DE2123315A1 - Kombinations-Flugschrauber - Google Patents

Description

DIPL. ING. A. GRÜNECKER

DR.-ING. H. KINKELDEY

DR.-ING. W. STOCKMAIR, Ae. E. «auf _1Ns.r of

DR. DIPL.-CHEM. W. FISCHER

PATENTANWÄLTE

P 3977
30/Fr

8000 MJNCMEN Ti MaximiliarutroGo A'i Telefon 2971 M; ;7"74.· 2211 9! Telegramme Mon-;n:l München Telex 05-28380

Societe Charles Marchetti 80, Avenue de la Grands-Armee 75 Paris 17* Frankreich

Kombinations-Flugschrauber

Die Erfindung bezieht sich auf Kombinations-Flugschraiiber od.dgl. und betrifft allgemein Drehflügelflugzeuge mit einem Rotor oder Drehflügel und Antriebseinrichtungen.

Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Verbesserung der Flugeigenschaften von Korabinationo-Flugschraubern, deren Rotor mittels Reaktion antreibbar ist und viel ehe ein Strahltriebv;erk, vorzugsweise ein Zweistrom-Strahltrieb-■werk aufweisen. Im besonderen betrifft die Erfindung einen Kombination-Flugschrauber mit einem durch Reaktion antreibbar en Rotor und einem Zvreistrom-Strahltriebwerk mit Ablenkeinrichtungen zum Ablenken des kalten Sekundärstroms des Triebvrerks wahlweise zum Rotor für den Flugzustond als Hubschrauber odor zu einer Austrittsleitung für denvorwärtsflug.

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BAD ORIGINAL

V/ie insbesondere in der franz. Patentschrift 1 34-9 652 beschrieben ist, wurde bereits vorgeschlagen, ein Zweistrom-Strahltriebwerk mit Ablenkeinrichtungen auszurüsten, mittels welcher der kalte Sekundärstrom des Triebwerks für den Betrieb im Hubschrauber-Plugzustand, also im wesentlichen für den Schwebeflug oder für den Flug mit geringsten Vorwärtsgeschwindigkeiten, dem Rotor, und für den Hochgeschwindigkeitsflug einer Schubdüse zugeleitet wird. Ungeachtet ihrer offensichtlichen Einfachheit befriedigt eine sol-™ ehe Anordnung nicht vollständig, da es in den meisten Fällen schwierig ist, den beiden vorstehend erwähnten Flugzuständen Druck und Durchsatz des Sekundärstroms anzupassen. Insbesondere ist es schwierig, mit dem gleichen Strahltriebwerk einen Sekundärstrom zu erzeugen, welcher einerseits für den Antrieb des Rotors während des Hubschrauber-Flugzustandes einen hohen Druck (bei geringem Durchsatz) und andererseits zur Erzielung eines günstigen Wirkungsgrades im Vorwärtsflug einen hohen Durchsatz (bei niedrigerem Druck) aufweist. Um diesen Schwierigkeiten zu begegnen, hat die Anmelderin in ihrer auf der franz. Patentschrift 1 4-95 4-89 basierenden deutschen Patentanmeldung P 15 06 606.5 vorgell schlagen, den heißen Primärstrom im Hubschrauber-Flugzustand zusätzlich eine Turbine beaufschlagen zu lassen, welche ein in der zum Rotor führenden Leitung des Sekundärstroms angeordnetes Kompressorrad antreibt. Mittels dieser Anordnung sind in beiden vorstehend angeführten Flugzuständen befriedigende Beziehungen zwischen Druck und Durchsatz erzielbar. * Die Anordnung ist jedoch insofern aufwendig, als wenigstens ein Teil der Einrichtungen zur Stromablenkung dem heißen Primärstrom des Triebwerks ausgesetzt ist.

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Aufgabe der Erfindung ist en, einen Kombinations-Flugschrauber zu schaffen, bei welchem die vorstehend angeführten Schwierigkeiten nicht auftreten, v/elcher jedoch mit Einrichtungen versehen ist, um in den beiden vorstehend angeführten extremen Flugzuständen einen günstigen Wirkungsgrad des Eotors und des Strahltriebwerks zu gewährleisten.

Ein Drehflügelflugzeug der eingangs bezeichneten Art ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß das Zweistrom-Strahltriebwerk zusätzlich mit einem in der Austrittsleitung angeordneten Turbinenrad versehen ist, mittels dessen bei Beaufschlagung desselben durch den kalten Sekundärstrom des T iebwerks ein in einem das Triebwerk umschließenden Mantel angeordnetes Kompressorrad zum Verdichten eines Tertiärstromes antreibbar ist.

