DE2147828A1

DE2147828A1 - Turboluftstrahltriebwerk

Info

Publication number: DE2147828A1
Application number: DE19712147828
Authority: DE
Inventors: Gordon Manns Bristel; Hooker Stanley George Wotton-under-Edge Gloucester; Lewis (Großbritannien). F02f3-10
Original assignee: UK Secretary of State for Defence
Current assignee: UK Secretary of State for Defence
Priority date: 1970-09-26
Filing date: 1971-09-24
Publication date: 1972-03-30
Also published as: US3779486A; DE2147828B2; GB1370887A; DE2147828C3; FR2108006B1; IT940943B; FR2108006A1

Description

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Dipl. ing. B. HOIiZEB

89 AUGSBURG

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η. βίο 2Η7828

Augsburg, den 24. September 1971

Der Staatssekretär für Verteidigung in der Regierung Ihrer Majestät der Königin des Vereinigten Königreiches von Großbritannien und Nordirland, Whitehall, London, S.W.l, England

Turboluftstrahltriebwerk

Die Erfindung betrifft Turboluftstrahltriebwerke für Plugzeuge, mit mindestens einem Verdichter, einer iirennkammeranordnung und mindestens einer den Verdichter antreibenden Turbine eowie mit mindestens einer richtungsveränderlichen, seitlich am Triebwerk angeordneten Schubdüse.

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Plugzeuge, welche mit derartigen Triebwerken ausgerüstet sind, können senkrecht bzw. auf kurze Strecken starten und landen (V/STOL).

Aus der DT-PS 1 111 029 sind bereits Triebwerke bekannt, welche ein vorn an dem betreffenden Triebwerk angebrachtes Schwenkdüsenpaar sowie ein am Triebwerksende angebrachtes weiteres Schwenkdüsenpaar aufweisen. Ein am vorderen Triebwerksende angebrachtes Gebläse saugt durch auf beiden Seiten des Plugzeuges angeordnete Lufteinlaßöffnungen Luft an und verdichtet diese. Ein Teil des von dem Gebläse erzeugten Luftstromes wird zur Schuberzeugung durch das vordere Schwenkdüsenpaar ausgestoßen, während der übrige Teil des Luftstromes in eine Brennkammeranordnung geleitet, dort verbrannt wird, eine Turbine durchströmt und als Abgasschubstrahl aus dem hinteren Schwenkdüsenpaar ausgestoßen wird.

Diese Triebwerksanordnung macht sehr große Lufteinlässe erforderlich, damit dem vorderen Schwenkdüsenpaar eine ausreichend große Luftmenge zugeführt werden kann. Es hat sich gezeigt, daß sich bei mit derartigen Triebwerken ausgerüsteten Plugzeugen lediglich Qeschwindig-

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keiten im Bereich der Schallgeschwindigkeit erreichen lassen. Sehr viel größere Geschwindigkeiten, beispielsweise im Bereich doppelter Schallgeschwindigkeit, lassen sich nicht erzielen, da die Lufteinlässe einen zu hohen Luftwiderstand darstellen. Eine Verkleinerung der Lufteinlässe ist bei derartigen Triebwerken jedoch nicht möglich, da in diesem Fall die dem vorderen Schwenkdüsenpaar zugeführte Luftmenge zu gering ist, so daß das hintere Abgasschwenkdüsenpaar den überwiegenden Teil der Schubkraft erzeugen müßte. Während bei ausreichend dimensionierten Lufteinlässen die Schubkraft bei abwärts gerichteten Schwenkdüsen symmetrisch auf das Triebwerk wirkt, bzw. die Wirkungslinie der Gesamtschubkraft im wesentlichen durch den Triebwerksschwerpunkt hindurchgeht, ergibt sich in dem angenommenen Fall verkleinerter Lufteinlässe eine derartige Unsymmetrie der auf das Triebwerk einwirkenden Schubkräfte, daß ein senkrechtes Starten und Landen nicht mehr möglich ist.

Durch die Erfindung soll deshalb die Aufgabe gelöst werden, die Konstruktion eines Turboluftstrahltriebwerkes der eingangs genannten Art derart zu verbessern, daß die sich bei Verkleinerung der Lufteinlässe ergebende

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Unsymmetrie der an dem Triebwerk angreifenden Schubkräfte nicht auftritt.

