DE2025097A1

DE2025097A1 - Turbofangetriebenes STOL Flugzeug

Info

Publication number: DE2025097A1
Application number: DE19702025097
Authority: DE
Inventors: Harold Francis Pacific Palisades Calif Kleckner (V St A ) P
Original assignee: McDonnell Douglas Corp
Current assignee: McDonnell Douglas Corp
Priority date: 1970-01-12
Filing date: 1970-05-22
Publication date: 1971-08-05
Also published as: FR2076030A1; FR2076030B1; GB1304194A; US3614028A

Description

MCDONNELL DOUGLAS CORPORATION, Santa Monica, Calif / USA

Turbofangetriebenes STOL-Flugzeug .

Die Erfindung betrifft einen Turbofantriebwerkseinbau, welcher insbesondere für die Montage am Tragflügel eines STOL-Flugzeuges geeignet ist.

Es besteht ein fortwährender Bedarf an Flugzeugen, die kürzere Start- und Landestrecken benötigen als die derzeitigen Flugzeuge. Dieser Bedarf ist erfüllbar durch Schaffung einer Flugzeug-Konfiguration, die unter Beibehaltung der grundsätzlichen Zuverlässigkeit, Geschwindigkeit und des Komforts heutiger Flugzeuge kurze Start- und Landestrecken erreicht,

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Flugzeuge,-die eine Start- und Landestrecke zwischen ca. 300 bis 600 m berötigen, werden üblicherweise als STOL-Flugzeuge (d.h. S-hort T-ake O-ff and L-anding) bezeichnet. Im Vergleich zu konventionellenFlugzeugen benötigen STOL-Flugzeuge ein höheres Schub-zu-Start-gewicht-Verhältnis, eine bessere Steigfähigkeit und eine steilere Flugbahn nach dem Abheben und beim Landeanflug. Deshalb benutzen STOL-Flugzeuge normalerweise Hubschub, das ist Auftrieb, der von den Triebwerken abgeleitet wird und den Grundauftrieb des Tragflügels verstärkt. An der Art, wie der Hubschub erreicht wird, werden die STOL-Flugzeug-Konzepte unterschieden.

Einige STOL-Flugzeuge sind Turbopropmaschinen, bei denen Ablenkung durch Klappen dazu benutzt wird, den Propellerluftstrom umzulenken, um Hubschub zu erzielen. Diese Flugzeuge haben den Nachteil starker Innengeräusche und Schwingungen, die vom Propeller herrühren und durch die größere Leistung, die für STOL benötigt wird, noch verstärkt werden. Außerdem ist eine Klappe zum Umlenken des Propellerluftstromes hinter einem großen Propeller unwirtschaftlich, und die Klappe allein ist ungeeignet, beides, d.h. hohen Hubschub und die gewünschte steile Flugbahn beim Landeanflug, zu erreichen. Turbopropflugzeuge sind langsamer und haben höhere Wartungskosten als Turbofanflugzeuge. Deshalb ist ein Turboprop-STOL-Flugzeug weniger vorzuziehen als ein Turbofan-STOL-Flugzeug.

Viele andere Konzepte wurden vorgeschlagen," um STOL-Eigenschaften zu erreichen. Zwei bekannte Konzepte benutzen Turbofantriebwerke für den Reiseflug und haben daher nicht den Nachteil der geringen Reisefluggeschwindigkeit.

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Turbofantriebwerke sind Triebwerke, die einen Teil ihres Schubes von einem vie!blättrigen Bläser (Pan) und einen Teil von der Hauptdüse erhalten.

Diese zwei Konzepte haben jedoch Nachteile. Beim ersten dieser zwei Konzepte wird der zusätzliche Auftrieb für STOL durch im Rumpf untergebrachte besondere Hubtriebwerke erzeugt. Dieses Konzept hat die Nachteile, die zusätzliche Triebwerkseinbauten einschließlich zusätzlicher jvosten, Komplexität, Wartung und Geräusch mit sich zu bringen. Beim zweiten der beiden Konzepte wird der zusätzliche Auftrieb durch besondere, in die Flügel einbezogene Hubgebläse erzeugt. Dieses Konzept hat viele der Nachteile des ersten, namentlich zusätzliche Kosten, Komplexität und Wartung. Der Übergang vom Propeller- zum Düsenflugzeug und nun verfeinert zum turbofangetriebenen Plugzeug wurde angeregt durch die große Zuverlässigkeit der Turbotriebwerke, die großen Geschwindigkeiten in großen Höhen, die mit ihnen erreichbar sind und das geringe Innengeräusch und die geringen Schwingungen.

Ziel der Erfindung ist es, ein STOL-Flugzeug mit Turbofantüsbwerken zu schaffen, bei dem die durch die Turbofantriebwerke erzielten Vorteile nicht durch Vorteile der STOL-Verfahren wieder verlorengehen und das in der Art und Weise herkömmlicher Flugzeuge operiert und nicht Geschwindigkeit, Zuverlässigkeit und Komfort moderner düsengetriebener Flugzeuge dafür opfert.