Eine günstige Ausbildung des erfindungsgemäßen Kombinations-Flugschraubers ist dadurch gegeben, daß das Zweistrom-Strahltriebwerk eine zweite Ablenkeinrichtung aufweist, mittels welcher der gesamte heiße Primärstrom des Triebwerks oder ein Teil desselben in eine oder mehrere Austrittsleitungen ablenkbar ist. Diese Anordnung ermöglicht, insbesondere im Hubschrauber-Plugzustand, die Vertfendung des heißen Primärstroms desStrahltriebwerks zur Quer-., oder Giersteuerung des Kombinations-Flugschraubers.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von zwei Ausführungsbeispielen anhand der Abbildungen. Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise weggebrochene Schnittansicht eines Sweistrom-Strahltriebwerks für einen erfindungs-

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gemäßen Kombinations-Flugschrauber gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel und

Pig. 2 eine teilweise weggebrochene Schnittansicht eines Zweistrom-Strahltriebwerks für einen erfindungsgemäßen Kombinations-Flugschrauber entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel.

In Fig. 1 ist das Zweistrom-Strahltriebwerk 1 von einer äußeren Verkleidung 2 umschlossen und weist einen inneren Mantel 3 auf." Ein im inneren Mantel 3 angeordnetes Turbinenrad 4 dient dem Antrieb eines vorne am Triebwerk angeordneten Kompressorrades 5·

An der Abströmseite des Turbinenrades 4- beaufschlagt der Primärstrom des Triebwerks ein weiteres Turbinenrad 6, auf welchem ein Kompressorrad 7 befestigt ist. An der Abströmseite des Turbinenrades 6 setzt sich der innere Mantel 3 in einem inneren Mantelteil 8 fort, welcher mit der äußeren Verkleidung 2 eine Auslaßführung für den kalten Sekundärstrom des Triebwerks begrenzt. An der Abströmseite des F Kompressorrades 7 sind an der äußeren Verkleidung 2 die Klappen 9 angelenkt.

Die Klappen 9 können zwischen der in der Zeichnung ausgezogen dargestellten Stellung und der gestrichelten Stellung jede beliebige Stellung einnehmen. In der ausgezogen gezeichneten Stellung sperren sie den Einlaß einer Leitung 11, die zum Rotorantrieb des Kombinations-Flugschraubers dient.

An der Abströmseite ist in der mittels der Klappen 9 unterbrechbaren Strömung ein weiteres Turbinenrad 12 im Sekundärstrom angeordnet.

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Dieses zusätzliche Turbinenrad 12 treibt ein Kompressorrad 13· Das Kompressorrad 13 und das Turbinenrad 12, deren Rotationsachse mit der des T iebwerks zusammenfällt, sind durch Streben 14- mit ihrer Nabe verbunden. Die Streben 14 sind so profiliert, daß sie in dem das Innere des Mantelteils 8 durchsetzenden Primärstrom einen möglichst geringen Widerstand haben.

Die durch das Kompressorrad 13 zu komprimierende Luft wird diesem durch einen von einem das hintere Teil des Triebwerks umschließenden äußeren Mantel 16 gebildeten Einlaß 15 züge- ■ führt.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Vorrichtung ist leicht verständlich. Der Primärstrom des Zweistrom-Strahltriebwerks 1 beaufschlagt nach dem Durchgang durch das Turbinenrad 4 das Turbinenrad 6 und tritt durch das hintere Teil des T iebwerks an den Streben 14 vorüber aus. Nach dem Beaufschlagen des Turbinenrades 6 hat der Primärstrom einen zum Vortrieb mit günstigem Wirkungsgrad geeigneten Druck.

Der mittels des Kompressors des Zweistrom-Strahltriebwerks zwischen die Verkleidung 2 und den Mantel 3 geführte Sekundärstrom wird durch das Kompressorrad 7 komprimiert. Im Hubsehrauber-llugzustand sind die Klappen 9 in der Stellung 10 und der Sekundärstrom wird unter erhöhtem Druck über die Leitung 11 dem Rotor zugeleitet. In diesem Zustand ist die Turbine 12 also nicht durch den Sekundärstrom angetrieben. Dementsprechend gewährleistet der Druck des dem Rotor zugeleiteten Sekundärstroms einen hohen Wirkungsgrad des Rotorantriebs .

Für den Vorwärtsflug werden die Klappen 9 in die ausgezogen gezeichnete Stellung gebracht, in der sie die Leitung 11 sperren. Der Sekundärstrom verläuft nun direkt zum Turbinenrad 12 und besitzt so einen Druck, welcher im Vorwärtsflug einen günstigen Wirkungsgrad gewährleistet.

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In den Einlaß 15 des äußeren Mantels 16 tritt ein Tertiärstrom ein, welcher nun durch das Kompressorrad 13 komprimiert wird. Dabei erhält der Tertiärstrom einen Druck, welcher für den Vorwärtsflug einen vorteilhaften Wirkungsgrad gewährleistet.

Im Hubschrauber-llugzustand tritt praktisch keine Luft durch den Einlaß 15 ein, so daß der gesamte Schub nun durch den am Turbinenrad 6 entspannten Primärstrom geliefert wird.