Im Sinne der Lösung dieser Aufgabe beinhaltet die Erfindung ein Turboluftstrahltriebwerk für Plugzeuge, mit mindestens einem Verdichter, einer Brennkammeranordnung und mindestens einer den Verdichter antreibenden Turbine sowie mit mindestens einer richtungsveränderlichen, seitlich am Triebwerk angeordneten Schubdüse. Ein derartiges Turboluftstrahltriebwerk ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß- das Triebwerk als Einstrom-Turboluftstrahltriebwerk ausgeführt ist und daß die Schubdüse(n) in einem Bereich zwischen dem Verdichter und der Turbine angeordnet ist (sind).

In Weiterbildung der Erfindung ist (sind) die Schubdüse(n) derart strömungsmäßig hinter der Turbine angeordnet, daß die Strömung den Verdichter in entgegengesetzter Richtung zur Strömung durch die Turbine durchströmt.

Die Erfindung beinhaltet außerdem ein Turboluftstrahltriebwerk mit zwei Verdichtern und zwei Turbinen, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß die Schubdüse(n)

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derart strömungsmäßig hinter der Turbine angeordnet ist (sind), daß die Strömung durch den weiteren Verdichter und die beiden Turbinen in entgegengesetzter Richtung zur Strömung durch den einen Verdichter verläuft, daß ferner die weitere Turbine den Antrieb für den weiteren Verdichter bildet, daß weiter die Schubdüse(n) mit Bezug auf die Plugzeuglängsachse über abwärts nach rückwärts verstellbar und im übrigen so angeordnet ist (sind), daß die Schubwirkungslinie bei abwärts gerichteter(n) Schubdüse(n) im wesentlichen durch den Plugzeugschwerpunkt geht.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Turboluftstrahltriebwerkes nach der Erfindung durchströmt die durch eine(n) vor dem Triebwerk angeordnete Einlaßöffnung (en) eintretende Luft in Vorwärtsrichtung die beiden Verdichter, ändert danach ihre Richtung und strömt zum hinteren Triebwerksende hin weiter, ändert dort ihre Strömungsrichtung erneut und strömt anschließend in die Brennkammeranordnung hinein und wieder in Vorwärtsrichtung durch die Turbine hindurch, um eodann durch die Schubdüse (n) ausgestoßen zu werden.

In Weiterbildung der Erfindung sind Triebwerkszusatzgeräte am hinteren Triebwerksende angeordnet und werden

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über eine Welle angetrieben, welche mit der bzw. einer Hauptwelle des Triebwerkes mechanisch gekuppelt ist. Das Anbringen der Triebwerkszusatzgeräte "am hinteren Triebwerksende erleichtert deren Wartung. Die Zusatzgeräte ragen nicht nach außen über den größten Triebwerksdurchmesser hinaus. Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß das Gewicht der Zusatzgeräte am hinteren Triebwerksende das Gewicht des Verdichters kompensiert, so daß die Schubkraftwirkungslinie etwa durch den Triebwerksschwerpunkt geht. Das ist bei Einbau des Triebwerkes nach der Erfindung in ein Plugzeug ein besonders wichtiges Merkmal.

Ein weiterer Vorteil des Anbringens der Zusatzgeräte am hinteren Ende des Triebwerkes besteht darin, daß das Gehäuse für die Zusatzgeräte zur Versteifung des hinteren Triebwerksgehäuses verwendet werden kann, welches eine beträchtliche Belastung auszuhalten hat, da es das unter hohem Druck stehende Gas aus dem Verdichter ausnehmen und dessen Strömungsrichtung umkehren muß. Auf diese Weiee wird verhindert, daß das hintere Gehäuse unzulässig schwer wird.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden

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näher beschrieben. Es zeigen:

Die Pig. IA, B, C zusammen einen horizontalen

Längsschnitt durch ein einwelliges Turboluftstrahltriebwerk nach der Erfindung,

Fig. 2 eine andere Ausführungsform

eines einwelligen Turboluftstrahltriebwerks nach der Erfindung,

Fig. 3 einen horizontalen Längsschnitt

durch ein zweiwelliges Turboluftstrahltriebwerk nach der Erfindung, und

Fig. ¹I ein mit einem Turboluftstrahl

triebwerk nach der Erfindung ausgerüstetes Flugzeug.

