DE19547261C2

DE19547261C2 - Verfahren sowie Mehrfunktionsantriebsdüse zur Erzeugung von Hub-, Schub-, Steuerungs- und Stabilisierungskräften

Info

Publication number: DE19547261C2
Application number: DE1995147261
Authority: DE
Original assignee: KUBAN
Current assignee: KUBAN
Priority date: 1995-12-07
Filing date: 1995-12-07
Publication date: 1999-09-02
Anticipated expiration: 2015-12-08
Also published as: DE19547261A1

Description

Düsenantrieb für Fluggeräte mit VTOL (= Vertical take off and landing = Senkrechtstart und -landung) Eigenschaften wird z. Zt. selten angewandt. In den bisherigen Lösungen derartiger Antriebe sind die Hub-, Schub-, Steuerungs- und Stabilisierungsfunktionen durch mehrere unabhängige Systeme realisiert worden.

Beispiele für die Verwendung von Strahltriebwerken in VTOL Fluggeräten:

- Hawker Siddeley Harrier - Hub- und Schubkräfte sind von vier beweglichen Strahlern erzeugt, Steuerungs- und Stabilisierungskräfte sind bei niedrigen Geschwindigkeiten von sechs weiteren Strahlern erzeugt.
- Dornier Do 31 und Hawker Siddeley Transporter - Experimentalflugzeuge mit zwei separaten Triebwerken und mehreren Düsen in Gondeln an beiden Flügeln.
- "Flying Bedstead" Forschungsprüfstand der Firma Rolls-Royce - Hubkraft ist von vier starren nach unten gerichteten Strahlern erzeugt, Steuerungs- und Stabilisierungskräfte sind von vier weiteren Strahlern erzeugt.

Solche Lösungen zeichnen sich durch hohe technische Komplexität aus.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Erzeugung von Hub-, Schub-, Steuerungs- und Stabilisierungskräften mit einem regelbarem Vektor in einer Mehrfunkionsdüse zu gewährleisten. Das Konzept des Mehrfunktionsantriebs erlaubt ein verhältnismäßig einfaches Flugzeug zu bauen mit überragenden Flugleistungen, insbesondere in Bezug auf die Steiggeschwindigkeit und Manövrierfähigkeit. Einfachheit erhöht die Verläßlichkeit des Antriebssystems.

Die Mehrfunktionsdüse für das angemeldete Verfahren besteht aus einem Mantel (1), einem Zentralkörper (2) und einem mechanischen System (3) das die radiale und aale Bewegung und Positionierung des Zentralkörpers (2) innerhalb des Mantels (1) ermöglicht. Das mechanische System (3) sowie das Aggregat (4) zur Erzeugung von gasförmigen Verbrennungsprodukten unter hohem Druck wurden in der Zeichnung nur schematisch angedeutet. In der schematischen Darstellung (Fig. 1) ist der Mantel und das Aggregat in dem Flugkörper integriert. Es ist selbstverständlich möglich, daß der Flugkörper und/oder das Aggregat mit dem Zentralkörper integriert ist und der Mantel um das Zentralkörper bewegt wird.

Der Innenrand des Mantels und der Außenrand des Zentralkörpers bilden einen ellipsenförmigen Austritt der Multifunktionsdüse.

Die Lage des Zentralkörpers innerhalb des Düsenmantels bestimmt die Form des Strahles der, abhängig von der Form, die Hub-, Schub-, Steuerungs- und Stabilisierungskräfte erzeugt.

Fig. 2a und 2b demonstriert die Funktionsweise der Multifunktions antriebsdüse im Schwebezustand sowie beim Starten und Landen des Fluggerätes. Der Zentralkörper (Steuerungsteil) liegt konzentrisch innerhalb des Düsenmantels, der Strahl ist symmetrisch, leicht nach außen abgewinkelt um die Stabilität des Fluggerätes in der Schwebelage zu erhöhen.

Fig. 3a und 3b demonstriert Funktionsweise der Multifunktionsantriebsdüse bei vertikalem Flug. Der Zentralkörper (Steuerungsteil) liegt asymmetrisch innerhalb des Düsenmantels, der Strahl ist dadurch ebenfalls asymmetrisch.

Durch eine Veränderung der Lage des Zentralkörpers innerhalb des Mantels verändert sich die Form des ringförmigen Strahls und damit die Art und Richtung der Bewegung des Fluggerätes. Das Drehen des ellipsenförmigen Zentralkörpers innerhalb des ebenfalls ellipsenförmigen Mantels erlaubt sogar das Drehen des Fluggerätes um die vertikale Achse.

Ein derartiger Düsenantrieb ermöglicht die Konstruktion von neuartigen Fluggeräten (5) mit VTOL Flugeigenschaften, die sich aber durch eine enorme Vereinfachung des technischen Design auszeichnen. Derartige Fluggeräte brauchen keine Trag- und Steuerflächen (Ruder). Damit eignet sich die Mehrfunktionsantriebsdüse auch für Fluggeräte die in großen Höhen operieren. Ferner kann diese Lösung auch für den Antrieb von Raumfahrzeugen Anwendung finden.

Claims

1. Mehrfunktionsantriebsdüse zur Erzeugung von Hub-, Schub-, Steuerungs- und Stabilisierungskräften bestehend aus einem Mantel, einem Zentralkörper (Steuerungsteil), wobei der Innenrand des Mantels und der Außenrand des Zentralkörpers einen ringförmigen Austritt der Mehrfunktionsantriebsdüse bilden und einem mechanischem System zur Verstellung der Lage des Zentralkörpers innerhalb des Mantels, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

1. der Zentralkörper liegt im wesentlichen in der Ebene des Düsenaustritts,
2. der Umfang des Zentralkörpers ist kleiner als der Innenumfang des Mantels,
3. der Zentralkörper ist axial in der Düse verschiebbar,
4. der Zentralkörper ist in der Ebene des Düsenaustritts seitlich verschiebbar,
5. nach innen und außen so verschwenkbar, daß ein Teil nach innen und der gegenüberliegende Teil nach außen schwenkt 1,
6. die Dimensionierung und Formgebung des Düsenaustritts sind so gestaltet, daß der austretende Strahl zumindest auf eine Länge, die dem Düsendurchmesser entspricht, ringförmig bleibt.