DE2814586C2

DE2814586C2 - Antriebseinrichtung für Flugzeuge

Info

Publication number: DE2814586C2
Application number: DE2814586A
Authority: DE
Inventors: Reiner Dr.-Phys. 1000 Berlin Stemme
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-04-05
Filing date: 1978-04-05
Publication date: 1984-05-10
Also published as: DE2814586A1

Description

Die Erfindung betrifft ein widerstandsarmes Antriebssystem für Flugzeuge. Konzept und Anordnung der Antriebssysteme im Rumpf beeinflussen eine Vielzahl von Faktoren wie Größe und Anordnung des Nutzraumes, Zugänglichkeit für Wartung, Vortriebswirkungsgrad, Massenträgheitsmomente, Schwerpunktlage, Gewicht, Lärmentwicklung und aerodynamischen Widerstand. Besonders hohe Ansprüche stellt die Integration von Antriebssystemen in den Rumpf von Segelflugzeugen um Selbststart und Motorreiseflug zu erniöglichen, respektive generell für Flugzeuge hoher aerodynamischer Qualität, wenn die vom Antriebssystem herrührenden Widerstände die Flugleistungen nicht verschlechtern sollen.

Es sind verschiedenste Anordnungen realisiert oder beschrieben worden (DE-PS 7 08 558, DE-PS 7 08 186, DÜ-AS 17 56 259, DE-GM 18 07 349, DE-PS 14 81 645).

Sie haben Teillösungen erbracht, aber Beispielsweise nicht den antriebssystembedingten Widerstand gleichzeitig im ein- und abgeschalteten Zustand eliminiert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in Flugzeugrumpf eingebaute Antriebssysteme dahingehend weiter auszubilden, daß sie einen günstigeren aerodynamischen Widerstand erlauben als bisherige Lösungen bei Berücksichtigung sowohl des ein- wie des ausgeschalteten Zustandes und der anderen, oben genannten Faktoren.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei vorn im Rumpf plaziertem Propeller, der von einem dahinter befindlichen Motor über eine (Fern-) Welle angetrieben wird, der vor dem Propeller liegende Rumpfbug durch eine die Propellerwelle durchdringende Halterung mit dem Rumpf fest verbunden ist, wobei die Verbindungseinrichtung zwischen Propeller und Welle zweckmäßigerweise zugleich als Getriebe ausgelegt wird. Dabei wird die Halterung für die Rumpfnase so gestaltet, daß die Rumpfnase in Längsrichtung verschiebbar ist und dadurch der Propellerlaufspalt vollständig geschlossen werden kann. Der Propelleranschluß und das Getriebe sowie dessen Befestigung am Rumpf können so konzipiert werden, daß durch Vorschieben des Rumpfbugs das Getriebe und der Propelleranschluß zugänglich und von außen montierbar werden.

Der Propeller kann über einklappbare Blätter verfügen, derart, daß sie im eingeklappten Zustand nicht über den Querschnitt der Rumpfkontur in der Lauiebene des Propellers hinausragen. Das Entfalten und Einklappen der Propellerblätter kann durch Fliehkraft respektive Federn erfolgen, u.U. in Verbindung mit einer P.iehkraftkupplung im Antriebsstrang.

Die mit der Erfindung und ihren zusätzlichen Ausgestaltungen erzielbaren Vorteile sind:

— Der Rumpf kann in seiner äußeren Form frei nach hochentwickelten aerodynamischen Forderungen gestaltet werden. Der strömungstechnisch »empfindliche« Rumpfbug and Propellerstrahlbereich ist frei von jeglichen Störungen der glatten Kontur; er muß darüber hinaus nicht rotationssymmetrisch sein.

Sowohl bei eingeschaltetem Triebwerk, sowie besonders bei abgeschaltem Triebwerk, eingeklappten Propellerblättern und verschlossenem Propellerlaufspalt bestehen keine antriebsbedingten Widerstände. Insbesondere erlaubt der letztere Fall die besonders widerstandsarme laminare Umströmung des gesamten RumyJvorderteiles. Vortei-Ie bleiben auch noch, wenn der Propeller nicht einklappbar ist. Dadurch, daß die Propellerebene weiter als üblich zurückverlegt werden kann, so daß der für den Vortrieb ineffiziente Kernbereich des Propellers (beispielsweise 50% des Durchmessers) in der Rumpfkontur verbleibt, bewirkt nur ein kleiner Teil der Propellerblätter bei abgeschaltetem Antrieb zusätzlichen Widerstand. Er verringert sich weiter, wenn es ein Verstellpropeller ist, u. U. mit Segelstellung.