Ein in den Fig. IA, IB und IC dargestelltes Turboluftstrahltriebwerk weist ein einziges umlaufendes Teil mit einem mehrstufigen Verdichter 10 auf, welcher Luft

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in Richtung B fördert. Diese Luft wird durch einen Kanal hindurch in eine Gegenstrombrennkammer 12 geleitet, in welcher die Strömungsrichtung umgekehrt wird, über Injektoren 13 wird Brennstoffin die Brennkammer eingeleitet und in der einströmenden Luft verbrannt. Die Verbrennungsprodukte werden in eine zweistufige Turbine 14 eingeleitet, in welcher die Strömung in Richtung eines Pfeiles C verläuft, d.h. entgegengesetzt zur Richtung des Pfeiles B. Die, die Turbine 14 verlassenden Gase strömen in einen Speicherraum 15, welcher um das Triebwerk herum verläuft und mit zwei einander gegenüberliegend angeordneten Schwe.nkdüsen 16, von welchen nur eine dargestellt ist, in Verbindung steht, In einem Plugzeug liegen die Schwenkdüsen einander horizontal gegenüber.

Die Düsen 16 können um Achsen AA auf einer Bahn 17 derart verschwenkt werden, daß sie, wenn das Triebwerk in ein Plugzeug eingebaut ist und mit seiner Längsachse in der Längsrichtung des Plugzeuges liegt, in der Lage sind, den Abgasausschub zwischen einer Stellung mit abwärts gerichtetem Ausstoß und Stellungen mit rückwärts bzw, vorwärts gerichtetem Ausstoß zu verändern. Das verleiht dem Plugzeug die Fähigkeit, V/STOL-Operationen auszuführen .

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Bei dem in Pig. I dargestellten einwelligen Triebwerk ist mindestens eine der Leitradstufen 29 des Verdichters verstellbar und damit deren Angriffswinkel veränderbar, so daß die Betriebscharakteristik des Verdichters im gesamten Bereich des Triebwerksbetriebes an den Luftbedarf angepaßt werden kann.

Der Verdichter und die Turbine sind auf einer zusammengesetzten Welle 20 angebracht und in drei Rollenlagern 19, 21 und 22 sowie in einem Axiallager 23 gelagert. Am hinteren Ende der Welle 20 ist ein Zahnrad 24 angebracht, welches mit einem Zahnrad 25 kämmt, das nicht dargestellte Triebwerkszusatzgeräte über eine in einem Lager 27 gelagerte Welle 26 antreibt.

Da die Strömung durch den Verdichter 10 in entgegengesetzter Richtung zur Strömung durch die Turbine 14 verläuft, wirken die auf das umlaufende Teil des Triebwerkes durch die Gasströme in dem Verdichter und in der Turbine ausgeübten Kräfte in der gleichen Richtung, d.h. sie addieren sich und heben sich nicht mindestens teilweise gegenseitig auf. Zur Verringerung der auf das Axiallager wirkenden Kräfte ist eine "Kolben-Zylinder"-Anordnung vorgesehen, welche mindestens einen Teil dieser Kräfte

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direkt auf das äußere Gehäuse des Triebwerkes überträgt.

Das Luftsystem des Triebwerkes, welches zur Betätigung der Kolben-Zylinder-Anordnung verwendet wird, wird im folgenden näher beschrieben.

Der Verdichter 10 weist mehrere Stufen auf, aus welchen Luft für verschiedene Zwecke abgezweigt wird. Dabei sind Druck und Temperatur der Luft bzw. des Gases umso höher, je höher die Luft bzw. das Gas verdichtet ist.

