DE1956834B2 - Kurz- bzw. Vertikalstart-Flugzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Kurz- bzw. Vertikalstart-Flugzeug mit mindestens einem im Flugzeugrumpf eingebauten Zweikreisstrahltriebwerk und getrennter Ausblasung und Steuerung des Heißgas- und Kaltgasstromes, bei dem eine hinter dem Flugzeugschwerpunkt angeordnete, zwischen einer hub- und einer schubliefernden Stellung verschwenkbare Heißgasdüse vorgesehen ist sowie eine Sammelkammer für den Kaltgasstrom, von welcher zumindest zwei vor bzw. hinter dem Flugzeugschwerpunkt angeordnete schwenkbare Kaltgasdüsen für die Schub- und Huberzeugung abzweigen.

Es ist bereits bekannt, bei einem Kurz- bzw. Vertikalstart-Flugzeu£ der eingangs genannten Art den Kaltgasstrom aus zwei vor dem Schwerpunkt angeordneten, seitlich am Rumpf austretenden Schwenkdüsen und den Heißgasstrom aus zwei hinter dem Schwerpunkt angeordneten Schwenkdüsen auszublasen (US-Patent 3t 60 368). Eine derartige, in den verschiedensten Abwandlungen existierende Anordnung hat jedoch den Nachteil, daß mit ihr ohne größere Schubänderungen keine Lagesteuerung des Flugzeuges ohne Verwendung weiterer, mit Kompressorabzapfluft betriebener spezieller Steuerdüsen möglich ist. So läßt sich der Schub der Schwenkdüsen nicht unabhängig voneinander regulieren, da die Schubsteuerung nur durch Änderung der gesamten Triebwerksleistung möglich ist. Zwar ist es denkbar, daß jeweils zwei Düsen — beispielsweise die beiden Düsen einer Seite bzw. das vordere oder hintere Düsenpaar — gemeinsam verstellt werden könnten. Damit wäre zwar auch eine unsymmetrische Schubverteilung und damit ein Steuermoment erzielbar, jedoch wäre damit der Nachteil verbunden, daß gleichzeitig unerwünschte Schubkomponenten entstehen, so daß mit jeder Steuerbewegung andere, unerwünschte Steuermomente gekoppelt sind. Ein weiterer Nachteil wird darin gesehen, daß bei dieser Anordnung der für eine Beladung wichtige schwerpunktnahe Raum durch Triebwerke und deren Strahl eingenommen ist.

Aus dem deutschen Gebrauchsmuster 1991 866 ist ein Zweikreisstrahltriebwerk für ein Kurz- bzw. Vertikalstart-Flugzeug bekanntgeworden, bei dem die Ausblasung und Steuerung des Heiß- und Kaltgasstromes getrennt erfolgt und eine schwenkbare Heißgasdüse hinter dem Flugzeugschwerpunkt angeordnet ist, während von einer Kaltgasstromsammelkammer schwenk bare Kaltgasdüsen für die Schub- und Huberzeugung abzweigen.

ίο Aus der deutschen Auslegeschrift 12 70413 ist eine Einrichtung zur Aufteilung des Kaltgasstromes über Absperr- und Steueranordnungen in hintere und vordere Kaltgasdüsen bekanntgeworden. Hierbei sind die hinteren Kaltgasdüsen als Schwenkdüsen hinter den heißen Düsen angeordnet.

