DE2809169A1

DE2809169A1 - Strahlrohr zum antrieb und zur steuerung von flugzeugen

Info

Publication number: DE2809169A1
Application number: DE19782809169
Authority: DE
Inventors: Ludwig Schweikl
Original assignee: MTU Motoren und Turbinen Union Muenchen GmbH
Current assignee: MTU Aero Engines GmbH
Priority date: 1978-03-03
Filing date: 1978-03-03
Publication date: 1979-09-13
Also published as: IT1115113B; FR2418873B1; US4281795A; FR2418873A1; GB2015950A; DE2809169C3; DE2809169B2; GB2015950B; IT7948169A0

Description

20. Strahlrohr, insbesondere nach Jen Ansprüchen 18 und 19, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle der hydraulisch oder pneumatisch betätigten Vorstellzylinder in sinngemäßer Funktionsweise zu verwendende^ motorisch aage™ triebene Kugelrollspindeln vorgesehen sind_o

21. Strahlrohr, insbesondere nach Anspruch IS, dadurch ge·= kennzeichnet, daß die biegsamen Wellen, 2.B. (60)„ Über Schraubgetriebe (65, 56) mit den Winkelhebeln (9, 8) im Eingriff sind«

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Als nachteilhaft wird es in den beiden bekannten Fällen zum einen angesehen, daß infolge der kugelförmigen Auswölbung der beiden Rohrteile nicht unerhebliche Strömungsverluste der Triebwerksgase angenommen werden müssen, welche u.a. in der technischen Strömungslehre durch den bekannten Begriff der sogenannten "carnotschen Stoßverluste" definierbar sind.

Sucht man in den beiden vorliegenden bekannten Fällen, eine geeignete Verstellbarkeit des zweiten mit der Schubdüse versehenen Rohrteils zu schaffen, so bedingt die kardanische Aufhängung, daß die Verstell-Kräfte über jeweils zwei Punkte eingeleitet werden müssen, was dazu zwingt, verhältnismäßig umfangreiche Versteifungen an den kugelförmigen Schalenteilen bzw. an den Rohrteilen vorzunehmen, woraus u.a. gewichtliche Nachteile resultieren.

Außerdem dürften infolge der kugelförmig ineinandergreifenden Strahlrohrabschnitte technische Schwierigkeiten hinsichtlich der Schaffung einer geeigneten Schubdüsenverstellung zu erwarten sein.

Durch die US-PS 3,776,467 ist weiter eine Einrichtung zur Ablenkung des Schubstrahls für Gasturbinenstrahltriebwerke bekannt, bei der sich an das ortsfeste.Triebwerksstrahlrohr

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zwei verdrehbar aneinander gelagerte Rohrteile anschließen, wobei die Ebene des Drehlagers bzw. die Schnittebene zwischen diesen beiden drehbaren Rohrteilen zur Strahlrohrlängsachse so geneigt ist, daß infolge gleichzeitigen Verdrehens der beiden Rohrteile um gleiche Drehwinkel gegeneinander oder infolge Verdrehens der beiden Rohrteile um jeweils unterschiedliche Drehwinkel der Schubstrahl entweder z.B. in der vertikalen Triebwerks- bzw. Strahlrohrlängsmittelebene oder aber räumlich verschwenkbar ist.

Diese bekannte Lösung mag zwar grundsätzlich für verhältnismäßig langsame Schwenkbewegungen der Schubdüse, bzw. des mit der Schubdüse versehenen Rohrteils geeignet sein, stößt aber auf Schwierigkeiten, wenn verhältnismäßig rasche Richtungsänderungen des Schubvektors erforderlich werden, woraus wiederum verhältnismäßig hohe Drehgeschwindigkeiten und Beschleunigungen der drehbaren Rohrteile sowie schließlich hohe Antriebsleistungen resultieren.

Das im vorliegenden bekannten Fall für den Antrieb der beiden Rohrteile vorgesehene Differentialgetriebe nebst Zahnkränzen an den Rohrteilen läßt im übrigen einen verhältnismäßig hohen Herstellungsaufwand sowie ein verhältnismäßig hohes Gewicht erwarten .

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Bei einem anderen Vorschlag wird davon ausgegangen, das mit der Schubdüse versehene, über einen elastischen Schlauch oder dergleichen mit dem ersten, ortsfest angeordneten Rohrteil verbundene zweite Rohrteil über hydraulische, pneumatische oder mechanische Verstelleinrichtungen zu verschwenken, wobei diese Einrichtungen umfangsseitig an mehreren Stellen das Triebwerks angeordnet sind und für die Schubvektorsteuerung unterschiedlich gesteuerte Verstellwege zurücklegen müssen.

