DE2363498A1 - Nick- und giersteuerung fuer den schwebeflug von mittels wellenturbinen angetriebenen fluggeraete - Google Patents

Description

Nick- und Giersteuerung für den Schwebeflug von mittels Wellenturbinen angetriebenen Fluggeräte

Die Erfindung betrifft eine Nick- und Giersteuerung für den Schwebeflug von mit Wellenturbinen angetriebenen Fluggeräten sittels Klappen, die die Abgase d·» Triebwerks ablenken.

Unter der Bezeichnung "Aerodyne" (Dornier Post 1/2 - 1969, Seite 31) ist ein Ringflügler bekonnt, bei den der erforderliche Auftrieb ie Schnellflug durch eine leichte Umlenkung des durch einen inneren Kanal strömenden Strahls erzeugt wird·

Beim Schwebeflug dieses Fluggeräts wird der Gebläsestrahl durch Klappen soweit uagelenkt, daß bei gleichzeitiger Anstellung des Fluggeräts ue 20° bis 30° eine Hubkraft entsteht. Bei· übergang von Schwebeflug auf Vorwärtsflug wird der Ausschlag der Klappen entsprechend der Jeweiligen Geschwindigkeit verringert.

Zur Gier- und Nicksteuerung dient ein verhältnismäßig schwacher Strahl, der ob Ende des Leitwerksträgers austritt. Dieser Strahl kann entweder von Gebläsestrahl abgezweigt sein oder aus Triebwerksabgasen bestehen und wird zur Erzeugung von Steuerkräften ebenfalls durch Klappen abgelenkt. Die Rollsteuerung erfolgt durch entsprechend· Klappen α« Gebläsestrahl.

Die Aufgab· der Erfindung besteht darin, ein« während des Schwebeund Tronsitionsflugs gut wirksame Nick- und Giersteuerung zu schaffen.

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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Bereich des Endes des Abgaskanals zwei hintereinander angeordnete Umlenkkaskoden vorgesehen sind, die senkrecht zueinander stehen und aus ungeteilten Profilen gebildet sind· Durch voneinander unabhängige Verstellung dex Kaskaden kennen fernlenkbor Nick- und Gierbewegungen d%* RingflUglers durchgeführt werden.

Bei einer weiteren vorteilhaften AusfUhrungsform der Erfindung dient die vob Abgasstrahl zuerst durchströmte Kaskade oder Jalousie der Nicksteuerung und die nachfolgend durchströmte Kaskade oder Jalousie zur Giersteuerung.

Erfindungsgemäß ist es ferner vorteilhaft, wenn die Profile der Uslenkkaskade zur Nicksteuerung aus geteilten Profilen bestehen. Hierdurch werden größere Ualenkwinkel des Strahls bei guten Wirkungsgrad ermöglicht, ohne daß bein Schnellflug wesentliche Nachteile auftreten· Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Abgaskanol zwischen TriebwerksdUse und Umlenkkaskaden als Ejektor ausgebildet. Dazu wird die AbgasdUse des Triebwerks als MischdUse gebaut, die dann durch Erzeugung eines Unterdrucks Über den Ejektoreinlauf Kaltluft von außen ansaugt. Die Temperaturen der Turbinenabgase werden sehr stark reduziert; eine Isolierung des Abgasrohres ist nicht erforderlich. Ein weiterer Vorteil der AusfUhrungsform des Abgaskanals als Ejektor iet, defi Druckstörungen von dmx Kaskade weitgehend ausgeglichen werden· Infolge des großen Umlenkbereichs der beiden Kaskaden entstehen als Folge der Querschnittsänderungen, abhängig vom Strahlumlenkwinkel, Druckänderungen. Das für die TriebwerksdUse optimale Druckniveau kann durch den Ejektereinlauf eingestellt werden. Die durch die Aussteuerung d9x Nick- und Gierbewegung auftretende Druckschwingung hat keinen Einfluß auf das Triebwerksverholten.

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Bei einer weiteren vorteilhaften AusfUhrungsforn der Erfindung ist der Abgaskanol aindestens in Bereich der Unlenkkaskaden rechteckig gestaltet. Versuche haben ergeben, daß «it dieser Ausgestaltung bei rechtwinklig zueinander angeordneten Ualenkkaskaden gute Steuerungsergebnisse erzielt werden.

Weitere Vorteil·, Merkmale und Anwendungsetiglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus den Figuren, die nachfolgend beschrieben sind.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Prinzipskizze eines RingflUglers während des Schnellflugs, Fig. 2 eine Prinzipskizze entsprechend Fig. 1 während des Schwebeflugs (Transition) des RingflUglers,

Fig. 3 eine Schnittansicht eines Abgaskanals des RingflUglers eit Ejektor und Ualenkkaskaden für die Nick- und Giersteuerung, Fig. 4 eine Draufsicht auf die Unlenkkaskadeh und Fig. 5 ein aus geteilten Spaltprofilen bestehendes Profil der Uelenkkaskade zur Nicksteuerung.