Diese bekannten Einrichtungen erfordern zur Lagensteuerung um die drei Achsen einerseits einen Eingriff in die Drosselstellung oder das Komponentengleichgewicht der Triebwerkscharakteristiken und andererseits ίο einen zusätzlichen Aufwand an Bauelementen - wie zusätzliche Schwenkdüsen - um einzelne Flugzustände herbeiführen zu können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Kurz- bzw. Vertikalstart-Flugzeug der eingangs genannten Art die beim aufgeführten Stand der Technik genannten Nachteile zu beseitigen und eine Einrichtung zu schaffen, bei der einmal keinei lei Einbußen am Gesamuiennschub für die Lagesteuerung auftreten und zum andern keine zusätzlichen Bauelemente für irgendeine Flugbedingung notwendig sind, die bei anderen Flugbedingungen nicht benötigt werden.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die vor dem Flugzeugschwerpunkt liegende Kaltgasdüse zusammen rnit einem Teil ihrer Zuführungsleitung um eine zur Flugzeughochachse parallele Achse seitlich verschwenkbar ist. Durch diese Maßnahmen wird gegenüber dem Stand der Technik nicht nur durch den Fortfall zusätzlicher Elemente Baugewicht eingespart, sondern der Gesamtnennschub steht in jeder Düsenschwenklage und bei jedem Steuerimpuls voll für den Hub zur Verfügung. Es treten also keinerlei Einbußen am Gesamtnennschub infolge der Lagesteuerung auf.

Durch die beschriebene Anordnung ergibt sich die Möglichkeit, das oder die Triebwerke verhältnismäßig weit vom Schwerpunkt entfernt einzubauen, da die vor und hinter dem Schwerpunkt verteilten Hub- und Schubdüsen eine Kompensierung des durch die Versetzung des Triebwerks entstehenden Momentes erlauben. Auf diese Weise bleibt der für Beladungszwecke wesentliche schwerpunktnahe Raum innerhalb und unterhalb des Rumpfes für Lasten zur Verfügung.

Ein wesentlicher Vorteil der Anordnung ist, daß nur Luftleitungen mit relativ geringen Drücken und Temperaturen im inneren der Zeiie Hegen. Dadurch ist auch bei Auftreten eines Leckes in dieser Leitung keine Zerstörung von anderen Flugzeugteilen zu befürchten.

Ferner ist vorgesehen, daß zur Steuerung um die Hochachse (Giersteuerung) die Kaltgasdüsen in einer Querebene schwenkbar angeordnet sind. Da dafür nur 6c geringfügige Winkel erforderlich sind, kann die mit dem Kippen der Düsen verbundene Verminderung der Hubkraft vernachlässigt werden.

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

F i g. 1 einen vertikalen Längsschnitt durch einen Flugzeugrumpf mit einem hinter dem Schwerpunkt schräg eingebauten Zweikreistriebwerk,

F i g. 2 einen horizontalen Längsschnitt durch eine Anordnung gemäß F i g. 1.

Der Flugzeugrumpf 1 weist auf seiner Oberseite eine Einlauföffnung 2 auf, weiche zu dem Triebwerksschacht 3 führt Der Triebwerksschacht sowie das darin angeordnete Zweikreistriebwerk 4 sind in Flugrichtung geneigt, so daß sich sowohl im huüiiefernden als auch im schubliefernden Betrieb weder im Ansaugkana! 3 noch im Heißgasbereich des Triebwerkes Umlenkungen ergeben, die mehr als etwa 45° Detragen. Der Triebwerksschacht ist nach dem Niederdruckkompi essor 5 als Sammelkammer 6 für den Kaltgasanteil des Triebwerkes ausgebildet Dieser Sammelkanal weist mehrere Abzweigungen auf, weiche durch die Klappen 7.8 reguliert bz*. abgesperrt werden können.

Die Klappe 7 gibt im geöffneten Zustand den Weg zur Kaltgasleitung 9 frei, welche in die vordere Kaltgasdüse 10 einmündet. Wenn die Klappe 7 geöffnet ist, so nimmt die Klappe 8 die in F i g. 1 dargestellte Stellung ein, in der sie den Zugang zur hi iteren Kaltgashubdüse 11 freigibt und den Zugang zur Kaltgasschubdüse 12 versperrt. Durch eine teilweise Schließung der Klappe 7 läßt sich der vordere und hintere Kaltgasanteil regulieren. Die Klappe 8 ist mit der Klappe 7 auf eine nicht näher dargestellte Weise derart gekoppelt, daß bei Schließen der Klappe 7 (gestrichelte Stellung) gleichzeitig die Klappe 8 den Weg zur Kaltgasschubdüse 12 freigibt (gestrichelte Stellung). Diese Koppelung kann in an sich bekannter Weise durch mechanische, hydraulische oder elektrische Mittel durchgeführt werden.