Luft wird zunächst hinter der vierten Leitschaufelstufe 30 über ein Abblaseventil 31 abgezapft. Da es sich dabei um verhältnismäßig kühle Luft mittleren Druckes handelt, wird sie über einen Kanal 32 dem Hauptaxiallager zugeleitet, an welchem sie zum Kühlen und zum Aufbauen eines Dichtungsdruckes verwendet wird und anschließend über Dichtungen 33 und J>k entweicht. Die durch die Dichtung hindurchtretende Luft wird mit Luft niedrigen Druckes vermischt, welche durch eine unmittelbar hinter der achten Laufschaufeistufe 36 gelegene Dichtung 35 hindurchgeströmt und gemäß der Darstellung durch Pfeile 37 um die Hinterseite der Laufradscheibe 38 herum in einen

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Raum 40 eingeströmt ist. Luft, welche durch eine Dichtung oder durch mehrere hintereinander angeordnete Dichtungen hindurchgeströmt ist, erfährt an jeder Dichtung eine Druckverminderung. Ein Teil der Leckluft, welche durch einen Pfeil 39 angedeutet ist, aus einer Dichtung 41 mischt sich außerdem mit der Luft in den Kammern 40. Die sich ergebende Luft niedrigen Druckes wird durch nicht dargestellte Kanäle innerhalb des Kanales 32 nach oben zuriickgeleitet und für Kühlzwecke verwendet.

Weitere Luft, welche durch Dichtungen 43 hindurch in eine Kammer 42 eindringt, stellt sicher, daß auf beiden Seiten der Laufradscheibe 38 des Verdichters Luft niedrigen Druckes vorhanden ist. Aus diesem Grund ergibt sich an dieser Scheibe kein resultierendes Biegemoment.

Luft strömt aus der Kammer 42, wie durch Pfeile angedeutet, in eine Kammer 45, in welcher sie mit Förderluft aus der sechsten Verdichterstufe vermischt wird, welche in eine Verteilerleitung 46 abgezweigt worden ist. Der größte Teil dieser Luft wird zur Kühlung des Abgasteiles des Triebwerkes verwendet, wie durch Pfeile 49 dargestellt, während der übrige Teil der Luft durch eine Dichtung 47 hindurch in eine Kammer 48 gelangt und

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dort auf der Hinterseite einer Trennwand 50 einen niedrigen Druck aufbaut."

Förderluft hohen Druckes strömt aus dem Verdichter, wie durch Pfeile 51 dargestellt, in eine Kammer 52 auf
der Vorderseite der Trennwand 50 ein.

Auf diese Weise wird auf die Welle 20 in Rückwärtsrichtung ein resultierender Gasdruck ausgeübt und dadurch das Axiallager 23 entlastet. Der Gasdruck wird über einen feststehenden Aufbau 53 und über Platten 5^ auf das äußere Triebwerksgehäuse übertragen.

Die Luft hohen Druckes in der Kammer 52 wird sodann durch einen Zwischenraum zwischen der Welle 20 und einem Verkleidungsrohr 56 hindurch, wie durch Pfeile 55 dargestellt, zur Turbine geleitet und dort zum Kühlen der
Turbinenschaufeln verwendet.

Die Luft niedrigen Druckes aus der Kammer 48 strömt an der Außenseite des Verkleidungsrohres 56 entlang, wie durch Pfeile 59 dargestellt, und wird zur Schleierkühlung des Abgasspeieherräumes verwendet, in welchen es durch
Lippen 57 hindurch einströmt.

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Die durch die Dichtung J>k entweichende Luft niedrigen Druckes folgt dem durch Pfeile 58 angedeuteten Weg, strömt an der Welle 20 entlang und wird zum Kühlen und zum Aufbauen eines Dichtungsdruckes der bzw. an den hinteren Rollenlager(n) 22 und 19 verwendet. Ein zusätzlicher Gasdruck, welcher die Verringerung der Belastung des Axiallagers unterstlizt, wird durch Luft hohen Druckes auf der Vorderseite einer Wellenschulter βθ und durch Luft niedrigen Druckes (zur Lagerkühlung) auf der Hinterseite dieser Schulter erzeugt. Zur Turbinenleitschaufelkühlung wird außerdem Luft hohen Druckes aus dem Kanal zugeführt, was durch Pfeile 6l dargestellt isb. Sämtliche verbrauchten Gase werden in die Abgasströmung in dem Speicherraum I5 zurückgeleitet.

Die Förderluft der sechsten Verdichterstufe wird außerdem zur Kühlung eines Düsenlagerringes62 verwendet. Die Düse kann entweder, wie dargestellt, am Triebwerk oder aber am Flugzeug angebracht sein. Im letzteren Fall sind komplizierte Dichtungsanordnungen erforderlich, um das Entweichen heißer Gase zu verhindern.