Ein Ringflügler 2 besteht aus einen Strömungskanal 4, in dem sich ein nicht gezeigtes Gebläse befindet. Die durch den Ströeungskonol 4 durchtretende Luft 6 wird an eine« Ende 7 Mittels nicht gezeigter bekannter Ualenkklappen «ehr oder weniger stark ungelenkt, so daß eine Strohlualenkung erreicht wird, wie sie fUr den Schnellflug in Fig. 1 und für den Schwebeflug in Fig. 2 gezeigt ist. Aa RingflUgler 2 ist Bitteis Streben 8 eine Nutzlastspitze 10 befestigt, die Sensoren oder andere Meßgeräte enthält.

Von einer nicht gezeigten Wellenturbine, die cw RingflUgler 2 befestigt ist, geht ein Abgaskanal 12 aus, der an seinen hinteren Ende ein aus Höhenruder 16 und Seitenruder 18 bestehendes Leitwerk trägt, das während des Schnellflugs zur Stabilisierung und Richtungsänderung des Fluggeräts dient.

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Das hintere Ende 14 des Abgaskanals 12 ist vorzugsweise rechteckig gestaltet, wie dies aus Fig. 4 hervorgeht. Die Abgase des Triebwerks werden durch den Abgaskanal 12 zum hinteren Ende 14 gefuhrt und dort Über zwei zueinander senkrecht stehende Ualenkkaskaden oder Jalousien 20, 22 in der vertikalen und in der horizontalen Ebene abgelenkt. Hierbei wird nit einem Abgaskanal 12, der in eines rechteckigen Querschnitt ausläuft, ein abglichst guter Wirkungsgrad erreicht. In diesem Bereich des Abgaskanals 12 sind zur Nicksteuerung einfach geteilte Spaltprofile 24 eingebaut. Wie Fig. 5 zeigt, können bei einer besonderen Ausgestaltung der Spaltprofile 24 Nasenteile 26 um 1/5 bis 1/1O voe Ausschlagwinkel des Profilendes 28 synchron nit angestellt werden, was durch eine einfache Zwangsfuhrung der Profilteile zu erreichen ist. Bei etwas schlechterem Wirkungsgrad können Uoilenkwinkel bis zu + 60 auch nit geraden ungeteilten Profilen 24 erreicht werden.

Senkrecht zur Kaskade 20, die der Nicksteuerung dient, wird die zweite Kaskade oder Jalousie 22 zur Giersteuerung angebaut. Diese Kaskade besteht aus geraden Profilen 30 und erlaubt Umlenkvinkel bis zu + bei sehr guten Wirkungsgrad. Die Kaskade 22 kann so gestaltet werden, daß das Mittlere Profil dieser Kaskade eine Verlängerung des Seitenruders sein kann.

Ia Abgaskanal 12 sind Ejektoröffnungen 32 vorgesehen* Damit werden die Temperaturen der Turbinenabgase soweit reduziert, daß eine Verwendung von Kunststoff für die Profile 24, 30 der Ualenkkaskaden 20, 22 ermöglicht wird. Die Ejektoröffnungen 32 saugen in bekannter Weise Kaltluft an.

Infolge des großen Uelenkbereiches der beiden Ualenkkaskaden 20, 22 entstehen Druckänderungen, abhängig von Strahlumlenkwinkel. Das fUr die TriebwerksdUse optimale Druckniveau kann durch den Ejektor-

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einlauf 32 eingestellt werden. Die durch die Aussteuerung dar Nick- und Gierbewegung infolge Querschnittsänderung auftretenden Druckschwingungen haben keinen Einfluß auf das Triebwerksverhalten. Bei» Schnellflug des Fluggerätes 2, wenn die Längs- und Seitenstabilität durch aerpdynaaisches Ruder erreicht wird, werden beide Kaskaden 20, 22 neutral eingestellt, so daß der Restschub des Triebwerks nicht aehr abgelenkt wird, sondern als Vortriefcskoaponente zur Verfugung steht.

12.12.1973
PaL/ro

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Claims (1)

1. Patentansprüche;

   ( 1. /lick-

   und Giersteuerung fur den Schwebeflug von mit Wellenturbinen angetriebenen Fluggeräten mittels Klappen, die die Abgase des Triebwerks ablenken, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Endes (14) des Abgaskanals (12) zwei hintereinander angeordnete Umlenkkaskaden (20, 22) vorgesehen sind, die senkrecht zueinander stehen und aus ungeteilten Profilen (24, 30) gebildet sind.

   2. Nick- und Giersteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von Abgasstrahl zuerst durchströmte Umlenkkaskade (20) zur Nicksteuerung und die zweite Ualenkkaskade (22) zur Giersteuerung dient.

   3. Nick- und Giersteuerung nach Ansprüchen 1-2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ualenkkaskade (20) zur Nicksteuerung aus geteilten Profilen (26, 28) besteht.

   4. Nick- und Giersteuerung nach Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgaskanal (12) zwischen Triebwerk (i) und Ualenkkaskaden (20, 22) als Ejektor (32) ausgebildet wird.

   5. Nick- und Giereteuerung nach Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgaskanal (12) io Bereich der Ualenkkaskaden (20, 22) rechteckigen Querschnitt aufweist.

   12.12.1973
   Pcl/ro

   509827/0043