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Dieses Ziel wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Tragflügel Vorder·* und Hinterkanten und.gewölbte Ober- und Unterseiten hat, das Turbofantriebwerk Ausstoßöffnungen aufweist, die einen Bläseraustritt und einen Hauptaustritt für den Abgasstrom aus Bläser- und Turbinenteil des Triebwerkes bilden und das Turb©fantriebwerk so voraus liegend und unterhalb .an dem Tragflügel befestigt ist, daß der Abgasstrom des Hauptaustrittes unter dem Tragflügel vorbeiströmt und der Abgasstrom des Bläseraustrittes entsprechend zum Teil über und zum Teil, unter dem Tragflügel hindurchströmt, wobei der unter dem Tragflügel vorbeiströmende Bläserluftstrom einen Hitzeschild zwischen dem Abgasstrom des Hauptaustrittes und der Flügelunterseite des Tragfigeis bildet. Dabei ist das Turbofantriebwerk in einer Art angeordnet, die in besonderer Weise mit den Bestandteilen des Flugwerkes kombiniert hohen Auftrieb> gute Handhabung und Steuerbarkeit, Einfachheit in Struktr und Form, gute Zugänglichkeit zum Triebwerk und wenig Wartung ergibt*

Ferner zeigt die Erfindung, wie hoher Auftrieb eines Flugzeugs durch die Kombination folgender Merkmale erreichbar ist,> erstens eine Hochauftriebsflügel* und. -klappenanordnung und zweitens starker Hubsehubj resul* tierend aus einem besonderen Verhältnis vow Tfiebwerk zum Flügel* Der hier begehritbene Flügel*- md Klappen* entwurf beinhaltet Fortsehritte in Flügel- und Klappen* auslegung sowie Klappenanordnung, die deft maximalen Auftrieb unter den bekannte« h&sfteiwi iMftrieben ei%%ii<2iie*u Der Hubschub, der genaiisögroß oder größer als der 4rund*

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auftrieb von Flügel und Klappe sein kann, beruht zum / . Teil auf dem Triebwerksabgasstrahl, de.r durch dies Klapp* umgelenkt wird (Reafctionsauftrieb) und ?üm feil auf de» Zusätzauftrieb» der am Flügel induaiert wird du^ch die\ mit hoher Geschwindigkeit über und unier dim. Flügel vortfdiateömtiiden I&ebwerfcsabgase Clnduaiert»r Auftrieb,: ;' Öle fcit hoher Gfc«qhwindigisti:t X

^^leiohgrtig auf einen
' und: Klappe* Dl« wastjntt lichen^ B*u*« Hf, d«(i

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wird erreicht ohn« die Kosplexitit interner? Liitungen .-', ^; wie sie in. vielen Auftriebssystetneii von. STOfcFlugeeusen' "" .:;■ derzeit vorhanden ist» :. · / . .-

Gute Flugsieughandhabung und ^atttierung werd*>ft durch · Benutzung großer wo torgetriebener Steuert ia?sh#rt geiäehft-f'* · fen, die für'ausreichende Steuerung bis herunter _zix ■ ,

minimalen Strömung3gesßhwindiäfeeiten eiftSohlidSlieti f.

fri^fewerlcsausfall sorgen. Die fritbweritiÄnordnuiftg ist so^ dat¹ die? S%»ij^rang bei Tri#bw$rl6ta-ui8f*i.iv«rl«löht#ti^ >£££*.-. ■ ■ ..V Bei besonderen .Altforderungen an das Fltigsseug kann tnter* ötiHzuog dJ^eh CirÄnsechich^abaaugui^^^ Die : '

Handhabung des Flugzeuge» wird einfacher durch das Auf- /

triebssystem, mit der Triebwerk/Plügel/Klappen-Änordnung dex* Erfindung, mit dem eine steilere Flugbahn beim LandeV > anflug erzielt werden kann, ohne den Hubschub dafür zu opfern. Dieöö# Merkmal resultiert aus der Umlenkung des Abgasstrahres ,der die gewünschte Schublängskomponente leichter hergibt, als wenn man eine Vorrichtung zur Vergrößerung des Widerstandes benutzen muß, die einen Nach-'

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ORIGINAL INSPECTED

teil darstellt» Ferner ist die HandhÄbung des Flugzeuges : günstiger durch Benutzung direkter Auftriebs- und Wider-· standssteuörung» Durch Flüge !spoiler mit einer einsel*·' tigen Aufstellung durch eine getrennte Steuerung cd er in ' Verbindung.mit dem Höhenruder oder dureji beides:, wird bei besonderen Anforderungen die direkt* AMftFiebssteuerwng erzielt» Mit einer Hilfskläppe, die eine Änderung des Wlderatandes ohne wesentliche Änderung des Auftriebes ermöglicht, wird die direkte tfiderständssteuerung er-™ reicht. Die direkte AuftriebssteueVtf|ig sorgt für eine Verminder tang der S inkge schwind igkelttjfi der A/tnäher vthg an den Boden ohne Änderung der Fluglage; oder dejr Gäähebelstellung. Die direkte Widerstandssteüerung: bewirkt eine Änderung des Gleitwinkels ohne Änderung deir Fluglage oder der GasheteLstellung»