Bei einer nicht dargestellten abgewandelten Aus- fUhrungsform des Triebwerkes nach der Erfindung 1st das

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Rollenlager 22 durch ein Axiallager ersetzt und die Schubreaktionskraft wird dazu verwendet, einen Teil des Gasdruckes auf das hintere Gehäuse zu übertragen.

In Fig. 2 ist ein Triebwerk dargestellt, dessen Aufbau dem in Fig. 1 dargestellten Triebwerk ähnlich ist und welches einen Verdichter 10, eine Brennkammeranordnung und eine den Verdichter 10 antreibende Turbine 14 aufweist. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Triebwerk nach der Erfindung werden die Abgase aus der Turbine in einen Speicherraum eingeleitet und durch zwei Düsen ausgestoßen. Bei dem Triebwerk nach Fig. 2 werden die Turbinenabgase in einen Speicherraum 15 eingeleitet und durch eine einzelne Schubdüse 70 ausgestoßen, welche eine Reihe teleskopartig ineinanderschiebbarer Hohlkugelelemente 71 aufweist, die eine Veränderung der Ausstoßrichtung innerhalb eines Winkelbereiches von 90° gestatten. Die Elemente 71 sind in ihrer ausgefahrenen Stellung dargestellt, in welcher der Ausstoß in bezug auf die normale Lage des Flugzeuges nach hinten erfolgt. Zum Ausstoß nach unten werden die Elemente teleakopartig ineinandergeschoben, wie durch gestrichelte Linien dargestellt, indem sie um eine zur Zeichenebene der Fig. 2 senkrechte Achse 72 verschwenkt werden.

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Bei einem mit diesem Triebwerk nach der Erfindung ausgerüsteten Flugzeug ist die Düse 70 unterhalb des Flugzeugrumpfes auf dessen Längsmittellinie angeordnet. Mittels der Düse 70 ist die Ausstoßrichtung von abwärts nach rückwärts veränderbar und dadurch das Flugzeug in der Lage, senkrecht bzw. auf kurzer Strecke zu starten und zu landen.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellten Triebwerke nach der Erfindung gehören allgemein zur Klasse der einwelligen, d.h. mit einem umlaufenden Teil versehenen Turboluftstrahltriebwerke, bei welchen im wesentlichen die gesamte in dem Verdichter verdichtete Luft in die Brennkammern befördert wird. Die dargestellten Triebwerke könnten selbstverständlich zu einem Beipaß-Triebwerk abgewandelt werden, so daß ein Teil der in dem Verdichter verdichteten Luft zur Schwenkdüse bzw. zu den Schwenkdüsen geleitet wird, ohne die Brennkammern zu passieren.

Die Beipaßluft kann, wenn nicht dargestellte Düsen verwendet werden, welche jeweils aus zwei koaxial zueinander angeordneten Düsen bestehen, entweder die Düsen umgehen, indem die Abgase durch die mittlere Düse

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hindurehströmen und die Beipaßluft durch die sie umgebende Düse hindurchströmt oder umgekehrt.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellten Triebwerke können in dem Speicherraum 15 mit Einrichtungen zur Nachverbrennung versehen sein, d.h. mit Einrichtungen zum Verbrennen von zusätzlichem Brennstoff-in den Abgasen. Die Nachverbrennungseinrichtungen können im Plugbetrieb zur Erzeugung zusätzlichen Schubes während V/STOL-Operationen und außerdem zur Erzeugung zusätzlichen Vorwärtsschubes dann, wenn hohe Geschwindigkeit.und schnelle Manövrierfähigkeit erforderlich sind, verwendet werden.

Die in den Fig.l und 2 dargestellten Triebwerke nach der Erfindung können jeweils auch mit einer Hilfsdüse ausgerüstet werden, deren Düsenquerschnitt veränderbar ist und welche unmittelbar stromabwärts der Turbine angeordnet ist und die, die Turbine verlassenden Abgase steuert und dadurch einen wirtschaftlicheren Betrieb bei niedrigen Iriebwerksgeschwindlgkeiten bewirkt, und außerdem zur Steuerung der Abgasaustrittsfläche verwendet werden, wenn zusätzlicher Brennstoff in dem Speicherraum verbrannt wird.

