DE2016805A1

DE2016805A1 - Flugzeug

Info

Publication number: DE2016805A1
Application number: DE19702016805
Authority: DE
Inventors: John Weybridge Surrey Wotton (Großbritannien)
Original assignee: British Aircraft Corp Ltd
Current assignee: British Aircraft Corp Ltd
Priority date: 1969-04-09
Filing date: 1970-04-08
Publication date: 1970-10-15
Also published as: FR2041146A1

Description

Dipl. Ing. H. Viauck
Dipl. Phys. W. Srfwnita

8 München iS,Hoeatisir.23
Tel, 5380536

British Aircraft Corporation
Limited

100 Pall Mall, 6. April 1970

London, S.W. 1, England Anwaltsakte M-I113

Plugzeug

Die Erfindung bezieht sich auf ein Plugzeug mit Nebenstrom-Strahltriebwerken, ■- die einen Oaserzeuger und ein ummanteltes Gebläse enthalten.

Soweit bekannt, werden sämtliche z.Zt. geplanten Unterschall-Großflugzeuge voraussichtlich durch Strahltriebwerke mit Nebenstromgebläsen angetrieben, wobei die Triebwerke einen Gaserzeuger enthalten, der ein ummanteltes, entweder vor oder hinter dem Gaserzeuger angeordnetes Gebläse antreibt. Derartige Nebenstrom-Strahltriebwerke haben einen großen Durchmesser; so hat ein kennzeichnendes Beispiel für ein derartiges Triebwerk eine Ummantelung mit einem Durchmesser, der in der Größenordnung von 2,5 m liegt.

Bei einem Plugzeug mit niedrig angesetzten Tragflügeln ist es vor teilhaft, das Fahrgestell mit den Tragflügeln zu verbinden und die Flugzeugräder unterhalb des Kabinenbodens in den Rumpf einzuziehen. Falle Triebwerke mit großem Durchmesser unterhalb der Flügel ange-

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bracht werden, müssen die Fahrgestellbeine sehr lang ausgebildet werden, damit für einen ausreichenden Bodenabstand gesorgt wird.

Wahlweise können die Triebwerke auch am hinteren Plugzeugabschnitt am Rumpf befestigt werden. Bei Triebwerken mit großen Durchmessern wird es bei einer derartigen Anordnung jedoch schwierig, ein annehmbares Luftwiderstandsverhalten zu erzielen, zumindest teilweise wegen der Wechselwirkung der Rumpf/Zellen-Luftströmung.

Bei Unterschall-Großflugzeugen geht die Entwicklung ebenfalls dahin, im Querschnitt im wesentlichen kreisförmige Plugzeugrümpfe von großem Durchmesser zu schaffen, um beispielsweise acht Sitze nebeneinander anordnen zu können. Ein derartiger Rumpf hat einen Durchmesser in der Größenordnung von 6 m. Ein derart ausgebildeter Rumpf hat eine große Außenfläche und infolgedessen einen hohen Luftwiderstand und ist bei Verwendung zur Zeit bekannter Bauweisen im Verhältnis zu dem nutzbaren Kabinenraum schwer.

Erfindungsgemäß sollen durch eine neue Ausbildung des Flugzeug-W rumpfes und Anordnung des Triebwerks die oben erwähnten Nachteile der bekannten Konstruktionen unter Beibehaltung ihrer Vorteile weitestmöglich vermieden werden.

Zu diesem Zweck schafft die Erfindung ein Plugzeug der eingangs beschriebenen Art, das dadurch gekennzeichnet ist, daß der Rumpf im Querschnitt mehrere seitlich aneinander angrenzende Wölbungen aufweist, die durch im wesentlichen teilzylindrische Sohalen gebil det werden, welche sich allmählich zu nach hinten und mit seitli-

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chem Abstand zueinander verlaufenden Schalenenden verjüngen, wobei Jedes Schalenende eine den Oaserzeuger eines der Triebwerke aufnehmende Zelle bildet und von einer einen Ringkanal bildenden Ummantelung umgeben ist, die das Triebwerksgebläse umschließt, welches hinter dem größten Teil des Oaserzeugers oder hinter dem gesamten Oaserzeuger angeordnet ist.

Der im Hinblick auf den Plugzeugrumpf verwendete Ausdruck "ein Querschnitt mit mehreren seitlich aneinander angrenzenden Wöl-

en

bungen" soll unter anderem eil/Rumpf beschreiben, der zwei im Querschnitt C-förmig ausgebildete, sich zugekehrte Schalen enthält, die an den Enden des C entweder unmittelbar oder mittelbar durch ein oder mehrere im Querschnitt im wesentlichenteilkreisförmige Schalenteile miteinander verbunden sind.