Im Vorwärtsflug haben die einzelnen Ströme jeweils Drücke, die einen günstigen Wirkungsgrad hinsichtlich des Schubes ergeben.

Die beschriebene Anordnung ist insofern einfach, als sie lediglich eine leicht realisierbare Ablenkeinrichtung aufweist. Da die Klappen im kalten Strom arbeiten, bieten sie keine besonderen Probleme·

Wie sich aus vorstehender Erläuterung ergibt, beruht der ^; wesentliche Vorteil der Vorrichtung im Vorhandensein eines Sekundärströmes mit Drücken, welche im Hubschrauber-Flug-" zustand sowie im Vorwärtsflug einen optimalen Wirkungskreis gewährleistet.

In dem anhand von Fig. 1 beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die Räder 12 und 13 mit festen Schaufeln versehen. In · einer geänderten Ausführungsform ist das Triebwerk 1 so konstruiert, daß die Anstellwinkel der Schaufeln dieser Bäder verstellbar sind.

Fig. 2 zeigt eine zweite, für Kombinations-Flugschrauber besonders geeignete Ausführungsform eines Zweistrom-Strahltriebwerks. Den vorstehend anhand der Ausführungsform nach Fig. 1 beschrie-

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benen gleiche oder entsprechende Toile der zweiten Ausführungsform sind mit den gleichen Be züge ζ ei eben versehen und werden nicht nochmale beschrieben.

Bei der zweiten AusfÜhrungsform ist zunächst festzustellen, daß das zusätzliche Turbinenrad 6 in das Zweistrom-Strflhltriebwerk 1 einbezogen ist und dem Antrieb eines oder mehrerer (nicht dargestellter) Kompressorräder dient.

Der heiße Priraärstrom des Triebwerks ^Λ wird hier mittels eines Sammlers 18 einer Austrittsleitung PO zugeleitet, so flnß er nicht mit den radialen Streben 14 der aus dem Turbinenrad und dem Kompressorrad 13 gebildeten beweglichen Anordnung in Berührung kommt. Diese Anordnung verbessert den Wirkungsgrad des Prinäretroms durch Vermeidung des durch die Streben 14 hervorgerufenenJDruckabfalls und vereinfacht darüber hinaus die Konstruktion der beweglichen Anordnung 12/13.

In der zweiten Ausführungsform ist die Austrittsleitung 20 des Primärstrorar mit einem !leitungssystem, von welchem zwei Leitungen 24,26 dargest'ellt sind, verbunden, in welchem eine Anordnung beweglicher Ablenkklappen 22, von denen lediglich eine dargestellt ist, derart einbezogen ist, daß der heiße Primärstrom von der Leitung 20 ganz oder teilweise der einen oder anderen Austrittsleitung 24,26 zuleitbar ist.

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Claims (4)

Patent a n SDi* ϋ ehe

1./Koinbinations-Flugschrauber mit einem durch Reaktion antireibbaren Rotor und einem Zweistrom-Strahltriebwerk mit Äblenkeinrichtungen zum Ablenken des kalten Sekundärstroms des Triebwerks wahlweise zum Rotor für den Schwebe-

^ _'flug ."_. oder zu einer Austrittsleitung für den Vorr ~JT~ wärisflug, __ dadurch gekennzeichnet, daß das Zweistrom-Strahltriebwerk (1) zusätzlich mit einem in der Austrittsleitung angeordneten Turbinenrad (12) versehen ist, mittels dessen bei Beaufschlagung desselben durch den kalten Sekundärstrom des Triebwerks ein in .7 einem das Triebwerk umschließenden Mantel (16) angeordnetes Kompressorrad (13) zum.Verdichten eines Tertiärstroms antreibbar ist.

2. Kombinations-Flugschrauber nach Anspruch 1, d adurch gekennzeichnet , daß das zusätzliche Turbinenrad (12) und/oder das Kompressorrad (I3)mit verstellbaren Schaufeln versehen sind.

3· Kombinations-Flugschrauber nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem die aus dem Turbinenrad 12 und dem Kompressorrad 13 gebildete drehbare Anordnung koaxial mit dem Zweistrom-Strahltriebwerk gelagert ist, dadurch gekennzeichnet , daß eine Sammler- und Abströmleitung; (18, 20) für den heißen Primärstrom des Triebwerks (i) zur Vermeidung jeglicher Berührung zwischen diesem und der beweglichen Anordnung (1?/13) vorgesehen ist.

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4. Kombinations-Flugschrauber, insbesondere nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß das ZweiStrom-Strahltriebwerk (i)weitere Ablenkeinrichtungen (22) aufweist, mittels welcher der heiße Primärstrom des Triebwerks ganz oder teilweise einer oder mehreren Austritts- leitungen (24,26) zuleitbar ist.

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