Bei diesem Vorschlag müssen die durch den im Querschnitt aufgeschnittenen Druckbehälter hervorgerufenen Kräfte von den Betätigungselementen aufgenommen werden, was zu verhältnismäßig hohen Verstellkräften und demzufolge groß dimensionierten Bauteilen dieser Betätigungseinrichtungen führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die zu Bekanntem vorgebrachten Nachteile zu beseitigen und ein Strahlrohr nach der eingangs genannten Art zu schaffen, welches auf verhältnismäßig einfache Weise rasche Änderungen des Schubvektors ermöglicht.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind erfindungsgemäß am ersten Rohrteil Verstellelemente angeordnet, die über Winkelhebel in der Weise gelenkig mit dem zweiten Rohrteil gekoppelt sind, daß es entweder um eine vertikale oder um eine horizontale Drehachse oder gleichzeitig um diesen beiden Achsen verschwenkbar ist.

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In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Erfindung folgende Merkmale auf:

a) Sämtliche Winkelhebel sind mit ihren jeweils knieseitigen Drehpunkten am ersten Rohrteil schwenkbar angeordnet, wobei alle Drehpunkte vorzugsweise in einer Ebene liegen, die die verlängerte Triebwerks- bzw. die Strahlrohrlängsachse im rechten Winkel schneidet;

b) zwei am Umfang des ersten drhebaren Rohrteils einander gegenüberliegende knieseitige Drehpunkte eines ersten Winkelhebelpaars liegen in einer parallel zur vertikalen Drehachse des zweiten Rohrteils verlaufenden Ebene;

c) zwei am Umfang des ersten drehbaren Rohrteils einander gegenüberliegende knieseitige Drehpunkte eines zweiten Winkelhebelpaars liegen in einer parallel zur horizontalen Drehachse des zweiten Rohrteils verlaufenden Ebene;

d) die an den Enden des jeweils einen freien Schenkels liegenden Anlenkpunkte des ersten Winkelhebelpaars liegen auf der vertikalen Drehachse des zweiten Rohr-

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teile, während dl« «η dem jeweils einem freien Ende liegenden Anlenkpunkte dee zweiten WinJcelhebelpaars auf der horizontalen Drehachse des zweiten Rohrteils liegen;

e) als Verstellelemente sind am Umfang des ersten Rohrteils zwei gleichzeitig gemeinsam oder unabhängig voneinander, motorisch antreibbare Ringkörper verdrehbar gelagert, wobei das erste Winkelhebelpaar über dessen übrige freie Enden mit dem ersten Ringkörper, das zweite Winkelhebelpaar über dessen übrige freie Enden mit dem zweiten Ringkörper gekoppelt ist.

Anhand der Zeichnungen ist die Erfindung beispielsweise weiter erlflutert, es zeigern

Fig. 1 eine Ansicht des Strahlrohrs in Blickrichtung A der Fig. 2,

Fig. 2 die seitliche Ansicht des teilweise aufgeschnitten dargestellten Strahlrohrs nebst Verstelleinrichtungen,

Fig» 3 einen Schnitt nach der Linie ZZZ-ZZZ der Fig. 2,

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Fig. 4 einen Strahlrohrabschnitt gemäß Blickrichtung B der Fig. 2,

Fig. 5 einen vergrößert wiedergegebenen seitlichen Abschnitt des Strahlrohrs, wobei hier jedoch der zweite drehbare Rohrteil die Winkelhebel teilweise ummantelt,

Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie VI-VI der Fig. 5,

Fig. 7 ein Schnittbild eines unteren Winkelhebels nebst zugeordnetem Kompensationsschlitten zwischen dem ersten und zweiten Strahlrohr,

Fig. 8 eine Ansicht gemäß Blickrichtung C der Fig. 7,

Fig. 9 die seitliche Ansicht einer Ersatzgetriebeanordnung zwecks Betätigung eines Winkelhebels,

Fig. 10 die seitliche Ansicht eines Strahlrohrabschnitts unter Zuordnung einer weiteren Variante für die Verstellmittel,

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Fig. 11 die seitliche Ansicht eines Strahlrohrabschnitts unter Zuordnung einer weiteren Variante für die Verstellmittel und

Fig. 12 eine schematisch sowie in die Zeichenebene

projiziert dargestellte weitere Verstellantriebs-Variante.

