeugs geht. Um ein Verschieben der Schubresultante aus dem Schwerpunkt bei gestörtem Arbeiten eines Triebwerkes zu vermeiden, werden nach der Erfindung die Gasaustrittsdüsen gleicher Gasströme mit Kanälen verbunden, durch die ein Gasaustausch zwischen den Düsen vorgenommen werden kann. Vorzugsweise werden wie im Ausführungsbeispiel dargestellt, die einander entsprechenden Kaltgasstromdüsen der Triebwerke miteinander verbunden. In diesem Falle bereiten Isolierungsfragen keinerlei Schwierigkeiten und die auftretenden WärmeVerlusteIf two such engines are arranged one behind the other, it must be ensured that the thrust resuit oils through the center of gravity of the aircraft is about. To shift the thrust resultant out of the center of gravity in case of disturbed work of a To avoid the engine, the gas outlet nozzles of the same gas streams are connected to ducts according to the invention, through which a gas exchange between the nozzles can be made. As shown in the exemplary embodiment, the corresponding cold gas flow nozzles are preferably the Engines connected to each other. In this case, isolation issues do not cause any difficulties and the ones that arise Heat losses

sind kaum wahrnehmbar. Es können aber auch bei anderen Ausführungen die Heißgasstromdüsen Austauschkanäle haben.are barely noticeable. But it can also be used in other versions the hot gas flow nozzles have exchange channels.

Auf beiden Seiten eines jeden Austausch,- bzw. Verbindungskanals 11 und 12 sind Absperr- und Umlenkeinrichtungen 13 und 14 vorgesehenj die im lormalbetrieb den Austauschkanal sperren. Bei Triebwerksausfall geben sie die Kanäle frei und sperren die Düsen des nichtgestörten und die Verbindungsrohre zwischen Triebwerk und Düsen des gestörten Triebwerks. Dadurch wird der eine Gasstrom des normal arbeitenden Triebwerks umgeleitet und in die am ausgefallenen Triebwerk für den gleichen Gasstrom vorgesehenen Düsen geführt. Fällt beispielsweise das Triebwerk 1 aus, wie in der Fig. 2 dargestellt ist, so werden die Kaltgasdüsen 7 und 8 des Triebwerks 2 gesperrt und der Kaltgasstrom über die Austauschkanäle 11 und 12 den Kaltgasdüsen 3 und 4 des Triebwerks 1 zugeführt.On both sides of every exchange or connection channel 11 and 12 shut-off and deflection devices 13 and 14 are provided, which in normal operation the exchange channel lock. In the event of an engine failure, they open the ducts and block the nozzles of the undisturbed and the connecting pipes between the engine and the nozzles of the malfunctioning engine. This becomes the one gas flow of the normally operating engine diverted and fed into the nozzles provided on the failed engine for the same gas flow. For example, falls If the engine 1 is off, as shown in FIG. 2, the cold gas nozzles 7 and 8 of the engine 2 are blocked and the cold gas flow is fed to the cold gas nozzles 3 and 4 of the engine 1 via the exchange ducts 11 and 12.

Die Verbindungsrohre vom Triebwerk 1 zu den Düsen 3 und 4- werden gesperrt, um ein Bückströmen der Gase in das Triebwerk 1 zu vermeiden. Der Verlauf des Kaltgasstromes ist durch einen mit Pfeilen versehenen durchgehenden Strich gezeigt und der Heißgasstrom, welcher in diesem Ausführungsbeispiel seinen normalen Weg beibehält, mit einer strichpunktierten Linie. Die Absperreinrichtung 13 und 14- dient sowohl zum Absperren der Verbindungskanäle wie zum Schließen der Düsen und der Verbindungsrohre am Triebwerk. Sie kann selbstätig oder von Hand betätigt werden.The connecting pipes from the engine 1 to the nozzles 3 and 4 are blocked to prevent the gases from flowing back into the Avoid engine 1. The course of the cold gas flow is shown by a continuous line provided with arrows and the hot gas flow, which is in this embodiment maintains normal path, with a dash-dotted line. The shut-off device 13 and 14- serves both to shut off the Connection channels such as for closing the nozzles and the connecting pipes on the engine. It can be operated automatically or by hand will.

In der Fig. 3 sind die Stellungen der Absperr- und Umtokeinrichtungen 13 und 14 und der Verlauf der Gasströme gezeigt, wenn das Triebwerk 2 ausgefallen ist.In Fig. 3 are the positions of the shut-off and Umtokeinrichtungen 13 and 14 and the course of the gas flows are shown when the engine 2 has failed.

Aus den Fig. 2 und 3 ist ersichtlich, daß die Summen der Abstände der Gasaustrittsdüsen von der Querebene 15 vor und hinter derselben gleich sind.From FIGS. 2 and 3 it can be seen that the sums of the distances between the gas outlet nozzles from the transverse plane 15 and before behind them are the same.