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Die dargestellten Triebwerk aäcii de*?.Erfindung weisen zwar nur ein einziges umlaufendes Teil auf, ~^~- d.h. sind einwellig ausgeführt, es können jedoch auch mehrere umlaufende Teile vorgesehen sein, d.h. die Triebwerke können auch mehrwellig sein. Bei einer Ausführungsform eines, solchen zv;eiwelligen Triebwerkes weist das Triebwerk in Strömungsrichtung hintereinander angeordnet einen Niederdruck (ND)-Verdichter, einen Hochdruck (HD)-Verdichter, eine Brennkammeranordnung, eine HD-Turbine und eine ND-Turbine auf. Da die Strömung durch die Verdichter in diesem Falle jedoch in entgegengesetzter Richtung zur Strömung durch die Turbinen verläuft, würde bei dieser Triebwerksanordnung die ND-Turbine den HD-Verdichter und die HD-Turbine den ND-Verdichter antreiben. In diesem Falle müßte außerdem dafür gesorgt werden, daß die LeitSchaufelangriffswinkel so verändert werden können, daß sie jeweils den Betriebscharakteristiken verschiedener Teile des Triebwerkes angepaßt sind.

Bei einer anderen Ausführungsform eines Triebwerkes mit zwei umlaufenden Teilen nach der Erfindung strömt die Luft in das Triebwerk im Bereich seiner Mitte ein, durchströmt in Vorwärtsrichtung einen ND-Verdichter und anschließend einen HD-Verdichter, wird dann zum hinteren

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Ende des Triebwerkes geleitet und strömt wieder in Vorwärtsriehtung durch eine Brennkammer, eine HD-Turbine und eine ND-Turbine hindurch und tritt durch eine oder mehrere Schwenkdüsen hindurch aus, welche im Mittelbereich des Triebwerkes angeordnet sind. Bei dieser Anordnung befindet sich der !©-Verdichter unmittelbar neben der ND-Turbine und wird durch "diese"" angetrieben, während der HD-Verdichter durch eine Welle angetrieben wird, welche durch den ND-Verdichter und die ND-Turbine hindurchgeführt und mit der HD-Turbine verbunden ist.

Bei noch einer weiteren Ausführungsform eines in Fig. 3 dargestellten zweiwelligen Triebwerkes sind der HD-Verdichter 81 und die HD-Turbine 8j5 axial von dem ND-Verdichter 80 und der ND-Turbine 84 getrennt. Gas strömt in einer Richtung durch den ND-Verdichter hindurch zum anderen Ende des Triebwerkes, kehrt dort seine Richtung um und strömt nacheinander durch den HD-Verdichter 81, die Brennkammer 82, die HD-Turbine und die ND-Turbine 84 hindurch und verläßt an einer Stelle zwischen dem ND-Verdichter und der ND-Turbine das Triebwerk. Bei dieser Ausführungsform des Triebwerkes nach der Erfindung kann die HD-Welle 87 als ein

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bloßer zusätzlicher Gasgenerator betrachtet werden, welcher die Gesamtschubleistung des Triebwerkes erhöht.

Es sind außerdem Vorkehrungen getroffen, daß der Beipaßstrom aus dem }^Jiera±GiAer--QcriM~¹STe~~'' Außenseite der Schwenkdüse 85 herumgeleitet wird, was durch strichpunktierte Linien 86 angedeutet ist. Die Düse 85 ist um die Achse AA schwenkbar, so daß das betreffende Flugzeug senkrecht bzw. auf kurzer Strecke starten und landen kann.

Diese zweiwellige Anordnung eines V/STOL-Triebwerkes mit umgekehrter Strömung hat mehrere wichtige Vorteile. Die beiden Wellen bzw. die beiden umlaufenden Teile können in entgegengesetzten Richtungen rotieren und dadurch im wesentlichen das Kreiselmoment aufheben, welches bei einem einwelligen Triebwerk vorhanden wäre und welchem bei einem einwelligen Triebwerk durch das Vorsehen geeigneter Bremsluftdüsen entgegengewirkt werden müßte.