Die Einfachheit in Struktur und Form resultiert aus der Art und Weise, in der die Hauptbestandteile des, Flugzeuges miteinander kombiniert sind. Diese Kojnbinätiofi der Bestandteile ergibt auch gute Zugänglichkeit ?up Triebwerk und geringe Wartung. ^:

Die Triebwerke sind außerhalb deSi Flügels ijt getrennten Gondeln untergebracht. Obwohl di# Triebwerke in ähnlicher Weise wie bei vielen derzeitigen Flugzeugen angeordnet sind, sind sie doch einzigartig angeordnet, um den vorher besprochenen starken Auftrieb zu erzielen, Die Triebwerksanordnung ermöglicht den leichten Zugang zum Triebwerk wie bei den üblichen Flugzeugen mit einer entsprechend geringen Wartung im Vergleich zu Triebwerken

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die im Rumpf oder Flügel eingekapselt sind und zu anderen ungewöhnlichen Triebwerksanordnungen, die für STOL-Flugzeuge vorgesehen wurden. Gleichzeitig ist die Struktur von Flügel und Klappe mit der gegenwärtiger Flugzeuge vergleichbar, desgleichen die Steuerungselemente ι Ein Hitzeschild wird möglicherweise im Bereich direkt hinter der Hauptdüse des Triebwerkes benötigt. Jedoch schützt beim vorliegenden Flugzeug die Luft vom Bläser des Triebwerkes die FlügelUnterseite wirksam vor den Temperaturen des Hauptabgasstrahles.

Weitere Merkmale und zweckmäßige Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der folgenden ausführlichen Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen. Es zeigern

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Flugzeuges mit nach unten ausgefahrenen Klappen zum Steigflug oder Sinkflug;

Fig. 2 eine Seitenansicht}
Fig* 3 eine Vorderansicht}
Fig* Λ eine Draufsichtj

Fig. 5 eine schematische Darstellung des Luftstromes über Flügel und Klappen}

Fig. 6 eine schematische Darstellung der inneren Klappen in Reiseflug- und Iandestellung} und

Fig, ? eine graphische Darstellung, die das Verhältnis der einzelnen Bestandteile darstellt, welche zu dem hohen Auftriebskoeffizienten des Flugzeuges beitragen.

In den Fig. 1 bis 4 ist als Beispiel ein Flugzeug 10 dargestellt, das aus folgenden Hauptteilen besteht ι Tragflügel 12, dem Rumpf 14, dem Fahrwerk 16, dem Höhenleitwerk 18, dem Seltenleitwerk 20 und vier Turbofantriebwerken 22. Das Flugzeug fliegt in der Art herkömmlicher Flugzeuge mit dem Unterschied, daß eo auf kurzen Strecken starten und landen kann, was auf die einzigartige Triebwerksanordnung, Tragflügeiauslegung und Steuerung zurückzuführen ist. Der Tragflügel 12 hat wegen der Längsstabilität und wegen des maximalen Auftriebes eine mäßige Pfeilung. Die vier Turböfantriebwerke 22 sind zu zweit auf jeder Seife und so dicht wie möglich am Rumpf 14 und beieinander angebracht, um den seitlichen Hebelarm des äußeren Triebwerkes ee klein wie möglich zu halten* Das Höhenleitwerk 18 und das Seitenleitwerk 20 sind an einem so langen Hebelarm- angebracht, wie er für die Erreichung einer maximalen Stabilität und Steuerbarkeit zweckmäßig ist« Aus dem gleichen öruride" ist das Höhenleitwerk i/i der Mrstelltüig aiii oberen Ende des Seitenleitwerkes angefersteht_r obwohl eventuell aueh eine andere AnorcUiwig be mit äst werde ft könnte § Dag Höhenleitwerk hat ein Hößhauftfieböprofil und ist für höhen Auftrieb ausgelegt« Eö ist entsprechend beweglich m Seitenleitwerk 20 angebracht, damit seine Stellung relativ zu diesem verändert werden kann und ist mit und normalen Höhenrudern ausgerüstet* die weise vom Höhenruder 18 atis angetrieben