Gegenüber den bisher bekannten Ausführungen ergeben sich nach der vorgeschlagenen Lösung eine Reihe von Vorteilen. Die schwierig anzubringenden langen Verbindungskanäle durch Rumpf und Flächen fallen fort. Es wird weniger Raum beansprucht und konstruktive Schwierigkeiten werden vermieden. Weiterhin ist durch die Anordnung der Triebwerke im Rumpf eine aerodynamisch günstige Flügelausbildung möglich und gleichzeitig ein konstruktiv einfacheres Tragwerk, da die Leitungen für die Triebwerksbedienung im Flügel wegfallen. Compared to the previously known designs, the proposed solution has a number of advantages. The difficult to attach long connecting channels through the trunk and surfaces are eliminated. It takes up less space and constructive difficulties are avoided. Furthermore, the arrangement of the engines in the fuselage makes it aerodynamic Favorable wing design possible and at the same time a structurally simpler supporting structure, since the lines for the engine operation in the wing are no longer necessary.

Die Dimensionierung des Tragwerks k_ann nach, den Luftkräften und nicht nach den höheren Landestoßkräften erfolgen.The dimensioning of the structure according to nn k _a, and not be the aerodynamic forces after the higher landing impact forces.

Auch werden durch die Anordnung der Strahltriebwerke im Rumpf, "bei Ausfall eines Triebwerkes die sonst bei symmetrischer Anordnung auftretenden Rollmomente vermieden. Die Schubsymmetrie zur Längsachse bleibt erhalten. Bei Triebwerksausfall sind nach dem Umschalten auf die Yerbindungskanäle keinerlei Momente um irgendeine der Flugzeug-Achsen vorhanden, die durch Trimmeinrichtungen ausgesteuert werden müssen. Die Schubresultante führt stets durch den Schwerpunkt und es ist lediglich ein Schubverlust entstanden. Hierdurch ist eine hohe Sicherheit gegeben. Ein weiterer Vorteil ergibt sich aus der Möglichkeit des Einmotorenfluges. Bekanntlich wird für den normalen Reiseflug nur ein Teil der während des Start- und LandeVorganges benötigten Triebwerksleistung benötigt. Zwecks Kraftstoffersparnis kann es von Vorteil sein, wenn ein Triebwerk im Reiseflug ausgeschaltet wird. Durch die vorgeschlagene Lösung ist dieses möglich. Im Einmotorenflug treten bei einem nach der Neuerung ausgebildeten Flugzeug keine einseitigen Momente auf, welche durch das Seitenleitwerk oder andere aerodynamischen Einrichtungen ausgeglichen werden müssen. Dabei spielt es keine Rolle, welches der Triebwerke abgeschaltet wird. Zusammenfassend ergibt sich eine Anordnung, deren Herstellung wenig Aufwand erfordert und deren Gebrauch mit geringen Leistungsverlusten verbunden ist.Also, due to the arrangement of the jet engines in the fuselage, "if one engine fails, the otherwise symmetrical Arrangement occurring roll moments avoided. The shear symmetry to the longitudinal axis is retained. In the event of an engine failure After switching to the connection channels, there are no moments about any of the aircraft axes that must be controlled by trimming devices. The thrust result always leads through the center of gravity and it is only there was a loss of thrust. This gives a high level of security. Another advantage arises from the possibility of single-engine flight. It is well known that only part of the normal cruise is required during take-off and landing required engine power. In order to save fuel it can be an advantage if an engine is switched off while cruising. By the proposed solution is this possible. In single-engine flight, there are no one-sided moments in an aircraft designed according to the innovation, which have to be compensated for by the vertical stabilizer or other aerodynamic devices. It doesn't matter Role which of the engines is switched off. In summary, the result is an arrangement, the production of which requires little effort and their use is associated with low power losses.

27.12.65
Bau/sb.12/27/65
Construction / sb.

Claims

Ee _S. 2082 ^. 685 908 * Ϊ1 Y)

S c iu t z claims

1. Airplane with several twin-flow turbojet engines of the same type, which on each side have an equal number of. swiveling gas outlet nozzles for generating lift and propulsion have, the sums of the distances between the corresponding gas outlet nozzles from the transverse plane in front of and behind the same are of the same size, characterized in that the engines in the longitudinal direction one behind the other in the plug train fuselage are arranged and the gas outlet nozzles corresponding to one another and assigned to one of the two gas flows of the individual engines are connected by channels that are known per se and can be locked on both sides.

2. Aircraft according to claim 1, characterized in that the corresponding cold gas flow nozzles of the engines are connected to each other.

12/27/65
Baa / Sb.