Das Problem der Verdichter- und Turbinenbelastungen, welche in der gleichen Richtung wirken und welchen in

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obengenannter Weise entgegengewirkt- werden muß, ist bei einer zweiwelligen Anordnung fcaw. einem Triebwerk mit zwei umlaufenden Teilen nicht-so akut, da lediglich das umlaufende ND-Teil einen Druckausgleich zur Entlastung seines Axiallagers von axialen Kräften erfordert. Bei dem umlaufenden NO-Teil, kann -3ine Kolben-Zylinder-Anordnung der oben beschriebenen Art verwendet werden. Der Förderdruck des ND-Verdicbters kann dem Abgasdruck angepaßt werden, so daß der Abgaskanal von dem Hauptluftstrom durch Konvektion awongsgekühlt v/erden kann.

Der auf das hintere Gehäuse einwirkende Druck ist ebenso wie dessen Temperatur geringer, so daß es möglich ist, das Triebwerk mit höheren Drücken zu betreiben. Die Zusatzgeräte können weiterhin von der Rückseite des Triebwerkes her über eine mit dem umlaufenden HD-Verdichterteil, verbundene Welle angetrieben v/erden.

Ein in Fig. 4 dargestelltes Flugzeug weist zwei Einlaßöffnungen 90 auf, von welchen in Fig. 4 nur eine sichtbar ist, die einem Triebwerk 91, welches mit dem in Fig. 1 dargestellten Triebwerk identisch ist. Luft zuführen. Das Triebwerk weist zwei auf gegenüberliegenden

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Seiten des Flugzeugrumpfes angeordnete Schwenkdüsen auf, von welchen in Fig. 4 ebenfalls nur eine sichtbar ist. Die Anordnung der Schwenkdüsen zwischen dem Verdichter und der Turbine des Triebwerkes bewirkt, daß der von dem Triebwerk erzeugte resultierende Schub etwa auf den Schwerpunkt des Triebwerkes wirkt. Dadurch kann das Triebwerk in der Mitte des Flugzeugrumpfes angeordnet werden, so daß der resultierende Schub auch auf den Schwerpunkt des Flugzeuges wirkt. Diese Anordnung gestattet außerdem das Anbringen der Pilotenkanzel ganz vorn im Flugzeug, wodurch der Pilot eine gute Sicht erhält.

Ein weiterer Vorteil dieser Anordnung ist, daß der Lufteinlaß des Triebwerkes, welcher in zwei Teile unterteilt ist, von welchen jeweils einer auf jeder Seite des Rumpfes angeordnet ist, bis zur Vorderseite des Rumpfes vorgezogen werden kann, wodurch sich ein Maximum für den Abstand zwischen den Lufteinlaßöffnungen und den Abgasdüsen und damit eine Verringerung der Möglichkeit eines Wiedereinsaugens, welche insbesondere beim Senkrechtstart besteht, ergibt.

An dem Flugzeug ist vor jeder Düse eine Verkleidung 9J5

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zur "Verbesserung des aerodynamischen Wirkungsgrades beim Vorwärtsflug angebracht. Das Flugzeug ist außerdem mit nicht dargestellten Ausströmröhren versehen, welche in der Nähe des äußeren Randes der Tragflächen sowie an der Nase und am Schwanz angebracht sind und zur Steuerung bzw. Trimmung der Lage des Flugzeuges dienen. Diesen Ausströmrohren wird verdichtete Luft aus dem Triebwerksverdichter zugeführt.

Zwillings-Triebwerksanordnungen, bei welchen zwei Triebwerke nach der Erfindung verwendet werden, sind möglich, wenn Querverbindungsrohre vorgesehen werden, die eine Stabilisierung bei nur einem in Betrieb befindlichem Triebwerk gestatten.

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Claims

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Patentansprüche:

1. Turboluftstrahltriebwerk für Plugzeuge, mit mindestens einem Verdichter, einer Brennkammeranordnung und mindestens einer den Verdichter antreibenden Turbine sowie mit mindestens einer richtungsveränderlichen, seitlich am Triebwerk angeordneten Schubdüse, dadurch gekennzeichnet, daß das Triebwerk als Einstrom-Turboluftstrahltriebwerk ausgeführt ist und daß diese Schubdüse(n) (16) in einem Bereich zwischen dem Verdichter (10) und der Turbine (14) angeordnet ist (sind).