Eventuell kann Grenzschichtbeeinflussung entweder mit Ausblasung oder mit Absaugung benetzt werden, um den Auftrieb ^es Höhenleitwerkes 18 nah mehr zu erhöhen. Um das Höhenleitwerk bei der Trimmung und Steuerung des Flugzeuges zu unterstützen, sollen die Turbofantriebwerke 22 so angebracht sein, daß nach unten abgelenkte Blasluft das Nickmoment vermindert. Das Seitenleitwerk 20 ist für Richtungsstabilität und große Giermomente ausgelegt. Für die letzteren wird ein großes Seitenruder 2k benutzt, und es kann Grenzschichtbeeinflussung hinzugezogen werden, um die Giermomente für einige Flugzeuge zu vergrößern, wenn es notwendig ist. Die Turbofantriebwerke 22 sind vor dem Tragflügel 12 und so dicht darunter angebracht, wie es für die Annäherung der Triebwerkshauptdüse an die Tragflügelunterseite zweckmäßig ist. Die Anordnung der Triebwerke in der Längsachse ist so, daß der Bläserluftaustritt vor der Flügelvorderkante liegt, die in diesem Fall am Innenflügel als Nasenklappe 26 ausgebildet ist. An Stelle der Nasenklappe 26 kann ein Vorflügel verwandt werden und am Außenflügel wird ein Vorflügel 28 benutzt« Die Anordnung der Triebwerke ist so gewählt, daß beim Einsatz des Flugzeuges ein Teil des oberen Bläserluftstromes normalerweise über den Flügel hinwegströmt, wenn er von der Nasenklappe 26 abgelenkt wird.und daß er unter dem Flügel entlangströmt, wenn er nicht abgelenkt wird. Ein Teil des oberen Bläserluftstromes fließt immer unter dem Flügel entlang, um einen Schutzschild aus kühler Luft zwischen dem Tragflügel und dem Hauptgasstrom zu bilden. Die Tragflügelprofile und Klappen sind hauptsächlich für den Auftrieb ausgelegt. Der Flügelentwurf verwendet eine als zweckmäßig ausge-

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wählte Flügeldicke, Flügeldickenverteilung, Wölbung und Wölbunsverteilung, um den Auftrieb auf ein Maximum zu bringen und gute Überzieheigenschaften und minimalen Widerstand im Reiseflug zu erzielen. Die Nasenklappe 26, der Vorflügel 28 sowie die Flügelklappen 30 und 32 sind natürlich für maximalen Auftrieb, gute Überzieheigenschaften, Leistungsfähigkeit beim Umlenken der Triebwerksluft und brauchbares Einfahren ausgelegt. Ferner ermöglicht eine Hilfsklappe Jk _t die an der Hauptklappe 36 der inneren Flügelklappe 30 angelenkt ist, eine Änderung des Widerstandes ohne wesentliche Änderung des maximalen Auftriebes» Die mittlere Klappe 32 könnte - abhängig von den Anforderungen an das Flugzeug - über die volle Spannweite reichen (zusammen mit dem äußeren Teil in einer Doppelrolle als Flügelklappe und Querruder arbeiten) und könnte eventuell auch eine Hilfsklappe haben. Das Querruder 38 wird in Verbindung mit den Spoilern ko, die sich kurz vor den Flügelklappen auf der Flügeloberseite befinden, für die Seitensteuerung benutzt» Die Spoiler ko werden für die Seitensteuerung und die direkte Auftriebssteuerung benutzt. Für die direkte Auftriebssteuerung können einer oder alle Spsiler benutzt werden und sie können zusammen mit dem Höhenruder, durch eine getrennte Steuerung, oder beides betätigt werden, je nach den einzelnen Anforderungen des Flugzeuges oder seiner Mission·

Die An-Ordnung der Turbofantriebwerke 22 in bezug auf den Tragflügel 12 kann am besten durch vier Beschränkungen beschrieben werden. Die äußeren Triebwerke sollten innerhalb 55 % der Halbspannweite liegen, wobei als Halbspannweite die Entfernung von der Flugzeugmittelachse

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42 bis zur Flügelspitze 44 bezeichnet wird. Die Turbofantriebwerke sind in bezug auf die Flügeltiefe so am Flügel angeordnet, daß die Triebwerksaustrittsöffnung oder Hauptdüsenöffnung ^i-O am hinteren Ende des Triebwerksgehäuses zwischen 0 und 25 fo der Flügeltiefe liegt, die sich auf einer vertikalen Ebene durch die Triebwerksachse befindet· Auch sind die Triebwerke in bezug auf die Flügeltiefe so am Flügel angeordnet, daß sich der Teil mit der ßläserluftausstoßöffnung oder der Bläserluftaustritt 48 bei dieser Flügeltiefe vor der Flügelvorderkante befindete

Außerdem sind die Triebwerke vertikal in bezug ■ auf den Tragflügel so angeordnet, daß dir oberste Punkt der Hauptdüsenöffnung 46 einen bis einen halben Durchmesser der Hauptdüsenöffnung von der Flügelunterseite in der senkrechten Ebene der Hauptdüsenöffnung entfernt ist, jedoch so weit von der Flügelunterseite entfernt, daß daneben das Durchströmen des Bläserluftstromes möglich ist. Die Funktion des Flugzeuges ist mit gewissen Ausnahmen ähnlich der herkömmlicher Flugzeuge« Die bemerkenswertesten Ausnahmen sind die kurzen Start- und Landestrecken» die steileren Steigflug- und Landeanflugbahnen, die höhere Beschleunigung beim Start, die höhere Steigfähigkeit und der beim Landeanflug höhere Triebwerksschub, Die prinzi- " pieIlen Unterschiede in der Funktion des Flugzeuges sind folgendet

(1) Die inneren Flügelklappen 30 (Schubumlenkklappe) hat beim Start normalerweise einen anderen (kleineren) Ausschlag als die mittleren Flügelklappen 32, Dieses Verhältnis dient dazu» bei gegebenem Auftrieb die Vorwärtsschubkoittponente so groß wie möglich

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zu machen. Die inneren Flügelklappen 30 sind beim Start üblicherweise 30° und bei derLandung 50 nach unten ausgefahren, während die mittleren F-lügelklappen 32 üblicherweise 6o nach unten ausgefahren sind.