Fig. 1 und 2 veranschaulichen eine schematische Darstellung des Strahlrohrs mit einem feststehenden ersten Rohrteil 1, an welchem ein zweites mit einer Schubdüse 3 versehenes Rohrteil 2 räumlich verschwenkbar angeordnet ist. Hierzu sind am ersten Rohrteil 1 zwei z.B. mittels Elektromotoren 4, 5 antreibbare Ringkörper 6, 7 in Umfangsrichtung verdrehbar gelagert, die über Winkelhebel 8, 9, 10, 11 in der Weise gelenkig mit dem zweiten Rohrteil 2 gekoppelt sind, daß es entweder um eine vertikale Drehachse 12 oder um eine horizontale Drehachse 13 oder gleichzeitig um diese beiden Achsen 12, 13 verschwenkbar sein soll. Die Elektromotoren 4, greifen mittels auf deren verlängerten Motorwellen angeordneten Zahnritzeln 14, 15 in Zahnkränze 16, 17 der beiden Ringkörper 6', 7 ein.

Weiter sind hierbei sämtliche Winkelhebel 8, 9, 10, 11 mit ihren jeweils knieseitigen Drehpunkten a, a' am ersten Rohrteil "1 schwenkbar angeordnet, wobei alle Drehpunkte a, a¹ in einer

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Ebene 18 liegen, die die verlängerte Triebwerks- bzw. die Strahlrohrlängsachse 19 im rechten Winkel schneidet; hierbei liegen zwei am Umfang des ersten Rohrteils einander gegenüberliegende knieseitige Drehpunkte a' eines ersten Winkelhebelpaars 8, 9 in einer parallel zur vertikalen Drehachse 12 des zweiten Rohrteils verlaufenden Ebene 20, während zwei am Umfang des ersten Rohrteils 1 einander gegenüberliegende knieseitige Drehpunkte a eines zweiten Winkelhebelpaars 10, in einer parallel zur horizontalen Drehachse 13 des zweiten Rohrteils 2 verlaufenden Ebene 21 liegen.

Gemäß Fig. 1 und 4 liegen die an den Enden des jeweils einen freien Schenkels 22' angeordneten Anlenkpunkte b' des ersten Winkelhebelpaars 8, 9 auf der vertikalen Drehachse 12 des zweiten Rohrteils 2, während die an dem jeweils einen freien Ende 22 liegenden Anlenkpunkte b des zweiten Winkelhebelpaars 10, 11 auf der horizontalen Drehachse 13 liegen; mit den übrigen freien Enden 23" ist das erste Winkelhebelpaar 8, 9 in den Punkten c * mit dem ersten Ringkörper 6 gekoppelt, während das zweite Winkelhebelpaar 10, 11 in den Punkten c mit dem zweiten Ringkörper 7 gekoppelt ist

Die Schnittdarstellung gemäß Fig. 3 geht insoweit über die in Fig. 1 und 2 im wesentlichen schematisch wiedergegebene Verstellkinematik hinaus, indem sogenannte "Kompensations-

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einrichtungen" zugeordnet sind, d.h. z.B. der Winkelhebel weist eine langlochartige Führung 24 auf, in der ein mit dem. zweiten Rohrteil 2 verbundener Zapfen 25 mit einer Kugelfläche 26 verschiebbar angeordnet ist. Eine am gegenüberliegenden Ende des Zapfens 25 angeordnete Kugelfläche 27 greift in eine Führung 28 des ersten Rohrteils 1 ein. Der Winkelhebel 11 ist an einem Bolzen 29 schwenkbar angeordnet, der über eine seitliche Aussparung 30 (Fig. 2) des zweiten Rohrteils 2 nach außen geführt ist. Unter sinngemäßer Zuordnung der beschriebenen Kompensations- und Führungsmittel zum Winkelhebel 10 kann somit das Rohrteil 2 um die vertikale Drehachse 12 verschwenkt werden.

Unter Zugrundelegung gleicher Bezugszeichen für im wesentlichen unveränderte Bauteile der Verstellkinematik kann - gemäß Fig. 5 bis 8 - das zweite schwenkbare Rohrteil· 2 zumindest teilweise sämtliche Winkelhebel· ummantein, wie dies in Fig. 5 z.B. für den Winkeihebel· 11 und in Fig. 7 für den Winkeihebel· 9 verdeutscht ist.

Gemäß Fig. 5 weist z.B. der Winkeihebel· 11 al·s Kompensationseinrichtungen iang^chartige Führungs schütze 31 , 32 auf, wobei in den Führungs schütz 31 ein mit dem zweiten Ringkörper verbundener Zapfen 33 und in den Führungs schütz 32 ein mit dem zweiten Rohrteil·'2 verbundenes zapfenartiges Führungsgiied

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34 eingreift. Mit entsprechenden Führungsschlitzen können alle übrigen Winkelhebel 8, 9 und 10 ausgestattet sein.