Vorzugsweise hat der Rumpf einen doppelt gewölbten Querschnitt, wobei zwei Triebwerke verwendet werden.

Da die Ummantelungen seitlich nebeneinander liegen, gehen ihre Außenkonturen vorzugsweise glatt ineinander über.

Das Leitwerk des Plugzeugs, d.h. die Stabilisier- und Steuerflächen am hinteren Plugzeugende, ist vorzugsweise von der bekannten "Butterfly" Bauweise und enthält zwei V-förmig angestellte Leitflächen,die jeweils auf einer Seite des hinteren Rumpfabschnitts verlaufen.

Die Erfindung wird nunmehr anhand der beiliegenden Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigt:

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Pig. 1 eine Seitenansicht des hinteren Rumpfabschnittes, Pig. 2 die Aufsicht des hinteren Rumpfabschnittes, Pig. j einen Schnitt längs der Linie III-III der Fig. 2, Fig. 4 eine Hinteransicht in Blickrichtung d,es Pfeiles IV in Fig.l, Fig. 5 einen Längsschnitt längs der Triebwerksmittellinie V-V

der Fig. 2,
Fig. 6 einen Längsschnitt längs der Plugzeugmittellinie VI-VI

der Fig. 2,
Fig. 7 eine Unteransicht in Blickrichtung des Pfeiles VII der Fig. 1,

Fig. 8 einen Schnitt längs der Linie VIII-VIII der Fig. 2, Fig. 9 einen Schnitt längs der Linie IX-IX der Fig. 2, Fig. 10 eine Seitenansicht des gesamten Flugzeuges mit ausgefahrenem Fahrgestell^ .
Fig. 11 eine Vorderansicht des Flugzeuges mit ausgefahrenem

Fahrgestell, und
Fig. 12 eine perspektivische Darstellung des hinteren Rumpfendes.

Der Flugzeugrumpf hat im Querschnitt eine doppelt gewölbte Form mit Seite-an-Seite aneinander liegenden Wölbungen (diese Form wird auch als "Doppelblase" bezeichnet), wobei die zweimal gewölbte Form durch einander zugekehrte, im Querschnitt C-förmige Schalen 1 und 2 gebildet wird, die an den Verbindungslinien 3 und 4, welche durch die Enden des C gebildet werden, miteinander verbunden sind (s. insbesondere Fig. 4).

Nach hinten verjüngen sich die Schalen 1 und 2 allmählich zu naoh rückwärts verlaufenden Schalenenden, die im Querschnitt im wesentlichen kreisförmig ausgebildete Zellen 5 und 6 bilden, wobei die

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- 5 Zellen in seitlichem Abstand zueinander verlaufen. Infolge ihrer sich verjüngenden Form trennen sich die Schalen 1 und 2 im Bereich des rückwärtigen Rümpfendes, und in der Seitenansicht der Pig. I ist gezeigt, wo sich die Verbindungslinien 3 und 4 treffen und die Hinterkante 17 der ineinander verlaufenden Schalen bilden.

Innerhalb der Schalen 1 und 2 und vor der Schnittlinie VIII-VIII befindet sich eine Fahrgastkabine 28 mit dem Kabinenboden 29. Die Kabine ist druclcbeaufschlagt und am hinteren Ende durch eine Druckschot JQ in Form zweier sich schneidender Halbkugeln verschlossen.

Das Flugzeug hat zwei Triebwerke 7 und 8 mit nachgeschalteten Gebläsen, wobei jedes Triebwerk einen Gaserzeuger 7a, 8a und ein Gebläse Tb bzw. Sb enthält. Der Gaserzeuger 7a ist in der Zelle 5 und der Gaserzeuger 8a in der Zelle 6 untergebracht. Die Gebläse 7b und 8b sind in Kanälen 9 bzw. 10 angeordnet, die jeweils durch Ummantelungen 11 bzw. 12 gebildet werden, welche um die Zellen 5 bzw. 6 verlaufen. Die Außenflächen der Seite-an-Seite angeordneten Ummantelungen 11 und 12 gehen vorzugsweise glatt Ineinander über und haben die In den Figuren gezeigte Form. Zwischen den Kanälen verläuft eine gemeinsame Nittelwand 26. Somit wird jedes Gebläse 7b, 8b Über einen eigenen, im wesentlichen ringförmigen, zwischen der Ummantelung 11, 12 und der Zelle 5, 6 gebildeten Einlauf mit Luft versorgt. Die Wandung 26 dient als Verstärkung, ist jedoch aero- dynaeiecn nicht erforderlich.