(2) Der Ausschlag der Spoiler 40 für die direkte Auftriebs steuerung wird gewhnlich anders sein als es normalerweise beim Start und Landeanflug üblich ist.

(3) Die Steuerung der Hilfsklappen 3^ ist eine zusätzliche Steuerung, die über die herkömmlicher Flugzeuge hinausgeht. Sie wird zur Steuerung des Gleitweges beim Lande anflug benutzt und vermindert die Notwendigkeit, das Höhenruder und die Gashebel zu benutzen.

Bei einer Unterbrechung des Landeanfluges ist die herkömmliche Schubsteigerung erforderlich und außerdem bei diesem Flugzeug das teilweise Einfahren der inneren Flügelklappen. Dieses Einfahren kann je nach den Anforderungen manuell oder automatisch erfolgen.

(5) Für den Triebwerksausfall beim Landeanflug ist zweckmäßigerweise eine automatische Schubsteigerung des benachbarten Triebwerkes vorgesehen. Diese Einrichtung verringert den Effekt durch den Triebwerksausfall beim Landeanflug auf ein Minimum. Fallt zum Beispiel bei einer Landung mit 50 f° Schub bei jedem Triebwerk ein Triebwerk aus, so stellt die Schubsteigerung des benachbarten Triebwerkes den Auftrieb, der sonst verlorengegangen wäre, bis auf wenige Prozent wieder her.

Nun soll Fig. 5, eine schematische Darstellung in der Ebene der Triebwerksmittellinie, betrachtet wer-

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den. Hier wird das Turbofantriebwerk 22 dargestellt, wie es am Tragflügel 12 mit dem Pylon 50 befestigt ist, der sich nach unten und nach vorn erstreckt, um die Kennzeichen der Erfindung zu treffen. Der Bläserluftaustritt liegt vor der Vorderkante des Flügels 12 und die Hauptdüsenöffnung ist zwischen dem einfachen bis halben Durchmesser der Hauptdüsenöffnung von der Flügelunterseite 52 entfernt. Das Triebwerk ist so angeordnet, daß ein Teil der austretenden· Bläserluft, dargestellt durch die Pfeile 54, unter der Flügelseite 52 vorbeiströmen kann, um ^l einen Hitzeschild aus kühler Luft zu bilden, damit Hitzeschäden durch die Abgase der Hauptdüse, an der Aluminiumbeplankung der Flügelunterseite vermieden werden. Eine Isolation ist normalerweise für die Flügelunterseite nicht vorgesehen, obwohl sie bei einer besonderen Auslegung hinzugefügt werden könnte, wenn es erforderlich ist.

Die Nasenklappe 26 ist im Drehpunkt 53 am Tragflügel 12 angelenkt und kann durch den Zylinder 56 hydraulisch betätigt werden, um nach unten auszufahren und so mehr Bläserluft über den Tragflügel 12 zu leiten, wie die gestrichelte Linie 58 zeigt. Der hintere Teil des ™

Tragflügels 12 schließt die Spoiler 40, die Abdeckflügelklappe 60, die Hauptklappe 36 und die Hilfsklappe 34 ein. Wenn die Abdeckflügelklappe 60 ausgefahren ist, können die Spoiler so nach unten ausgelenkt werden, daß zwischen Spoilern^ und AMeckf lüge lklappe ein Spalt ist. Die Abdeckflügelklappe 60 gestattet eine stärkere Auslenkung der Hauptklappe 36 und ist bekanntlich für verstärkte Grenz-

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Schichtbeeinflussung wünschenswert. Die Hauptklappe 36, die den hauptsächlichen Schubumlenker darstellt, ist normalerweise aus Titan gefertigt mit einem zweckmäßigen Hitzeschild in dem Bereich hinter dem Heißgasaustritt der Hauptdüsenöföiung 46, Die Hilfsklappe 34 dient zur Widerstandssteuerung. Sie ändert den Widerstand, und so den Gleitwinkel beim Landeanflug des Flugzeuges ohne wesentliche Änderung des maximalen Auftriebes. Es kann wünschenswert sein, BIserluft nach unten abzulenken, um die Belastung des Höhenleitwerkes zu vermindern. Ein modifizierter Schubumkehrer 62 im unteren Bläserbypass könnte dazu benutzt werden, dieses mit dem Bläserluftstrom 68, der durdi die Gehäuseöffnung 66 austritt, zu bewerkstelligen.