Gemäß Fig. 5 und 6 ist das Führungsglied 34 parallel zur Strahlrohrlängsachse 19 sowie seitlich außen am ersten Rohrteil 1 in der Führung 28 verschiebbar angeordnet, wobei es gleichzeitig als Schwenkzapfen des zweiten Rohrteils 2 dient, wenn dieses um die horizontale Drehachse 13 verdreht werden soll. Gemäß Fig. 6 ist der Winkelhebel 11 weiter an einem mit dem ersten Rohrteil 1 verbundenen Zapfen 35 um den Punkt a schwenkbar angelenkt.

Die in Fig. 5 und 6 wiedergegebenen Bauteile nebst Kompensations- und Führungseinrichtungen gelten sinngemäß für den auf der gegenüberliegenden Seite am ersten Rohrteil 1 um den Punkt a schwenkbaren Winkelhebel 10.

Wie eingangs bereits angedeutet, wird das Winkelhebelpaar 10, 11 verwendet, um das zweite Rohrteil 2 um die vertikale Drehachse 12 (Fig. 1) zu schwenken. Infolge Verdrehens des Ringkörpers 7 in Pfeilrichtung V₁ wird somit gleichzeitig der Winkelhebel 11 um den Punkt a in Richtung V„, der auf der gegenüberliegenden Seite angeordnete Winkelhebel 10 gleichzeitig um den Punkt a in Pfeilrichtung V_ verschwenkt, und zwar gegebenenfalls in die strich-punktiert wiedergegebene

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Endstellung, wobei die ursprünglich in der vertikalen Ebene 18 gelegenen Punkte b der beiden Winkelhebel 10, 11 infolge gleichzeitig einander entgegengerichteten Wanderns in der horizontalen Ebene die Punkte b¹' (zu Hebel 10) und b¹'' (zu Hebel 11) einnehmen.

Zwecks einwandfreier räumlicher Verschwenkbarkeit des Rohrteils 2 können zwischen das erste Winkelhebelpaar 8, 9 und das zweite Rohrteil 2 axial verschiebbar angeordnete Koiupensationsschlitten, z.B. 36 (Fig. 7 und 8), geschaltet sein. Hierbei weist der !Compensationsschlitten 36 jeweils eine Führungsnut 37 für den Eingriff eines mit dem zweiten Rohrteil 2 verbundenen zapfenartigen Führungsgliedes 38 auf und greift ferner in einer gegenüber dieser Nut 37 versetzten Ebene mit einem weiteren zapfenartigen Glied 39 in den jeweils langlochartigen Führungsschlitz 40 eines Winkelhebels 8 bzw. 9 ein. Die Führungsglieder 38 können gleichzeitig Drehzapfen für das um die vertikale Drehachse 12 schwenkbare zweite Rohrteil 2 sein.

Die vorstehend erwähnten Kompensationsmittel sind u.a. erforderlich, weil je nach gewünschtem Äblenkwinkel die horizontale Drehachse 13 in der horizontalen Ebene um den Mittelpunkt M (Fig. 1) verdreht und hierbei gleichzeitig oder für sich die ursprünglich vertikale Drehachse 12 in der vertikalen Ebene um diesen Mittelpunkt M verdreht wird.

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Wie im übrigen aus Fig. 1 ersichtlich, kann das zweite Rohrteil 2 mittels einer kugelartigen Innenmantelfläche 41 entlang einer rotationssymmetrisch am äußeren Ende des ersten Rohrteils 1 angeordneten Dichtung 42 verschiebbar angeordnet sein„

Erfindungsgemäß können weiter Ersatzgetriebe vorgesehen sein, mit denen die Rotationsbewegung der Ringkörper 6, 7 in eine gewünschte Verstellhebelbewegung umwandelbar ist. Hierzu wird zunächst auf Fig. 9 verwiesen, wonach z.B. der Ringkörper 7 mit einem stirnseitigen Zahnkranz 43 versehen ist, der mit einem Zahnkranz 44 am entsprechend aufgeweitet ausgebildeten äußeren Ende des Winkelhebels 11 korrespondiert=

Unter Verwendung gleicher Bezugszeichen für im wesentlichen gegenüber den bisher erläuterten Ausführungsbeispielen unveränderten Bauteilen veranschaulicht Fig. 10 die Möglichkeit, den Winkelhe'bel 11 über einen ersten Lenker 50 mit dem Ringkörper 7 und über einen zweiten Lenker 51 mit einem seitlich am ersten Rohrteil 1 axial verschiebbar geführten !Compensationsschlitten 52 zu koppeln. Hierbei greift der mit dem zweiten Rohrteil 2 verbundene zapfenartige Führungskörper 34 in eine Nut 53 dieses Kompensationsschlittens 52 ein.

