DE1946592B2 - Klappenanordnung zur strahlablenkung bei flugzeug-triebwerksschubduesen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Klappenanordnung zur Strahlablenkung bei Flugzeug-Triebwerksschubdüsen mit an einem innerhalb der Strahldüse befindlichen Mittelkörper angeordneten Klappen nach dem Oberbegriff des vorstehenden Patentanspruchs 1.

Derartige Klappenanordnungen sind beispielsweise aus der US-PS 32 80 561 und der CH-PS 2 58 510 bekannt. Bei den bekannten Klappenanordnungen sind die Klappen an ihren Hinterkanten am Mittelkörper angelenkt und mittels der Schwenkvorrichtung in eine Schubumkehrstellung schwenkbar, in welcher sie stromaufwärts schräg nach außen weisen.

Bei den bekannten Klappenanordnungen handelt es sich also um reine Schubumkehrer, da die Klappen nur zwischen einer unwirksamen Stellung, in denen sie Teile der Mittelkörperwandung bilden, und der Schubum

kehrstellung verschwenkbar sind.

Es ist jedoch wünschenswert, eine derartige Klappenanordnung nicht nur zur Schubumkehrung, sondern auch zur Schubverminderung oder Schubneutralisierung verwenden zu können. Dazu müßten die Klappen in eine Stellung schwenkbar sein, in welcher sie schräg stromabwärts nach außen weisen.

Dabei ist es selbstverständlich wünschenswert, daß die Klappen beim Verschwenken aus der Ruhestellung ίο zuerst die Schubverminderungsstellung durchlaufen und sodann die Schubumkehrstellung erreichen, und nicht etwa umgekehrt. Dazu wäre es, ausgehend von den erwähnten bekannten Anordnungen, theoretisch denkbar, die Klappen anstatt am hinteren Klappenende am vorderen Klappenende am Mittelkörper anzulenken. so daß sie zunächst in eine schräg stromabwärts weisende Stellung zur Schubverminderung und sodann in eine schräg stromaufwärts weisende Stellung zur Schubumkehrung geschwenkt werden könnten. Das hätte aber den Nachteil, daß die Klappen dann beim Schwenken zwischen der Schubverminderungsstellung und der Schubumkehrstellung eine Stellung durchlaufen müßten, in welcher sie genau radial vom Miltelkörper abstehen und daher die freien Klappenenden einen sehr großen Abstand vom Mittelkörper hätten. Dies ist aber insbesondere bei Flugzeugen, bei denen die Triebwerke am hinteren Flugzeugende angeordnet sind und die mit verhältnismäßig großem Anstellwinkel landen müssen, sehr unerwünscht, da dort die Gefahr besteht, daß eine an der Triebwerksunterseite angeordnete Klappe auf den Boden aufschlägt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Klappenanordnung der eingangs dargelegten Art so auszubilden, daß die Klappen aus ihrer Ruhestellung zunächst in eine Schubverminderungsstellung und sodann in eine Schubumkehrsteliung schwenkbar sind, wobei die Klappen während des Schwenkens keine Zwischenstel'ung durchlaufen sollen, in welcher ihre Enden übermäßig weit vom Mittelkörper abstehen.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs angegebene Anordnung gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Klappenanordnung sind die Klappen weder mit ihren Vorderkanten noch mit ihren Hinterkanten am Mittelkörper angelenkt, sondern nur durch eine etwa in Klappenmitte angelenkte Schwinge mit dem Mittelkörper verbunden. Beim Schwenken in die Schubverminderungsstellung drehen sich die Klappen im wesentlichen um ihre Vorderkamen herum. Der Übergang von der Schubverminderungsstellung zur Schubumkehrstellung erfolgt durch Drehen der Klappen jeweils um den Anlenkpunkt der Schwinge herum, wobei die Klappen eine zur Triebwerksachse parallele Zwischenstellung durchlaufen, so daß ihre Enden in keiner möglichen Stellung übermäßig weil vom Mittelkörper abstehen.

Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sine Gegenstand der Unteransprüche.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßet Klappenanordnung wird nachstehend mit Bezug auf dii Zeichnung näher beschrieben. Darin stellen dar
F i g. 1 die Klappenanordnung in der Ruhestellung,
F i g. 2 die Klappenanordnung in der Schubverminde rungsstellung,

Fig. 3 die Klappenanordnung in der Schubumkehr stellung, und

Fig.4 eine perspektivische Ansicht einer mit de Klappenanordnung versehenen Strahldüse.

Die in der Zeichnung sichtbare, rechteckige Strahldüse weist obere und untere Außenwände 13 sowie Seitenwände 15, die zusammen einen Gaskanal 10 umschließen, und einen den Gaskanai in zw.;i Teilkanäle 11 unterteilenden Mittelkörper 12 auf. Die oberen und unteren Außenwände 13 sind jeweils durch eine ausfahrbare und einziehbare Verlängerungsklappe 16 entsprechend dem jeweiligen Betriebszustand veriängerbar.