In Fig. 6 wird das Verhältnis eines Spoilers 4o, einer Abdeckflügelklappe 60, einer Hauptklappe 36 und einer Hilfsklappe 34 in normaler und ausgefahrener Stellung gezeigt. Die normaten Stellungen sind durch ausgezogene Linien dargestellt. Die ausgefahrenen Stellungen sind mit unterbrochenen Linien gezeichnet und ihre Kennziffern tragen den Zusatz "A". Es ist eine hydraulische Betätigung vorgesehen, obwohl eventuell auch andere Antriebe eingesetzt werden können. Der Spoiler 40 ist ein sich längs erstreckender Streifen, der mit seiner Vorderkante 70 an der Oberseite des Tragflügels 12 drehbar angebracht ist. Ein Hydraulikzylinder 72 ist mit dem Spoiler 40 im Punkt 74, der hinter der Vorderkante 70 liegt, gelenkig verbunden, um den Spoiler tischen seiner normalen und seiner ausgefahrenen Lage zu betätigen,, Das andere Ende 73 des Hydraulikzylinders 72 ist bei 75 an

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einer festen Aussteifung 77 des Tragflügels 12 angebracht, Das S^teaerventil 76 ist mit den Hydraulikleitungen 78 und 80 verbunden, um den Flüssigkeitsstrom zum und vom Hydrauliknetzanschluß 83 für die Steuerung der Spoilerstellung zu kontrollieren. Die Bewegungen der Abdeckflüge lklappe 6ü und der Hauptklappe 36 werden durch das Steuerventil 84 mit den Hydraulikleitungen 86 und 88 zur Betätigung des Zylinders 90 koordiniert.

Dieser Zylinder ist mit seinem Ende 92 mit der festen Aussteifung 77 verbunden. Die Hauptklappe 36 ist % ebenso am Punkt 9^ mit der festen Aussteifung 77 durch einen steifen Ausleger 96 drehbar verbunden, der an der Hauptklappe 36 befestigt ist. Die Kolbenstange 98 des Zylinders 9ü ist im Punkt IOQ am steifen Ausleger 96 der Hauptklappe angebracht. Wenn Hydraulikdruck im Zylinder 90 die ixolbenstange herausdrückt, so daß die Entfernung zwischen den Punkten 92 und TüO wächst, so wird die Hauptklappe 36 in Richtung des Pfeiles 102 in ihre ausgefahrene oder gestrichelte Stellung 36 A gebracht.

Die Abdeckfl'ügelklappe ist im Drehpunkt 10^ nit

einer an ihr befestigten steifen Strebe I06 an der festen Aussteifung 77 angelenkt. Das Hebelende 112 ist durch das Glied 116 mit dem Drehpunkt 11^ an der steifen Strebe 106 verbunden. Das andere ünde 118 des Hebels Io8 ist durch das Glied 122 mit dem Drehpunkt 120 an dem Ausleger 90 der Hauptklappe 36 verbunden. Wenn sich die Hauptklappe 36 durch die Betätigung des Zylinders 90 im Uhrzeigersinn um den Drehpunkt 9^ bewegt, bewirkt das Glied 122

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eine Drehung des Hebels 108 um seinen Drehpunkt 11o im Uhrzeigersinn und dieses veranlaßt die Abdeckflügelklappe 60, sich in ihre ausgefahrene Stellung 60 A zu bewegen. Es ist zu bemerken, daß zwischen dem Spoiler 4o und der Abdeckflügelklappe 6o in ihrer ausgefahrenen Stellung ein Luftspalt 124 auftritt. Ebenso ist zwischen der Abdeckflugelklappe 6o und der Hauptklappe 36 in der ausgefahrenen Stellung ein Luftspalt 126. Diese Spalte erlauben den Luftdurchtritt für die Grenzschichtbeeinflussung durch die ausgefahrenen Klappen. Die Abdeckflugelklappe 60 erlaubt größere Abmessungen der Hauptklappe 36 als sie auf andere Weise möglich wären.

Die Hilfsklappe 34 ist bei 128 drehbar an der Hauptklappe 36 befestigt und wird dazu benutzt, den Widerstand ohne wesentliche Beeinflussung des abgelenkten Schubes oder des Auftriebes zu steuern, wenn die Hauptklappe 36 sich in ihrer ausgefahrenen Stellung 36A befindet. Der Hydraulikkolben I30 des Zylinders 132 ist an dem Hebel 134 der Hilfsklappe 3^ angelenkt, während das andere Ende I36 des Zylinders I32 an der Hauptklappe 36 befestigt ist. Das Steuerventil I38 mit den Hydraulikleitungen 140 und 142 steuert die Bewegung der Hilfsklappen zwischen den Stellungen 34A und 3^B. Die Stellung 34b kann entweder unterhalb oder oberhalb der Stellung 34a liegen. Der Doppelpfeil 143 kennzeichnet die Bewegung in beide Richtungen.

Fig. 7 «eigt die ungefähre Auftriebsieiatuiigsfähigkeit des Flugzeuge«, das diese Erfindung enthält. De* , Auftrieb besteht aus drei Affe ilen,; dem Grundauftrieb des Flü-gele und der Klappe ohne Schubitbleakuiig, dem

auftrieb durch die Schubablenkung und dem induzierten Auftrieb, der durch die hohen Abgasgeschwindigkeiten in Gegenwart des Flügels entsteht» Die letzten zwei Anteile bilden den Hubschub, ohne den ein STOL-Flugzeug nicht konkurrenzfähig wäre.