Die Heißgasdüse ist aus einer hubliefernden in eine schubliefernde Stellung schwenkbar. Derartige Düsen, die entweder im ganzen verschwenkt werden oder verstellbare Düsen aufweisen, sind allgemein bekannt und deshalb der Übersichtlichkeit halber nicht näher dargestellt

Die vordere Kaltgasdüse 10 sowiß die hintere KaItgasdüse 11 vom Flugzeugschwerpunkt 14 aus gesehen, sind allseitig schwenkbar, wobei die Schwenkung in der vertikalen Längsebene zur Unterstützung der Transition, die Schwenkung in einer Querebene zur Giersteuerung verwendet wird. Zusätzlich ist die vordere Kaltgasdüse 10 mitsamt dem vorderen Teil der Kakgasleitung 9 um eine Achse 13 schwenkbar, so daß sie seitlich aus der Längssymmetrieebene des Flugzeuges versetzt wird. Diese Bewegung der Kaltgasdüse 10 dient zur Rollsteuerung des Flugzeuges.

Die Nicksteuerung des Flugzeuges kann in einfacher Weise durch unterschiedliche Verteilung des Kaltgases auf die vordere und hintere Kaltgasdüse erfolgen. Dabei ergibt sich kein Verlust der gesamten Schubleistung Für die Rollsteuerung ist vorgesehen, daß die vordere Kaltgasdüse seitlich versetzbar ist Eine kurze Überschlagsrechnung hat ergeben, daß nur eine geringfügig außerhalb der Rumpfkontur versetzte Kaltgasdüsc das erforderliche Moment um die Rollachse liefert. Auch dabei bleibt die gesamte Hubkraft voll erhalten.

Bei Änderung der Drosselstellung wird sich im allgemeinen das Verhältnis Kaltgasschub zu Heißgasschub ändern. Außderdem ist natürlich bei verschiedenen Belastungs'uständen die Lage des Flugzeugschwerpunktes verschieden. Auch die dadurch hervorgerufenen Momente können durch Variation des vorderen und hinteren Kaltgasanteiles ausgeglichen werden.

Wie aus den Figuren hervorgeht, bleibt durch die dargestellte Anordnung der Raum in Schwerpunktnähe innerhalb und unterhalb des Flugzeuges sowohl von Einbauten als auch von Triebwerksstrahlen frei, so daß genügend Raum zur Unterbringung bzw. Anhängung von Lasten verbleibt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Kurz- bzw. Vertikalstart-Flugzeug mit mindestens einem im Flugzeugrumpf eingebauten Zweikreisstrahltriebwerk und getrennter Ausblasung und Steuerung des Heißgas- und Kaltgasstromes, bei dem eine hinter dem Flugzeugschwerpunkt angeordnete, zwischen einer hub- und einer schubliefernden Stellung verschwenkbare Heißgasdüse vorgesehen ist sowie eine Sammelkammer für den Kaltgasstrom, von welcher zumindest zwei vor bzw. hinter dem Flugzeugschwerpunkt angeordnete schwenkbare Kaltgasdüsen für die Schub- und Huberzeugung abzweigen, dadurch gekennzeichnet, daß die vor dem Flugzeugschwerpunkt (14) liegende KaltgasdCse (10) zusammen mit einem Teil ihrer Zuführungsleitung (9) um eine zur Flugzeughochachse parallele Achse (13) seitlich verschwenkbar ist.

2. Kurz- bzw. Vertikalstart-Flugzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kaltgasdüsen (10, 11) zur Giersteuerung in einer Querebene schwenkbar angeordnet sind.