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In den Zeichnungen nicht weiter dargestellt, können sämtliche übrigen Winkelhebel 8, 9 und 10 in sinngemäßer Funktionsweise mit dein jeweils zugeordneten Ringkörper bzw. Kompensationsschlitten gekoppelt sein.

Wie aus Fig. 10 weiter-ersichtlich ist, liegt der Drehpunkt a des Winkelhebels 11 außerhalb der durch den Mittelpunkt M (Fig. 1) hindurchgehenden Ebene 18, was dann selbstverständlich auch für die übrigen Drehpunkte a des Winkelhebels 10 sowie a' der Winkelhebel 8, 9 gilt.

Bezüglich Fig. 11 wird davon ausgegangen, daß die Verstellung bzw. Schwenkung des zweiten Rohrteils 2 nicht - wie bisher veranschaulicht - über die beiden motorisch angetriebenen Ringkörper β, 7 erfolgen soll, sondern beispielsweise mittels am ersten Rohrteil 1 befestigter, hydraulisch betätigter Verstellzylinder 54.

Anstelle hydraulisch betätigter Verstellzylinder könnte der Antrieb auch mittels pneumatisch betätigter Verstellzylinder oder mittels motorisch angetriebener Kugelrollspindeln erfolgen.

Gemäß Fig. 11 greift die aus dem Verstellzylinder 54 herausgeführte Kolbenstange 55 an einem mittels Rollen 56 am ersten Rohrteil axial verschiebbar geführten Wagen 57 an, der eine

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Nut 58 aufweist, in die der mit dem zweiten Rohrteil 2 verbundene zapfenartige Führungskörper 34 eingreift.

Der Winkelhebel 11 wiederum ist einerseits über den Lenker 50 mit dem Ringkörper 7 sowie andererseits über den Lenker 51 mit dem Wagen 57 gekoppelt.

Die Führungsbahnen 59 für die Rollen 56 des Wagens 57 können entweder gerade oder bogenförmig verlaufend ausgebildet sein.

In sinngemäßer Funktionsweise der Fig. 11 kann ein in den Zeichnungen nicht weiter dargestellter weiterer Verstellzylinder gegenüber dem Verstellzylinder 54 um 90° versetzt am Rohrteil 1 angeordnet sein, wo dessen Kolbenstange mit einem "Wagen" oder "Kompensationsschlitten" zu koppeln wäre, der seinerseits wiederum über einen Lenker mit dem zugeordneten Winkelhebel 9 zu koppeln wäre.

Hierbei ist selbstverständlich zugrundegelegt, daß die noch verbleibenden Winkelhebel 8 und 10 ebenfalls über Lenker mit "Wagen" oder "Kompensationsschlitten" einerseits sowie den Ringkörpern 6 bzw. 7 andererseits gekoppelt sind.

Mit dem erwähnten um etwa 90° zueinander versetzten Verstellzylindern kann somit das Rohrteil 2 gleichzeitig oder unabhängig voneinander um die beiden Drehachsen 12, 13 (Fig. 1) verschwenkt

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werden, ohne auf einen motorischen Antrieb über die beiden Ringkörper 6,7 angewiesen zu sein, denen lediglich nur noch eine Führungsaufgabe zukommt, sowie die Aufgabe der Bewegungssteuerung der Winkelhebel.

Im Rahmen des Ausführungsbeispiels nach Fig. 11 kann somit anhand der erwähnten Verstellkinematik - mit Verstellkrafteinleitung an nur zwei Punkten - ohne weitere zusätzliche Hilfseinrichtungen eine räumliche Verschwenkbarkeit des Rohrteils 2 erzielt werden, wobei durch den im Strahlrohr herrschenden Innendruck hervorgerufene Kräfte über die dargestellte Kinematik aufgenommen werden und die Antriebselemente im wesentlichen nur Reib- und Beschleunigungskräfte zu überwinden haben.

Im Rahmen des vorerwähnten Ausführungsbeispiels nach Fig. 11 - wonach den Ringkörpern 6, 7 nur noch eine Führungs- und BewegungsSteuerungsaufgabe zukommt -, bietet es sich an, diese Ringkörper 6, 7 durch andere kraftübertragende Elemente, wie gelenkige Bänder, Ketten- oder Seilzüge oder - wie in Fig. 12 mit 60 bezeichnet - durch biegsame Pfeilen zu ersetzen.