Die Art des Diagrammes, das in Fig, 7 benutzt wird, ist notwendig, um die maximale Auftriebsfähigkeit eines Flugzeuges mit Hubschub darzustellen. In diesem · Diagramm ist der maximale Auftrieb als Funktion des Ge- ™

samtschubantriebskoeffizienten CM dargestellt. Dieser Koeffizient ist ein Maß für das Schubmoment, von dem der Hubschub stammt. Je höher bei gegebenen c u der maximale Auftrieb ist, desto besser ist das Flugzeugauftriebssystem gewöhnlich, Fig. 7 zeigt, daß das Flugzeug, das diese Sfindung enthält, ein hohes Cjf^^aeB Flügels und der klappe von ungefähr 3,0 mit hohem Hubschub aus abgelenktem Schub (Reaktionsauftrieb) und zusätzlichem induzierten Auftrieb miteinander Vereint, Das c.

Amax

wächst, wenniy& wächst, d.h. wenn der Gesamtschub steigt»

Nach Erläuterung einer anschaulichen Ausführungs- ä

art dieser Erfindung ist es verständlich, daß andere Ausführungsarten erfahren in der Technik zu diesen hinzukommen werden und daß diese Modifikationen als Teil dieser Erfindung ausgelegt werden müssen» '

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Claims

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Patentansprüche,

1« Turbofantriebwerkseinbau, welcher, zur montage am Tragflügel eines STOL-Flugzeuges geeignet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragflügel (12) Vorder- und Hinterkanten und gewölbte Ober- und Unterseiten hat, das Turbofantriebwerk (22) Ausstoßöffnungen aufweist, die einen Bläseraustritt (4o) und einen Hauptaustritt (46) für den Abgasstrom aus Bläser- und Turbinenteil des Triebwerkes bilden, und das Turbofantriebwerk (22) so vorausliegend und unterhalb an dem Tragflügel (12) befestigt ist, daß der Abgasstrom des Hauptaustrittes (46) unter dem Tragflügel (12) vorbeiströmt und der Abgasstrom des Bläseraustrittes (48) entsprechend zum Teil über und zum Teil unter dem. Tragflügel"(12) hindurchströmt, wobei der unter dem Tragflügel (12) vorbeiströmende Bläserluftstrom einen Hitzeschild zwischen dem Abgasstrom des Hauptaustrittes (46) und der f'lügelunterseite (52) des Tragflügels (12; bildet. _ -.-.

2, Turbofantriebwerkseinbau^: nach Anspruch- 1, dadurch · gekennzeichnet , daü der tfläseraustritt (4d) vor der Flüge !vorderkante und der Hauptaustritt (46') innerhalb der vorderen 25 y<> einer Flügeltiefe, gemessen in der vertikalen ü'bene der Achse des· Turbofantriebwerkes· '■ (22; liegt, - - ■ ■ ■- : '

j. iurbofantriebwerkseinbau nach einem der Ansprüche · 1 oder 2, dadurch g e κ e h η ζ e i c h η- β t , daß d^;ie-

» ig.

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A chse des Turbofantriebwerkes (22) innerhalb von 55 f» der nalbsriannweite des Flugzeuges (10) liegt.

'j·. Turbofantriebwerk.seinbau nach einem der Ansprüche

1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Hauptaustritt (46) ringförmig ist und seine obere iie^renzung einen Abstand vom einfachen bis halben Durchmesser des Hauftaustrittes (46) von der Flügelunterseite (32) hat.

3- Turbofantriebwerkseinbau zur Montage am Flügel %

eines Flugzeuges, dadurch gekennzeichnet, das der .Einbau einen Pylon (50). umfaßt, der mit/seinem hinteren inde zur befestigung an der Tragflügelvorderkante des Plugzeuges geeignet ist, das Turbofantriebwerk (22) AusstoiSöffnungen hat, die einen Bläseraustritt (48) und einen ringförmigen Hauptaustritt (46) für den Abgasstrom vom Bläser- und Turbinenteil des Turbofantriebwerkes (22) bilden, das Turbofantriebwerk (22) durch den Pylon (50) in eine Stellung vor dem und unterhalb des Tragflügels (12) bringbar ist, wodurch der Hauptaustritt (46) innerhalb der vorderen 25 % der Flügeltiefe, gemessen in der vertikalen Ebene der Achse des Turbofantriebwerkes (22), -

und innerhalb eines Abstandes vom einfachen bi^halben Durchmesser des Hauptaustrittes (46) unter derFlügelunterseite 152) des Tragflügels (12) liegt, und der Bläseraus*ritt (48) der Flügelvorderkante so vorgelagert ist, daß der Abgasstrom des Hauptaustrittes (46) unter dem Tragflügel (12) vorbeiströmt und der Luftstrom des Bläseraustrittes (43) entsprechend zum Seil ober-* lind zum Teil unterhalb des Tragflügels (12) VOrbeiströmt, wobei der Bläserluftstrom* der an der Flügelunte^s«ite vorbeigtrömt, einen Hitzeschild zwischen dem Abgasstrom des Haup;fcaus~ trittes (46) und der Unterseite (52) des Tragflügeis ,(12) · ■·' bildet. · .-.; ■ [■: '■ .'■ ■ ■'; · ■'/ /■■■.-■' "..'-.■■ ^i-'

BAD ORIGINAL.