Der Innenaufbau der Gaserzeuger 7a, 8a und der die Gebläse 7b,8b antreibenden Turbinen bildet keinen Teil der Erfindung und ist nur »cheeatiaeh in Flg. 5 angedeutet. - 6 -

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Jedes Gebläse muß da angeordnet werden, wo die Zelle einen verhältnismäßig kleinen Durchmesser hat. Aus diesem Grund ist es nicht möglich, das Gebläse vor dem zugehörigen Gaserzeuger anzuordnen; das Gebläse liegt entweder hinter dem Gaserzeuger oder neben dem hinteren Abschnitt und somit hinter dem größten Teil des Gaserzeugers.

Ein vorteilhaftes Merkmal der doppelt-gewölbtem Rumpfform besteht darin, daß Steuerleitungen und -einrichtungen in nicht-druckbeaufschlagten Tunnels 12 und 14 untergebracht werden können, die im wesentlichen über die gesamte Länge des Rumpfes verlaufen, wodurch dLe Wartung erleichtert und die Anzahl der erforderlichen Druckdichtungen verringert wird, da die Steuerleitungen nicht durch die öruckdichten Schoten verlaufen müssen, und wodurch außerdem der druckbeaufschlagte Raum nicht gestört wird. Die Tunnels 13 und 14 sind durch im wesentlichen flache Verkleidungen 15 bzw. 16 abgedeckt, die über die oberen und unteren Enden der Schalen 1 und 2 verlaufen.Die Verkleidungen 15 und 16 erstrecken sich nach hinten über die Hinterkante 17 der ineinander übergehenden Schalen 1 und 2 hinaus und laufen allmählich zu einer einzelnen keilförmigen Verkleidung 18 zusammen, die in einer Hinterkante 19, die unmittelbar vor den Gebläsen 7b und 8b angeordnet ist, endet. Diese Verkleidung 18 überbrückt den Zwischenraum zwischen den Zellen 5 und 6. Wie Fig. 3 deutlich zeigt, verläuft die Mittelwand 26 zwischen dieser Verkleidung 18 und den Ummantelungen 11 und 12 nach oben und unten.

Infolge der Ausbildung des hinteren Abschnittes des Plugzeuges ist es schwierig, das Leitwerk auf übliche Welse auszubilden und Infolgedessen ist das Heck in "Butterfly¹*-Bauweise ausgebildet. Bs ent-

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hält zwei V-förmig angestellte Leitflächen 20 und 21, die sich gegenüber der Horizontalen um etwa 45° von den Zellen 5 und 6 und den Ummantelungen 11 und 12 erstrecken. Infolge ihrer V-förmigen Anstellung dienen diese Leitflächen 20 und 21 zur Stabilisierung und Steuerung des Flugzeuges um sowohl die Kipp- als auch die Oierachse. Jede Leitfläche ist an ihrer Vorderkante im Bereich ihres Fußes nach vorne gebogen.

Die Oaserzeuger 7a b*w. 8a werden über Kanäle 22 und 23 mit Luft versorgt, die durch die Zellen 5uid 6 und den hinteren Rumpf nach vorne zu einem Saugmund 24 bzw. 25 verlaufen, der am Fuß der Vorderkante der entsprechenden Leitfläche 20 bzw. 21 erhaben über der Rumpfaußenfläche angeordnet ist. Die Einlasse 24 und 25 liegen infolgedessen vorderhalb und im wesentlichen außenbordseitlg des Ringeinlaufs des entsprechenden Gebläses.

In der Seitenansicht verlaufen die Achsen der Triebwerke 7 und 8 geneigt, so daß die Triebwerksauslässe geringfügig nach unten gerichtet sind; infolget / dieser Anordnung kann die Krümmung der Kanäle 22 und 23 weniger stark und infolgedessen wirkungsvoller gewählt werden, als dies sonst der Fall wäre.

