DE2222457A1

DE2222457A1 - GAS TURBINE PROPELLER

Info

Publication number: DE2222457A1
Application number: DE19722222457
Authority: DE
Inventors: Snoy Karl Adolf
Original assignee: SNOY KARL ADOLF
Current assignee: SNOY KARL ADOLF
Priority date: 1972-05-08
Filing date: 1972-05-08
Publication date: 1973-12-20

Description

G A S U R B I N E N L U F g S C H R A U B S GASTURBINENLUFT SCHRAUBE Die vorliegende Erfindung betrifft eine Luftschraube, welche sich durch die Reaktionswirkung von ausströmenden Gasen an den Blatt -enden selbst antreibt und sowohl als Zug- oder Druckschraube für Flugzeuge aller Art, sowie -auch als Hubschraube für Hubschrauber oder Senkrechtstarter verwendet werden kann. Da diese iuftschraube sich das benötigte Heißgas selbst erzeugt, ist sie zugleich Antrieb und erübrigt den Einbau eines zusätzlichen Motors.G A S U R B I N E N L U F g S C H R A U B S GAS TURBINE AIR SCREW The present invention relates to a propeller which differs by the reaction effect of escaping gases at the blade ends itself and as a pulling force or pressure screw for aircraft of all types, as well as a helicopter for helicopters or whiz can be used. Since this propeller needed it Generating hot gas itself, it is at the same time a drive and eliminates the need to install an additional one Engine.

Der Zweck der gegenständlichen Erfindung ist es, einen einfachen, leichten und betriebssicheren Antrieb für Beichtflugzeuge und Hub -schrauber zu schaffen, der im Herstelluhgspreis weit unter den Prei -sen herkömmlicher Flugzeugtriebwerke liegt. Da auch das Einbauge -wicht dieses Triebwerkes unter 25 % des Gewichtes herkömmlicher Flugzeugtriebwerke liegt, handelt es sich um einen idealen Antrieb vor allem für Motorsegelflugzeuge, teichtflugzeuge und Kleinhub -schrauber aller Art.The purpose of the present invention is to provide a simple, light and reliable drive for confessional aircraft and helicopters create, the manufacturing price far below the prices of conventional aircraft engines lies. Since the installation weight of this engine is less than 25% of the weight of the conventional one Aircraft engines, it is an ideal drive especially for Motor gliders, pond planes and small helicopters of all kinds.

Es wurden schon viele Versuche gemacht, Luftschrauben und vor allem Hubschrauben durch die Reaktionswirkung von an denBlattenden aus -tretenden Gasen anzutreiben. Entweder wurden an den Blattenden-kleine Düsen- Staustrahl- oder Pulsotriebwerke angebracht, oder man verwendete eine normale Gasturbine als Heißgaserzeuger und ließ dann die heissen Abgase durch die hohlen tuftschraubenblätter zu deren Enden strömen, wo sie nach Umlenkung ins Freie austreten konnten und damit den gewünschten Rückstoss erzeugten. Die erstgenannte Art dieser Antriebsmethode erwies sich durch zu hohen Ureibstoffver -brauch als unwirtschaftlich, die zweite Art als viel zu teuer in der Anschaffung, da der Preis herkömmlicher Gasturbinen noch weit über dem Preis von Kolbenflugzeugmotoren liegt.Many attempts have been made, propellers and above all Lifting screws due to the reaction of gases escaping from the blade ends to drive. Either there were small nozzles, ramjet or pulse engines at the ends of the blades attached, or you used a normal gas turbine as a hot gas generator and then let the hot exhaust gases through the hollow propeller blades to their ends flow, where they could emerge after redirection into the open and thus the desired Generated recoil. The former type of this propulsion method turned out to be too high fuel consumption as uneconomical, the second type as too much expensive to purchase, as the price of conventional gas turbines is still well above them the price of piston aircraft engines.