Im Falle einer Verwendung von Bändern, Ketten- oder Seilzügen wären die Winkelhebel 8, 9 an den Anlenkpunkten c¹, die Winkelhebel 10, 11 an den Punkten c mit den betreffenden Bändern, Ketten- oder Seilzügen zu koppeln.

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Fig. 12 verkörpert ein schematisch dargestelltes, in die Zeichenebene projeziertes Ausführungsbeispiel, bei dem ein am Umfang des Rohrteils 1 angeordneter weiterer Verstellzylinder 61 vorgesehen ist, dessen Kolbenstange 62 mit einem am ersten Rohrteil 1 axial verschiebbar geführten Wagen 63 verbunden ist, der über einen Lenker 64 im Punkte b¹ am Winkelhebel 9 angelenkt ist. Die Winkelhebel 9 und 8 sind über sogenannte "Schraubgetriebe" 65, 66 mit der biegsamen Welle 60 im Eingriff. Diese Schraubgetriebe 65, 66 umfassen Zylinderschrauben 67, 68, die mit ihren zahnartigen Gewinden in Zahnkränze 69, 70 der Winkelhebel 9 bzw. 8 eingreifen.

Auf diese Weise können die Winkelhebel 8, 9 gleichzeitig einander entgegengerichtet um deren jeweilige Drehpunkte a¹, und damit das zweite Rohrteil 2 um die Drehachse 13 verschwenkt werden.

Weiter ist in Fig. 12 der Winkelhebel 8 im Punkte b¹ mit einem Lenker 71 gekoppelt, der seinerseits mit einem am ersten Rohrteil 1 axial verschiebbar geführten Wagen 72 verbunden ist. Dieser Wagen 72 ist dem Wagen 63 gegenüberliegend am ersten Rohrteil 1 angeordnet und entspricht ausführungsgemäß prinzipiell dem Wagen 57 in Fig. 11.

In sinngemäßer Weise kann die Verstellkinematik zum Verschwenken des zweiten Rohrteils 2 um die Drehachse 12 ausgeführt werden, wobei dann u.a. die Winkelhebel 10, 11 über Schraubgetriebe mit einer weiteren biegsamen Welle zu koppeln wären.

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Die beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung nach den Fig. 3, 7, 8, 10, 11 und 12 führen zu einwandfreien kinematischen Verhältnissen, während bezüglich der ausschließlich langlochartigen Kompensationsmittel in den Winkelhebeln 11, z.B. nach Fig. 5 und 6, kleinere aber tolerierbare kinematische Fehlbewegungen zu berücksichtigen wären.

Das erfindungsgemäße Strahlrohr eignet sich bevorzugt für verhältnismäßig rasch vollziehbare Steuermanöver eines Flugzeugs, also z.B. für dessen Steuerbewegungen um die Hochoder Querachse. Das Strahlrohr nebst Schubdüse kann vorteilhafter Weise einem oder mehreren im Rumpfheck eines Flugzeugs angeordneten Turbinenstrahltriebwerken zugeordnet sein.

Infolge des in allen Schwenkstellungen von Strömungshindernissen freien Gasdurchflusses eignet sich das erfindungsgemäße Strahlrohr weiter für die Anordnung einer Nachverbrennen gseinrichtung für die Triebwerksabgase innerhalb des Strahlrohrs, bzw. für den einwandfreien Durchsatz des infolge Nachverbrennung hochtemperierten Abgasstromes.

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Claims

MOTOREN- UND TURBINEN-UNION

MONCHENGMBH 2609169

München, den 27« Februar 1978

Patentansprüche

1. Strahlrohr sum Antrieb und zur Steuerung von Flug» zeugen mit einem feststehenden ersten Rohrteil, an welchem ein zweites mit einer Schubdüse versehenes Rohrteil räumlich verschwenkbar angeordnet ist, dadurch gekennaeichnet, da8 am ersten Rohrteil (1) Verstellelemente angeordnet sind, die über Winkelhebel (8,9,10,11) in der Heise gelenkig mit dem zweiten Rohrteil (2) gekoppelt sind, daß es entweder um eine vertikal· (12) oder um eine horizontale Drehachse (13) oder gleichseitig um diese beiden Achsen (12, 13) verschwenkbar ist*