2. Turboluftstrahltriebwerk nach Anspruch 1,-dadurch gekennzeichnet, daß die Schubdüse(n) (l6) derart strömungsmäßig hinter der Turbine (14) angeordnet ist (sind), daß die Strömung den Verdichter (10) in entgegengesetzter Richtung zur Strömung durch die Turbine durchströmt·

5. Turboluftstrahltriebwerk nach Anspruch 1 oder 2 mit zwei Verdichtern und zwei Turbinen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schubdüse(n) (85) derart ströraungsmäßig

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hinter der Turbine (84) angeordnet ist (sind), daß die Strömung durch den weiteren Verdichter (81) und die beiden Turbinen (85, 84) in entgegengesetzter Richtung zur Strömung durch den einen Verdichter (80) verläuft, daß ferner die weitere Turbine (83) den Antrieb für den weiteren Verdichter (8i) bildet, daß weiter die Schubdüse(n) mit Bezug auf die Plugzeuglängsachse über Abwärts nach Rückwärts verstellbar und im übrigen so angeordnet ist (sind), daß die Schubwirkungslinie bei abwärts gerichteter(n) Schubdüse(n) im wesentlichen durch den Plugzeugschwerpunkt geht.

4. Turboluftstrahltriebwerk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die durch (eine) vor dem Triebwerk angeordnete Einlaßöffnung(en) eintretende Luft in Vorwärtsrichtung die beiden Verdichter durchströmt, danach ihre Richtung ändert und zum hinteren Triebwerksende hin weiterströmt, dort ihre Strömungsrichtung erneut, ändert, anschließend in die Brennkammeranordnung hinein- und wieder in Vorwärtsrichtung durch die Turbine hindurchströmt, um sodann durch die Schubdüse(n) ausgestoßen zu werden.

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5. Turboluftstrahltriebwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit mindestens einer Hauptwelle, dadurch gekennzeichnet, daß Triebwerkszusatzgeräte am hinteren Triebwerksende angeordnet und über eine Welle (26) angetrieben werden, die mit der bzw. einer Hauptwelle (20) des Triebwerkes mechanisch gekuppelt (24, 25) ist.

6. Turboluftstrahltriebwerk nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, daß die auf ein Axiallager (25) der Hauptwelle (20) wirkende Schubkraft mindestens teilweise durch eine Kolben-Zylinder-Anordnung aufgehoben wird, welche eine mit der Hauptwelle verbundene Trennwand (50), einen mit dem Triebwerksgehäuse verbundenen festen Aufbau (53), eine zwischen der Trennwand und dem feststehenden Aufbau angeordnete Dichtung (47) und eine Einrichtung aufweist, welche einen hohen Druck auf einer Seite der Trennwand und einen verhältnismäßig niedrigeren Druck auf der anderen Seite der Trennwand aufbaut und dadurch auf die Hauptwelle eine Axialkraft ausübt, welche die Schubkraft auf das Axiallager kompensiert und durch die Gegenwirkung des Triebwerksgehäuses von diesem aufgenommen wird.

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7. Turboluftstrahltriebwerk nach einem der Ansprüche bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirkungslinie des sich bei abwärts gerichteter Schubdüse (16, 70, 85) ergebenden Schubes im wesentlichen durch den Triebwerksschwerpunkt geht.

8. Turboluftstrahltriebwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 7 mit zwei Schubdüsen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schubdüsen als horizontal an einander gegenüberliegenden Seiten des Triebwerkes angeordnete Schwenkdüsen (16 bzw. 85) ausgebildet sind.

9. Turboluftstrahltriebwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 7 mit einer Schubdüse, dadurch gekennzeichnet, daß diese Schubdüse (70) als Hohlkugelelement-Teleskopdüse ausgebildet ist, mittels welcher die Schubstrahlrichtung zwischen abwärts und rückwärts verstellbar ist.

10. Turboluftstrahltriebwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 9* gekennzeichnet durch einen Speicherraum (15), weiter durch eine innerhalb desselben angeordnete Nachverbrennungseinrichtung und durch eine stromabwärts der Turbine angeordnete Zusatzdüse zur

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Veränderung des Sehubstrahlquerschnitts.

11. Kombination eines Turboluftstrahltriebwerks nach einem der Ansprüche 1 bis 10 mit einem Plugzeug, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung der Schubdüse(n) (16 bzw. 70 bzw. 85) derart ist, daß bei abwärts gerichteter(n) Schubdüse(n) die Schubstrahlwirkungslinie(n) durch den Plugzeugschwerpunkt geht.

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