Der genannten Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die Nach -teile der bisher versuchten Ausführungsformen von reaktionsgetrie -benen Luft schrauben, bzw. von Heißgasrotoren zu vermeiden und die Bauweise wesentlich zu vereinfachen.The above-mentioned invention is based on the object of the disadvantages the previously attempted embodiments of reaction-geared air screws, or to avoid hot gas rotors and to simplify the design considerably.

Diese Aufgabe wird erfindungsmäßig dadurch gelöst, daß die Luft-, bzw. Hubschraube zugleich auch der Heißgaserzeuger ist, also eine in Propellerform gebaute Gasturbine darstellt. Diese Gasturbinenform wurde bisher noch nicht in Anwendung gebracht, ermöglicht äe -doch, auch noch dort angewendet zu werden, wo Flugzeugtriebwerke herkömmlicher Bauart entweder zu teuer oder zu schwer sind. Die Gasturbinenluftschraube weist wohl alle Merkmale einer Gasturbine auf, erspart jedoch sowohl eine Arbeitsturbine, als auch eine Tur -bine zum Antrieb des Verdichters. Es kann auch eine Pulsations -verbrennung (nach dem Schmidt-Argus Rohr) entweder mit mechanischen, als auch mit dynamischen Ventilen verwendet werden. Der Verdichter befindet sich in der Nabe der Gasturbinenluftschraube. Es kann so -wohl ein Radialverdichter, als auch ein ein- oder mehrstufiger Axi -alverdichter oder eine Kombination zwischen diesen beiden Verdich -terarten gewählt werden. Dieser Verdichter saugt durch die vordere Öffnung an der Nabe Luft an und drückt diese in die Luftachrauben -blätter; in denen die eigentlichen Brennkammern eingebaut sind. Dort verbrennt nun mit dieser Luft der nach dorthin eingebrachte Treib -stoff und die heissen Abgase gelangen durch die hohlen Luftschrau -benblätter nach Umlenkung an deren Enden ins Freie und treiben da -durch die Luft schraube im gewünschten Drehsinn an. Dabei bleibt eine eventuell gewünschte Verstellbarkeit der Luftschraube sogar bis zur Segelstellung voll erhalten. Der sich durch die Reaktionswirkung nun drehende Propeller treibt über ein ubersetzungsgetriebe den Ver -dichter an. Zum Anlassen ist ein jeder Anlasser zu verwenden, der auch ohne Mitdrehen von Getriebe oder Luft schraube nur den Verdich -ter in Drehung zu versetzen braucht. Durch die erhaltene Verstell -möglichkeit der Luftachraubenblätter kann diese Art des Flugzeugan -triebes auch zum Bremsen des Flugzeuges beim Ausrollen nach der Lan dung verwendet werden, wobei der Bremseffekt durch die Rückstoss wirkung des austretenden Heißgases noch höher liegt, als bei Triebwerken herkömmlicher Bauart, von der Strahlumlenkung bei reinen Dü -sentriebwerken abgesehen.This object is achieved according to the invention in that the air, or jack screw is at the same time also the hot gas generator, so one in propeller form represents built gas turbine. This form of gas turbine has not yet been used brought, äe -but it can also be used where aircraft engines conventional design are either too expensive or too heavy. The gas turbine propeller probably has all the features of a gas turbine, but saves both a power turbine, as well as a turbine to drive the compressor. It can also be a pulsation -burning (according to the Schmidt-Argus pipe) either with mechanical or with dynamic valves are used. The compressor is located in the hub the gas turbine propeller. It can be a centrifugal compressor, as well as a Single or multi-stage axial compressor or a combination between the two Types of compression can be selected. This compressor sucks through the front opening at the hub and presses it into the air screw blades; in which the actual combustion chambers are built in. There it burns with this air The fuel brought there and the hot exhaust gases pass through the Hollow air screw blades after deflection at their ends into the open air and drift This causes the air to screw in the desired direction of rotation. One may stay with that Desired adjustability of the propeller is fully retained even up to the wing position. The propeller, which now rotates as a result of the reaction, drives via a transmission gear the compressor on. Any starter must be used for starting Without turning the gear or air, just turn the compressor shut needs to move. Due to the adjustment possibility of the Luftachraubblätter This type of aircraft drive can also be used to brake the aircraft when it coasts to a stop can be used after landing, the braking effect being the effect of the recoil of the escaping hot gas is even higher than with engines of conventional design, apart from the jet deflection in pure jet engines.