Der Mittelkörper 12 enthält eine Klappenanordnung mit pro Teilkanal 11 einer Klappe 19, die in ihrer Ruhestellung (Fig. 1) mit der Mittelkörperwandung 14 bündig ist und ein Teil derselben bildet. Aus dieser Ruhestellung ist die Klappe 19 in eine Schubverminderungsstellung (Fig. 2) schwenkbar, in welcher sie den zunächst etwa parallel zur Triebwerksachse 18 strömenden Gasstrahl (Pfeile 17) in Richtung der Pfeile 20 schräg auswärts stromabwärts ablenkt. Außerdem ist die Klappe \9 in eine Schubumkehrstellung (Fig.3) schwenkbar, in welcher sie den Gasstrahl in Richtung der Pfeile 21 schräg stromaufwärts auswärts umlenkt.

Zur Klappenbetätigung ist eine Schwenkvorrichtung mit einem Druckmittelstellantrieb 24 vorgesehen, dessen Kolbenstange einen Kreuzkopf 25 trägt, jeder der Klappen 19 ist über eine einerseits am Kreuzkopf 25 und andererseits an einer zwischen den beiden Klappenenden 28 und 29 gelegenen Stelle mittels eines Gelenkzapfens 27 an der Klappe angelenkten Koppel 26 mit dem Kreuzkopf 25 verbunden. Außerdem ist jede Klappe 19 über eine Schwinge 36 gelenkig mit dem Mittelkörper 12 verbunden, die einerseits ebenfalls mittels des Gelenkzapfens 27 an der Klappe und andererseits mittels eines Gelenkzapfens 30 am Mittelkörper angelenkt ist. Wenn der Kreuzkopf 25 mittels des Druckmittelstellantriebs 24 aus seiner in Fig. 1 gezeigten Stellung in die in Fig. 2 gezeigte Stellung verschoben wird, werden die Klappen 19 jeweils um den mitielkörperseitigen Gelenkzapfen 30 der Schwinge 36 herum in die Schubverminderungsstellung ausgeschwenkt.

Außerdem ist zum Schwenken jeder Klappe zwischen der Schubverminderungsstellung und der Schubumkehrstellung jeweils eine Klappendrehvorrichtung mit einem weiteren Druckmittelstellantrieb 33 vorgesehen, der einerseits am mittelkörperseitigen Gelenkzapfen 30 und andererseits mittels eines Gelenkzapfens 34 an einem drehfest an der Klappe angeordneten Hebelan satz 35 angelenkt ist. In der Ruhestellung und der Schubverminderungsstellung der Klappen 19 ist die Kolbenstange des jeweils zugehörigen Druckr.iittelstellantriebs 33 ausgefahren, und zum Schwenken der Klappen in die Schubumkehrstellung (F i g. 3) wird diese Kolbenstange eingezogen, wodurch die betreffende Klappe 19 um den klappenseitigen Gelenkzapfen 27 der Schwinge 36 herum gedreht wird, so daß dann die Klappenunterseite 32 dem Gasstrahl entgegensteht.

Wie ersichtlich ist, ist die Anordnung so getroffen, daß der Kreuzkopf 25 in der Schubverminderungsstellung (Fig. 2) der Klappen 19 eine derartige Position aufweist, daß be' einem Versagen des Druckmittelstellantriebs 24 die Klappen aufgrund des Gasdruckes in die Ruhestellung gedrängt werden können. Außerdem ist die Anordnung so ausgelegt, daß der in der Schubverminderungsstellung auf die Klappenoberseite 31 wirkende Gasdruck die Klappe mit ihrem vorderen Ende 28 zum Mittelkörper 12 hin zu drehen sucht, so daß ein Versagen des Druckmittelstellantriebs 33 in dieser Klappenstellung keine Auswirkungen hätte. In der Schubumkehrstellung (Fig.3) der Klappen weist die Ano^rdnung eine solche Geometrie auf, daß ein Versagen der Druckmittelstellantriebe 24 und 33 keine Änderung der Klappenstellung und folglich keinen Verlust des Umkehrschubes zur Folge hätte, da der in dieser Klappenstellung vollständig zurückgezogene Kreuzkopf 25 die Koppel 26 in einer Winkelstellung hält, aufgrund derer der Druckmittelstellantrieb 24 bei einem Versagen in seiner eingefahrenen Stellung gehalten würde, und da der Druckmittelstellantrieb 33 vollständig eingefahren ist, so daß aufgrund des Gasdruckes keine weitere Drehung der Klappe möglich ist.

Jede Klappe weist an ihrem vorderen Ende einen relativ zur übrigen Klappe schwenkbaren Endteil 37 auf. an welchem ein Hebel 38 drehfest angeordnet ist, der seinerseits über einen Lenker 39 derart mit der Schwinge 36 gelenkig verbunden ist, daß dieser schwenkbare Klappenendteil beim Schwenken der Klappe 19 aus der Schubverminderungsstellung in die Schubumkehrstellung aus seiner mit der übrigen Klappe fluchtender. Normallage so weil einwärts geschwenkt wird, daß er in der Schubumkehrstellung im wesentlichen stromaufwärts weist.