In der Aüf.j|i_t©h& bIbüI Äie Achsen der triebwerke 7 und 8 winklig zu-

tängsachse des Flugzeuges angestellt, so

d«3 *^j^ _:4^*:.J^^^^4i|p^i|äa.^ biaw dem Flugzeug vereinigen. Eine

»liehen-flachen Seltenflächen steht nach

hlÄt#n Üb»* al* Ümi^^elungen 11 und 12 im Bereich zwischen den Trieb

werlceifcrahlen vor. "MC¹ Auslaßdüsen 28 und 29 haben einen im wesentli-

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ORIGINAL INSPEGTSD

chen D-förmigen Querschnitt (s. insbesondere Fig. 4), wobei die flachen Seiten der Verkleidung 27 die geradlinigen Abschnitte der nebeneinanderliegenden. D-förmlgen Querschnitte bilden.

Infolge dieser= Anordnung wird die allmähliche Verschmelzung; der TrlehweEkstrahlen; erleichtert und werden Wechselwirkungen, die zu einer vergrößerung; des StrömungswiderStandes führen, ausgeschaltet.

Di© winklige Anstellung, der Triebwerksachsen im Aufriß tragt ebenfalls zu eimern sanft gebogenen Verlauf der- Kanäle 22 und 23 bei.

Die erfindungsgemäße Ausbildung des Plugzeuges führt zu geringen. Luftwiderstartdswerten, da die Vorderflächen durch die Anordnung der Triebwerke nur geringfügig vergrößert werden und; die Kanäle 9 und 10, die hinter jeder Rumpfwölbung 1 und 2 angeordnet sind, eine Absaugung der für den Strömungswiderstand verantwortlichen Luftgrenzschicht der Wölbungen durch die Gebläse Tb, 8b gestatten. Zusätzlich tritt nur eine geringfügige Störwirkung der Rumpf/Zellenströmung auf.

Infolge der mehrmals gewölbten Rumpfform mit Seite-an-Seite angeordneten Wölbungen tritt gegenüber einem im wesentlichen kreisförmigen Rumpf vergleichbarer Weite aufgrund einer Verringerung der Außenfläche ein geringerer Strömungswiderstand auf und gleichzeitig wird ein geringeres Gewicht erreicht, da sich die z.Zt. bekannten Herstellungsverfahren wirkungsvoller einsetzen lassen.

Weiterhin erfordert die erfindungsgemäße Plugzeugausbildung Fahrwerkbeine, die, wenn überhaupt, nur geringfügig länger als bei den bekannten Unterschall-Düsenflugzeugen sind.

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Claims

Patentansprüche

1.JFlugzeug mit Nebenstrom-Strahltriebwerken, die einen Gaserzeuger M und ein ummanteltes Gebläse enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß der Flugzeugrumpf im Querschnitt mehrere seitlich aneinander angrenzende Wölbungen aufweist, die durch im wesentlichen teilzylindrische Schalen (1^2) gebildet werden, welche sich allmählich zu nach hinten und mit seitlichem Abstand zueinander verlaufenden Schalenenden (5,6) verjüngen, wobei jedes Schalenende eine den Gaserzeuger (7a, 8a) eines der Triebwerke aufnehmende Zelle bildet und von einer einen Ringkanal bildenden Ummantelung (9,10) umgeben ist, die das Triebwerkegebläse (7b, 8b) umschließt, welches hinter dem größten Teil des Gaserzeugers oder hinter dem gesamten Gaserzeuger angeordnet ist.

2. Flugzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rumpf •ine doppelt gewölbte Querschnittsform hat und die Außenkonturen der Uranantelungen (9, 10) glatt ineinander übergehen (Fig. 3).

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3· Plugzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Gebläse (7b,8b) über einen eigenen, zwischen der Ummantelung und der Zelle gebildeten Ringeinlauf mit Luft versorgt und jeder Gaserzeuger (7a, 7b) über einen vorderhalb und im wesentlichen außenbordseitig des Ringeinlaufes angeordneten Einlaß (24, 25) belüftet w*d.

4. Plugzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch hintere Stabilisier- und Steuerflächen, welche zwei V-förmig angestellte, jeweils auf einer Seite des hinteren Rumpfabschnittes verlaufende Leitflächen (20,21) enthalten.

5· Plugzeug nach Anspruch j5 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß (24,25) jedes Gaserzeugers (7a, 7b) am Fuß der Vorderkante der zugehörigen Leitfläche angeordnet ist.

6. Flugzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßdüse jedes Triebwerks im Querschnitt D-förmlg ausgebildet ist, wobei die geradlinigen Querschnittsabschnitte der D-formigen Düsen nebeneinander liegen (Fig. 4).

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