Die mit dieser Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesonders darin, daß hier ein Triebwerk geschaffen wurde, welches in seiner Einfachheit und baulich bedingten Betriebssicherheit kaum mehr zu überbieten sein dürfte. Das ganze Triebwerk wiegt nicht mehr, wie eine Verstell-Luftschraube herkömmlicher Bauart für die gleiche PS -Leistung. Es wird also damit das Gewichtes Motors überhaupt eingespart. Und was für den Leichtflugzeugbau noch wichtiger ist: es kostet auch nicht mehr, als wie eine Verstell-Luftschraube herkömmlicher Bauart. Durch die einfache Bauart wird eine Betriebssicherheit erreicht, welche den stetig strenger werdenden Sicherheitsbe -stimmungen in jeder Art und Weise mehr als gerecht wird. Da die Turbinenluftschraube auch mit den billigsten Treibstoffen betrieben werden kann, ist der etwas höhere Treibstoffverbrauch gegenüber von Kolbenmotoren weitgehendst ~ausgeglichen. Als Idealtreibstoff wäre das sehr billige Flüssiggas zu erwähnen, welches besonders bei Einsatz der Gasturbinenluftschraube in Motorsegelflugzeugen vorteil -haft wäre.The advantages achieved with this invention exist in particular in the fact that an engine was created here, which in its simplicity and Structurally-related operational reliability can hardly be surpassed. The whole The engine no longer weighs like a conventional variable-pitch propeller for the same horsepower. So it is the weight of the engine at all saved. And what is even more important for light aircraft construction: it also costs no more than a conventionally designed adjustable propeller. By the simple Design, an operational reliability is achieved that is steadily stricter Safety regulations are more than fair in every way. Because the turbine propeller can also be operated with the cheapest fuels is the slightly higher Fuel consumption largely balanced compared to piston engines. as The ideal fuel would be the very cheap liquefied petroleum gas, which is special would be advantageous when using the gas turbine propeller in motor gliders.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist inder Zeichnung verein -facht dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.An embodiment of the invention is simplified in the drawing and is described in more detail below.

Die Zeichnung stellt die gegenständliche Erfindung teilweise nur schematisch dar. Das nur schematisch dargestellte Buftschrauben -blatt (1) ist innen hohl und weist am äussren Ende entgegen der Drehrichtung eine Öffnung auf, durch welche mit oder ohne Umlenkschaufeln die heissen Abgase ins Freie austreten können. Ziffer (2) stellt vereinfacht die im hohlen Luftschraubenblatt angebrachte Brennkammer mit Flammhalter dar. Auf das Einzeichnen der Treibstoffzufuhrleitungen, sowie der Zündung wurde bewusst verzichtet, da es sich hier um bewährte technische Gegebenheiten handelt. Ziffer (3) stellt die Nabenhaube mit der vorderen Einlaßöffnung'dar, sie kann strömungsgerecht in beliebiger Form gebaut werden. Ziffer (4) ist die Darstellung eines Verdichters, hier als Radialverdichter symbolisiert. Auf-das Einzeichnen von Leitschaufeln wurde ebenfalls verzichtet. Es ist auch der Einbau eines mehrstufigen Axialverdichters möglich, doch würde diese Verdichterart die Konstruktion wieder verteuern, was nicht im Sinne dieser Erfindung liegt. Ziffer (5) stellt die eigentliche Luftschraubennabe mit der Propellerblatthalterung dar u.zw. in vereinfachter Form. Auf das Einzeichnen eines Verstellapparates konnte verzichtet werden. Ziffer (6) ist die unabhängig von der Luftschraubennabe umlaufende Verdichterwelle. Ziffer (7) ist der die Nabe tragende Anschlußflansch zur Befestigung des ge -samten Triebwerkes am Flugzeug, oder, falls es sich um eine auf gleicher Basis arbeitende Hubschraube handelt, am Hubschrauber.The drawing shows the present invention partially only schematically . The only schematically shown Buftzüge -blatt (1) is hollow inside and has an opening at the outer end against the direction of rotation through which or the hot exhaust gases can escape into the open without deflection blades. Digit (2) simplifies the combustion chamber attached in the hollow propeller blade with flame holder. On the drawing of the fuel supply lines, as well as the Ignition was deliberately omitted, as this is a proven technical condition acts. Number (3) represents the hub cap with the front inlet opening, they can be built in any shape to suit the flow. Number (4) is the representation of a compressor, symbolized here as a radial compressor. On-the drawing of Guide vanes were also dispensed with. There is also the incorporation of a tiered one Axial compressor possible, but this type of compressor would be the design again more expensive, which is not within the meaning of this invention. Number (5) represents the actual Propeller hub with the propeller blade holder, u.zw. in simplified form. There was no need to draw in an adjustment device. Digit (6) is the compressor shaft that rotates independently of the propeller hub. Digit (7) is the connecting flange supporting the hub for fastening the entire Engine on the aircraft, or if it is a jack screw working on the same basis acts on the helicopter.