Obwohl die Klappen vorzugsweise zuerst in die Schubverminderungsstellung und sodann erst in die Schubumkehrstellung geschwenkt werden, ist es selbstverständlich auch möglich, durch gleichzeitige Betätigung der beiden Druckmittelstellantriebe 24 und 33 die Klappen aus ihrer Ruhestellung, in welcher sie in Aussparungen 23 des Mittelkörpers 12 liegen, unmittelbar in die Schubumkehrstellung zu bewegen.

In den Fig. 2 und 3 ist schematisch eine Situation angedeutet, wie sie bei Flugzeugen, bei denen die Triebwerke am hinteren Ende angeordnet sind und die mit großem Anstellwinkel landen, auftreten kann. Dabei kann der Bodenabstand der Strahldüse sehr klein sein. wobei es selbstverständlich darauf ankommt, daß auch unter solchen Umständen die ICIappenanordnung ohne Gefahr des Aufschiagens der unteren Klappen auf den Boden betätigt werden kann. Der Abstand zwischen der unleren Klappe und dem schematisch angedeuteten Boden 41 ist in den Fig.2 und 3 mit 42 bzw. 43 bezeichnet. Diese Darstellungen zeigen, daß bei der beschriebenen Klappenanordrung ein Schwenken der Klappen zwischen der Schubverminderungsstellung (F i g. 2) und der Schubumkehrstellung (F i g. 3) auch bei dem dargestellten geringen Bodenabstand noch möglich ist.

Die Klappenanordnung ist hinterhalb des durch die Hinterkanten der oberen und unteren Strahldüsenaußenwände 13 festgelegten Querschnitts 44 angeordnet und die Verlängerungsklappen 16 befinden sich bei in Betrieb befindlicher Klappenanordnung selbstverständlich in ihrer eingezogenen Stellung (F i g. 2 und 3).

Fig.4 zeigt perspektivisch die Strahldüsen eines an dei Unterseite eines Tragflügels 45 eines Flugzeugs angeordneten Triebwerkspaares, wobei bei einer der Strahldüsen die Klappenanordnung in der Schubumkehrstellung und die Verlängerungsklappen 16 in der eingezogenen Position un«J bei der anderen Strahldüse die Klappenanordnung in der Ruhestellung und die Verlängerungsklappen 16 im ausgefahrenen Zustand dargestellt sind.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Klappanordnung zur Strahlablenkung bei Flugzeug-Triebwerksschubdüsen mit an einem innerhalb der Strahldüse befindlichen Mittelkörper angeordneten Klappen, die in ihrer Ruhestellung Teile der Mittelkörperwandung bilden, und mit einer Schwenkvorrichtung, welche jeweils an einer etwa in der Klappenmitte befindlichen Anlenkstelle an den Klappen angelenkt ist, zum Ausschwenken der Klappen in den Gasstrahl hinein in eine Schubumkehrstellung, dadurch gekennzeichnet, daß jede Klappe (19) über eine etwa in ihrer Mitte {Gelenkzapfen 27) angelenkte Schwinge (36) mit dem Mittelkörper (12) verbunden und mittels der Schwenkvorrichtung (Druckmittelstellantrieb 24; Kreuzkopf 25; Koppel 26) um den mittelkörperseitigen Gelenkzapfen (30) der Schwinge in eine SchubverminderungSjtellung ausschwenkbar ist, in weiche die Klappe stromabwärts schräg nach außen weist, und daß eine Vorrichtung (33, 34, 35) /um Drehen der Klappe um ihren Anlenkpunki an der Schwinge aus der Schubverminderungsstellung über eine zur Triebwerksachse parallele Zwisehensiellung in die Schubumkehrstellung vorgesehen ist, in welcher die Klappe schräg stromaufwärts weist und mit ihrer Hinterkante am Miltelkörper angrenzt.

2. Klappenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappendrehvorrichtung einen Druckmitlelsullantrieb (33) aufweist, der einerseits an dem die Schwinge (36) mit dem Mittelkörper (12) verbindenden Gelenkzapfen (30) und andererseits an einem mit seinem inneren Ende drehfest mit der Klappe (19) verbundenen Hebelansatz (35) an einer vom klappenseitigen Anlenkpunkt (Gelenkzapfen 27) der Schwinge abgelegenen Stelle (Gelenkzapfen 34) angelenkt ist.

3. Klappenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils der vordere Klappenendteil (37) mit Bezug auf die Klappe (19) schwenkbar i>t und drehfest mit einem Hebel (38) verbunden ist, der über einen Lenker (39) mit der Schwinge (36) gelenkig derart verbunden ist, daß der vordere Klappenendteil beim Schwenken der Klappe in die Schubumkehrstellung aus seiner mit der Klappe fluchtenden Normallagc so weit einwärts schwenkt, daß er in der Schubumkehrstellung im wesentlichen stromaufwärts weist.