6. Flugzeug, dadurch gekennzeichnet, daß es folgende Teile beinhaltet: einen Tragflügel (12), der Vorder- und Hinterkanten und gewölbte Ober- und Unterseiten hat, ein von dem Tragflügel (12) getragenes. Turbofantriebwerk (22) mit Auslaßöffnungen für den Abgasstrom des Bläser- und Turbinenteiles, wobei die Auslaßöffnungen ringförmige Begrenzungen haben, die in einer ersten und zweiten zueinander parallelen Ebene liegen, und in der ersten Ebene die Auslaßöffnung (46) des Turbinenteiles und in der zweiten Ebene die Auslaßöffnung (48) des Bläserteiles liegen, die zweite Ebene vor der Tragflüge !vorderkante liegt, die erste Ebene den Tragflügel (12) innerhalb der vorderen 25 % seiner Tiefe in einer Ebene durch die Achse des Turbofantriebwerkes (22) schneidet, und die Vorderkante des Tragflügels (12) in dem Luftstrom des Bläserteiles liegt, wodurch die gasförmige Strömung über Flügelober- und Unterseite geleitet wird.

7. Flugzeug rach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügelvorderkante eine bewegliche Klappe zur Änderung der Verhältnisse der von der BlaserauslaßÖffnung kommenden Strömung an der Flügelober- und -Unterseite aufweist.

8. Flugzeug nach Anspruch 6 oder 7> dadurch g e kennzeichnet, daß das Turbofantriebwerk (22)

an dem Tragflügel (12) innerhalb 55 % seiner Haispannweite, gemessen von der Mittellinie des Flugzeuges (10) bis zur Spitze (44) des Tragflügels (12) liegt.

9. Flugzeug nach einem der Ansprüche 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet , daß der Tragflügel

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( 12) eine Hauptklappe (36) und eine an sie angelenkte Hilfsklappe (3*0 und Einrichtungen zur Bewegung der Hauptklappe nach hinten und unten "vom Tragflügel (12) aus und in den Weg des hinteren Abgasstromes des Bläseraustrittes und des Hauptaustrittes aufweist, um diesen Abgasstrom zur Urzeugung von Hubschub nach unten abzulenken. ,

10. Flugzeug nach Anspruch 9» dadurch g e -ie η η zeichnet, daß die Hauptklappe (36) aus Titan mit

einer diesen Gasen zugewendeten Wärmeisolierung gefertigt ™

11. Flugzeug nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen zur Bewegung der Hilfsklappe (34) relativ zur Hauptklappe (36) zur Regelung des durch sie hervorgerufenen Widerstandes ohne eine wesentliche SchubänderungUnd dadurch zur Steuerung des Gleitweges des Flugzeugs (10) bei der Landung vorgesehen sind.

12. Plugzeug nach einem der Ansprüche 9, 10 oder 11,

dadurch geke η η ze ichnet , daß der Trag- |

flügel (12) eine Abdeckflügelklappe (60) hat, die Abdeckflügelklappe (60) mit der Hauptklappe (36) für Relativbewegungen so verbunden ist, daß sie in eine Stellung in dem Raum zwischen hinteren Tragflügel (12) und der Hauptklappe (36) in ihrer ausgefahrenen Stellung (3°A) gelangen kann, die Abdeckflügelklappe (60) Schlitze mit der Hauptklappe (36) und dem hinteren Teil des Tragflügels (12)

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bildet und den Blasluftstrom über und in dichtem Abstand vom Tragflügel (12), der Abeckflügelklappe (60) und der Hauptklappe (36) aufrechterhält*

13. Flugzeug nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennze ichnet , daß die Auslaßöffnungen einen Bläseraustritt (48) und einen Hauptaustritt (46) für den Abgasstrom des Bläser- und 'Turbinenteiles des ΐurbofantriebwerkes (22) bilden, der Hauptaustritt (46) innerhalb der vorderen 25 % der Flügeltiefe gemessen in der vertikalen Ebene der Achse des I¹ urbofantriebwerkes (22) liegt, der Bläseraustritt (48) der Flügelvorderkante (10) vorgelagert ist, daß der Primärabgasstrom unter dem Flügel und der ßläserluftstrom entsprechend zum Teil über und zum Teil unter dem Tragflügel (12) vorbeiströmen und der unter dem Tragflügel (12) vorbeiströmende Bläserluftstrom einen Hitzeschild zwischen dem Primärabgasstrom und der Unterseite des Tragflügels (12) bildet.

14, Flugzeug nach Anspruch I3,dadurch ge kennzeichnet, daß der Hauptaustritt (46) zwischen seinem einfachen bis halben Durchmesser von der Unterseite des Tragflügels (12) entfernt ist.

15« Flugzeug nach einem dervorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß der Bläserteil Einrichtungen hat, um einen Teil seines Abluftstromes nach unten zu richten.

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