— Der Wechsel vom motorangetriebenen zum reinen Segelflug erfolgt ohne Änderung des Massen- und Drehmomentenhaushaltes bezüglich der Querachse (wie beispielsweise bei Klapptriebwerken über dem Rumpf: Aufbäumendes Moment beim Ausfahren^begleitet von sprunghaft zunehmendem aerodynamischen Widerstand und entspinnender Verschlechterung der Flugleistung, gefolgt von starkem kopflastigen Moment nach dem Starten).

— Die Transitionszeiten zwischen den Phasen »Antrieb EIN« und »Antrieb AUS« sind sehr kurz (im Sekundenbereich). Dies ist ein wichtiger Beitrag zur Flugsicherheit (Einschalten des Triebwerkes in niedriger Höhe).

— Die als Getriebe gestaltbare Verbindung zwischen Propellerwelle und (Fern-)Welle erlaubt die freie Wahl der optimalen Propellerdrehzahl und zugleich die Ausnutzung der Motorleistung bei höheren Motordrehzahlen. Allein dieser Vorteil korn-

pensiert u. U. den konstruktiven Mehraufwand für das Getriebe.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der einzigen Figur dargestellt: In einem aerodynamischen hochwertigen Rumpf ist der Antriebsmotor (t) im Rumpfmittelstück hinter nebeneinanderliegenden Sitzplätzen (2) eingebaut Die Kraftübertragung zum Propeller (5) im Rumpfvorderteil erfolgt über eine Femwellenanordnung (3). Der Übergang to von der Femwellenanordnung zum Propeller erfolgt durch ein Getriebe (4), dessen Abtriebswelle hohlgestaltet ist und am vorderen Ende den Propeller trägt Der Rumpfbug (7) vor dem Propeller, der nicht notwendigerweise rotationssymmetrisch sein muß und sich glatt in Rumpfkontur einfügt, ist mit einer die Abtriebswelle durchdringenden Halterung fest mit dem Rumpf verbunden, aber so in Längsrichtung verschiebbar, daß für den Antriebsfall ein ausreichender Laufspalt für den Propeller geöffnet werden kann und bei abgeschaltetem Antrieb durch Zurückziehen des Rumpfbugs die Rumpfkontur aerodynamisch glatt geschlossen ist Der Propeller kann einklappbar sein, um den Widerstand im antriebslosen Flug weiter zu reduzieren. Eine Ausführung (5) besteht aus einem festen Mittelstück (6) mit außen angelenkten Propellerblättern. Im abgeschalteten Zustand sind die Propellerblätter um die Gelenke des Mittelstückes in der Drehebene des Propellers nach innen geklappt (durch Federkaft, mit Dämpfung). Die Position der Propellerlaufebene ist so gewählt, daß der verbleibende Propellerquerschnitt in der Rumpfkontur liegt. Ab einer bestimmten Drehzahl klappen die Blätter durch die Fliehkraft nach außen oder sie werden im Stand (vor Starten des Antriebsmotors) ausgefahren.

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Claims

Patentansprüche:

1. Antriebseinrichtung für Flugzeuge, insbesondere mit nebeneinander angeordneten Sitzen, mit hinter den Sitzen angebrachtem Motor, im Rumpfbug angebrachtem Propeller, mit insbesondere nicht rotationssymmetrischem Rumpfbug, und einer Verbindung von Motor und Propeller durch eine Fernwelle, wobei der Propeller mit der Fernwelle über ein hinter dem Propeller angeordnetes Getriebe verbunden ist, dessen Abtriebswelle mit der Propellerhalterung hohl gestalt« ist, dadurch gekennzeichnet, daß der vor dem Propeller (5) liegende feststehende Rumpfbug (7) durch eine im Inneren der Abtriebswelle verlaufende Halterung mit dem Rumpf fest verbunden, jedoch in Längsrichtung verschiebbar ist und der Propellerlaufspalt zwischen Rumpfbug und Rumpf durch Zurückschieben des Rumpfbugs bei stehendem Propeller abgedeckt

ITIlU.

2. Antriebseinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Propeller über einklappbare Propellerblätter verfügt, die in eingeklapptem Zustand nicht über den Querschnitt der Rumpfkontur beim Laufspalt hinausragen.

3. Antriebseinrichtung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß der zusammenklappbare Propeller aus einem Mittelstück und zwei außen angelenkten Propellerblättern besteht.

4. Antriebseinrichtung nach Anspruch 1, 2 und 3, gekennzeichnet dadurch, daß die Propellerblätter mit steigender Drehzahl der Propellerwelle durch Fliehkraft ausklappen ur-d bei abnehmender Drehzahl durch Federkraft einklappcn.