2. Strahlrohr nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgend« Merkmalet

a) etmtliohe Winkelhebel (8,9,10,11) sind mit ihren jeweils knleseitigen Drehpunkten (a, a·) am ersten Rohrteil (1) schwenkbar angeordent, wobei all«

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ORIGINAL INSPECTED

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Drehpunkte (a, a') vorzugsweise in einer Ebene (18) liegen, die die verlängerte Triebwerks- bzw. die Strahlrohrltngsaahse (19) Ik rechten Winkel schneidet;

b) zwei an Umfang des ersten Rohrteile (1) einander gegenüberliegende knieseitige Drehpunkte (a·) eines ersten Winkelhebelpaars (8, 9) liegen in einer parallel zur vertikalen Drehachse (12) des zweiten Rohrteile (2) verlaufenden Ebene (20);

c) zwei am !Anfang des ersten Bohrte!Is (1) einander gegenüberliegende knieseitige Drehpunkte (a) eines «weiten Winkelhebelpaare ( 10, 11) liegen in einer parallel zur horizontalen Drehachse

(13) des zweiten Rohrteils (2) verlaufenden Bbene (21),

d) die an den Enden des jeweils einen freien Schenkels (22') liegenden Anlenkpunkte (b¹) de· ersten Winkelhebelpaars (8, 9) liegen auf der vertikalen Drehachse (12) des zweiten Rohrteile (2), vifcxeod die an de« jeweils einen freien Ende (22) lief enden Anlenkpunkte (b) des !weiten Winkalhebelpaars (10, 11) auf der horizontalen Drehachse (13) des zweiten Rohrteils (2) liegen}

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e) als Verstellelemente sind am Umfang dee ersten Rohrteils

(1) svMi gleichseitig gemeinsam oder unabhängig voneinander, motorisch antreibbare Ringkörper (6, 7) verdrehbar gelagert, wobei das erste Winkelhebelpaar (8, 9) über dessen übrige freie Enden (23') mit dem ersten Ringkörper (6) _B das zweite Winkelhebelpaar (10, 11) über dessen übrige freie Enden (23) mit dem zweiten Ringkörper (7) gekoppelt ist.

3. Strahlrohr nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennseiehnet, daß der Verstellhebelkinematik Kompensationseinrichtung@n zugeordnet sind.

4. Strahlrohr nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Kompensationseinrichtungen lenglochartige Führungsßchlitze (32, 31) in den Winkelhafoeln vorgesehen sind, in welche mittelbar oder unmittelbar mit dem zweiten Rohrteil

(2) oder mit dem ersten (6) und zweiten Ringkörper (7) verbundene zapfenartige Führungsglieder (33) eingreifen.

5. Strahlrohr nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsglieder (34, 38) gleichzeitig die Schwenkzapfen des zweiten Rohrteils (2) sind.

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6. Strahlrohr nach den Ansprüchen 1 bi· 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungeglieder (38, 34) eine· ersten (8, 9) und/oder zweiten Winkelhebelpaars (10, 11) in einer ersten bxw. zweiten durch die Strahlrohrlängsachse (19) hindurchgehenden Ebene sowie seitlich außen am ersten Rohrteil (1) verschiebbar geführt sind.

7. Strahlrohr nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, das die am ersten Rohrteil (1) angeordneten Führungen, in welche die mit dem zweiten Rohrteil verbundenen Führungsglieder eingreifen, mit Rücksicht auf den Schwenkradius des zweiten Rohrteils kurvenförmig ausgebildet sind.

8. Strahlrohr nach den Ansprüchen 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsglieder (25) mit balligen bzw. kugelförmigen Führungeflächen (26, 27) versehen sind.

9. Strahlrohr nach den Ansprüchen 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Hinkelhebel (8, 9) jeweils über aa ersten Rohrteil (1) in Achsrichtung verschiebbar aBfeordMte Koap*aeatle«i*eohlitten (Si) mit dem zweiten Rohrteil (2) verbunden sind.

T-5C4 .

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10. Strahlrohr naoh d@sa Anspruch S, dadurch gekennzeichnet, daß der Kosvensatioi&sechiitten (36) jeweils eine Führung*· nut (37) für de« Eingriff eines mit dem zweiten Rohr teil (2) verbundenen zapfenartigen Führungsgliedes (38) aufweist und ferner in eiaar gegenüber dieser Nut versetzten Ebene raife ein®si weiteren zapfenartigen Glied

(39) in den zugeordneten langlochartigen Führungsschiita

(40) eines Winkelhebels (9) eingreift.

11· Strahlrohr nach den Ansprüchen 1 bis 10,,dadurch gekennzeichnet, dad das zweite Rohrt@il (2) die Winkelhebel bzw. die Verstelleinrichtungen zumindest teilweise ummantelt.