Ziffer (8) ist ein ubersetzungsgetriebe, das die Drehzahl der um -laufenden Luft schraube auf die zum Antrieb des Verdichters nötige Drehzahl erhöht. Ziffer (9) ist der Anlasser. Es kann sowohl ein elektrischer Anlasser, als auch ein Druckgasanlasser oder ein hand -betriebener Anlasser verwendet werden. Die Funktion dieses Trieb -werkes ist so einfach und klar, daß auf eine weitere Beschreibung verzichtet werden kann.Paragraph (8) is a transmission gear that adjusts the speed of the rotating Air screw increased to the speed required to drive the compressor. Digit (9) is the starter. It can be an electric starter as well as a pressurized gas starter or a hand operated starter can be used. The function of this drive -work is so simple and clear that no further description is required can.

Claims

G A S U U R B I N z N L U F U S C H R A U B E

GAS TURBINE PROPELLER P a t e n t a n s p r ü c -h e 1.) Gas turbine propeller, characterized in that the propeller is a gas turbine built in the shape of a propeller in which, however, the working and compressor turbines are omitted in the design mentioned, without the function of the engine being called into question.

2.) Gas turbine propeller according to claim 1.), characterized in, that a compressor of any type is installed in the propeller hub, which sucks in air through an opening on the hub, compresses it and feeds it into the Air screw blades, which can be installed in any number, presses, themselves in firing chambers, which are built into the propeller blades, with fuel mixes and after ignition by means of any ignition device that now happens hot gas through the hollow propeller blades to those at the end of the same Outlet openings deflected in the direction that the reaction effect the propeller set in rotation.

3.) Gas turbine propeller according to claims 1.) and 2.), characterized in that, despite this drive principle, full adjustability of the propeller blades is preserved, so this during the operation of the Braking position can be adjusted to the sail position without much effort.

4.) Gas turbine propeller according to claims 1.), 2.) and 3.), characterized in that also lifting screws of the same principle Helicopters and VTOLs can be driven ben, including in this Case the full adjustability of the rotor blades is retained.

P a t e n t a n 5 p r ü c h e, B 1 a t t 2.

5.) Gas turbine propeller according to claims 1.) to 4.), characterized in that with the same construction also the principle of vibration combustion (Schmidt - Argus Rohr;) can be applied, both mechanical, as well as dynamic valves can be used.

6.) Gas turbine propeller according to claims 2.) and 5.), characterized in that a propeller built on this basis is smaller or, if it is a lifting drive unit, also with a larger diameter, in a housing built in and radio with or without afterburner as a jet engine -tioning, with an extremely high volume of air (high Bypass ratio) becomes enforceable.

U n t e r a n p r ~ ü c h e: 1.) Gas turbine propeller according to patent claim 5.), Characterized in that the application of the vibration combustion Installation of a compressor through self-priming with this type of combustion at all can be omitted.