12. Strahlrohr nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dall das zweite Rohrteil (2) mittels einer kugelartigen Innennantelflache (41) entlang einer rotationssyMMtriscjh am Müderen finde des ersten Rohrteils (1) angeordneten Dichtung (42) verschiebbar ist.

13. Strahlrohr nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gehe—■•ictoet, dad Srsatagetriebe vorgesehen sind, mit denen die Rotationsbewegung der Ringkörper in eine gewünschte Verstelihebelbewegung unwandelbar 1st.

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14. Strahlrohr nach dem Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dae di· RinfMrper, s.B. (7), »it st inseitigen Zahnkränzen, B.B. (43), versehen ein*, welche mit Eahnkrlnaen, z.B. (44), an den entsprechend seitlich aufgeweitet ausgebildeten, äußeren Enden der Winkelhebel, z.B. (11), korrespondieren.

15. Strahlrohr nach den Ansprüchen 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dae anstelle der RiagkOrper ander« kraftübertragene Elemente, wie gelenkige Bänder, Kettenoder Seilsüge oder biegsame Wellen (60) vorgesehen sind, wobei die Bänder, Xetten- oder Seilsüge Mittels Rollen oder dergleichen asi !Anfang des ersten Rohrteils (1) verdrehbar engeordnet sind.

IC* Strahlrohr nach den Ansprüchen 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daft die Hinkelhebel (10, 11) über Lenker (50), mit de« jeweils zugeordneten Ringkörper (7) einerseits und/oder tber Lenker (51) nit de» zweiten Rohrteil (2) bsw. mit eimesi Jfluvli· tfetee Keepeesationssohlitten (52) andererseits eefcoppelt »lad.

17. Strahlrohr nach den Ansprüchen 3, $ und 10, dadurch gekennzeichnet, da· anstelle der Xoepeasationsschlitten Mittels Rollen (Si), Laufrleer» oder «srfleiolien aa ersten ^ Rohrteil (1) vyseUssesr feitUeft· «sjfssi (17) vorg·-

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sehen sind, wobei die zugehörigen Rollbahnen (59) bogenförmig oder gerade ausgeführt sind.

18. Strahlrohr nach den Ansprüchen 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß als Verstell©l@msint© zum Schwenken des zweiten Rohrteils (2) hydraulisch oder pneumatisch betätigte Verstelisylinder (54) am ersten Rohrteil (1) befestigt sind, deren jeweilig® Kolbenstang® (55) mit dem zweiten Rohrteil (2) bsw₀ mit j<aw©ils einem sationsschlitten oder »wagen (57) verbunden ist»

19. Strahlrohr nach Anspruch 13, dadurch g@k@nnseichaet, mindestens zwei am Umfang des a?@t©n Stohrfceils (1) etwa um 90° zueinander v@r@«tst angeordnete zylinder vorgesehen sind ρ woa doraom Si@ des einen Ver»tellsylirad@r® mit dam j@weilig@n &©©£>»&' sationsschlitten oder -wagan verbünradaa ist? d©r mit Winkelhebel (9) des ersten Wimkelfaefealpaars (8 _g B) ist, während die Kolbenetarage äeo &nü®z mit demjenigen Kompensatioroeschilttea oder «wagen ist, der mit einem Winkelh©bel (11) des sweitsa Winkel hebelpaars (10, 11) verbunden ist«

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MOTOREN- UND TURBINEN-UNION
MÜNCHEN GIVIBH

München, den 27. Februar 1978

Strahlrohr zum Antrieb und zur Steuerung von Flugzeugen

Die Erfindung bezieht sich auf ein Strahlrohr zum Antrieb und zur Steuerung von Flugzeugen mit einem feststehenden ersten Rohrteil, an welchem ein zweites mit einer Schub-· düse versehenes Rohrteil räumlich verschwenkbar.angeordnet ist.

Strahlrohre nach der eingangs genannten Art sind z.B. durch die DE-OS 2 248 480 oder durch die DE-OS 1 -931 747 bekannt. Zwecks räumlicher Verschwenkbarkext des Triebwerksschubstrahls greifen in den beiden bekannten Fällen das jeweils stationäre erste sowie das schwenkbare zweite Rohrteil mittels kugelartiger Rohrauswölbungen ineinander.

Betätigungseinrichtungen zum räumlichen Verschwenken der mit der Schubdüse versehenen Rohrteile· sind in den vorstehend erwähnten bekannten Fällen nicht aufgezeigt.

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