DE3614311A1 - Antriebsanlage fuer luftfahrzeuge - Google Patents

Antriebsanlage fuer luftfahrzeuge

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebsanlage für Luftfahrzeuge, bestehend aus Gasturbinenstrahltrieb­ werken, die zur Schuberzeugung je drei Strömungskreise mit einem vorgeschalteten Tangentialgebläse und einer nachgeschalteten Gebläseturbine enthalten.
Mehrstromtriebwerke zum Antrieb von Luftfahrzeugen wer­ den bevorzugt für einen wirtschaftlichen Betrieb hin­ sichtlich der Flugbedingungen und der Fluggeschwindig­ keiten eingesetzt. Sie haben den Vorteil, daß sie so­ wohl den hohen Geschwindigkeitsbereich der Einstromtrieb­ werke als auch den Flugbereich von Luftfahrzeugen mit Propeller- oder Drehflügelantrieb umfassen.
Bei einem aus der DE-OS 29 17 303 bekannten Triebwerk dieser Bauart ist der Primärstromkreis von einem als Bläserkanal ausgebildeten Sekundärstromkreis koaxial um­ geben, der eintrittsseitig ein Bläserlaufrad aufweist und dessen Wandungen austrittsseitig eine Strahlablenk­ einrichtung besitzen, bestehend aus kaskadenförmig ange­ ordneten Ablenkschaufeln, die in gestreckter Stellung für den Horizontalflug und in ihrer Ablenkstellung zur Erzeugung von Vertikalschub verwendet werden. In der Überschall-Flugphase ist dabei der Bläser stillgesetzt und die Bläserschaufeln sind eingeklappt.
Derartige Ausführungen haben den Vorteil, daß bereits bekannte und bewährte Strahltriebwerks-Konstruktionen weitgehend verwendet werden können. Sie haben allerdings den Nachteil, daß sich bei Überschall-Fluggeschwindig­ keiten vor und im Bläserkanal Stoßwellen ausbilden, die zu Strömungsverzögerungen führen, so daß auch bei einge­ klappten Bläserschaufeln Verluste auftreten, die eine widerstands- und somit verlustlose Durchströmung des Sekundärkreises verhindern.
Desweiteren ist es nachteilig, daß für die Erzeugung bzw. Abschaltung des Vertikalschubs die Verstellung der Umlenk- und Bläserschaufeln sowie der Umsteuerklappen mit relativ großem Zeit- und Geräteaufwand geschieht. Dies kann sich beispielsweise bei einem notwendig wer­ denden Durchstartmanöver nach einem bereits eingeleiteten Landeanflug für das Luftfahrzeug betriebsgefährdend aus­ wirken.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, für den Ein­ satz in Luftfahrzeugen eine aus Gasturbinenstrahltrieb­ werken bestehende Antriebsanlage zu schaffen, die unter Vermeidung fluggeschwindigkeitsabhängiger Ver­ luste vor bzw. innerhalb der Lufteintrittsteile sowohl den Unter- und Überschallflugbereich als auch die Schwe­ beflugphase beherrscht.
Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei jeder flugmechanisch erforderlichen Leistungsstufe der Antriebsanlage die Vielzahl der Umschaltabläufe vom Hochgeschwindigkeits- bzw. Marschflug zur strahlge­ stützten Flugphase und umgekehrt auf lediglich einen Schaltvorgang zu vermindern.
Diese Aufgabenstellung wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einem Gasturbinenstrahltriebwerk dieser Antriebsanlage sowohl der Hauptstromkreis als auch der Mantelstromkreis je eine Brenneinrichtung besitzen und daß beide Kreise die Gebläseturbine beaufschlagen, auf derem Wellenstumpf die Steuerwelle eines mit ihr fest verbundenen Tangentialgebläses axial verschiebbar vorge­ sehen ist und daß dessen Laufwalzen die Arbeitsluft für das Gasturbinenstrahltriebwerk aus dem Sammelraum des Lufteintrittsgehäuses ansaugen und durch Verschiebung der Steuerwelle mit Hilfe von Leitspiralen wahlweise in den Hauptstromkreis, den Mantelstromkreis oder in den Radialstromkreis einspeisen und daß weiterhin das Luft­ eintrittsgehäuse ein Lufteintrittsteil aufweist, dessen Saugmund heckwärts gerichtet ist und daß das Luftein­ trittsgehäuse frontseitig das schwenkbare Strömungsge­ häuse des Radialstromkreises trägt, dessen Schwenkachse mit der Triebwerkslängsachse zusammenfällt.
Durch eine derart ausgebildete Antriebsanlage ist er­ reicht, daß die Lufteintrittsteile die erforderliche Ar­ beitsluft aus dem Einzugsbereich der für den Schubstrahl benötigten Mischluft ansaugen, wodurch bei steilen Start- und Landewinkeln eine Schräganströmung des Saugmunds ver­ mieden und gleichzeitig die Unempfindlichkeit gegen Scher­ winde gesteigert wird, da die Schubstrahlgeschwindigkeit gegenüber auftretenden Seiten- oder Rückwinden groß ist.
Die in Betracht gezogene herkömmliche Antriebsanlage be­ sitzt dagegen in Flugrichtung weisende Lufteintrittsteile, die bei steilen An- und Abflugwinkeln schräg angeströmt werden, da hierbei Achsrichtung und Anströmrichtung der Lufteintrittsteile differieren, wodurch sich eine als Im­ pulswiderstand wirkende Kraft einstellt, die die Beschleu­ nigungsfähigkeit der Anlage herabsetzt.
Die getroffene Anordnung bietet weiterhin den Vorteil, daß der Ansaugvorgang im Strömungsschatten des Luftfahrzeugs erfolgt und somit unbeeinträchtigt von der jeweiligen Flugsituation bzw. den wechselnden Flug­ lagen abläuft, so daß die Strömungsverhältnisse im Sammel­ raum des Lufteintrittsgehäuses in allen Flugphasen unver­ ändert bleiben, daß also die angesaugte Luftmasse hinsicht­ lich ihrer physikalischen Eigenschaften dem Aggregatzustand der Umgebungsluft entspricht und somit die Luftverhält­ nisse vor dem Tangentialgebläse jederzeit dem Standbe­ trieb gleichzusetzen sind, wodurch fluggeschwindigkeits­ bedingte Druckverluste im Lufteintrittsgehäuse vermieden werden.
Bei der bekannten Antriebsanlage ändert sich jedoch die im Standbetrieb erreichte Schubkraft sobald das Luftfahr­ zeug fliegt; denn mit steigender Fluggeschwindigkeit be­ kommt der anwachsende Staudruck zwar Bedeutung für den Schubverlauf, weil die dadurch bewirkte zusätzliche Luft­ masse die Schubkraft vermehrt. Je höher hingegen die Flugmachzahl ansteigt, desto größer wird auch der Gesamt­ druckverlust im Lufteintrittsteil der Antriebsanlage.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird der Radialstromkreis durch axiale Verschiebung der Laufwalze des Tangentialgebläses mit Strömungsenergie ver­ sorgt. Dieser Schaltvorgang kann ohne kinematische Probleme in jeder Leistungsstufe durchgeführt werden, auch bei maximaler Turbinendrehzahl, da die Bewegungs­ richtung der Schaltoperation in der Triebwerksdrehachse verläuft und von Luftkräften erzeugte axiale Momente nicht auftreten.
In steilen Landeanflügen, bei denen der Hauptstromkreis zum Zwecke der Fluggeschwindigkeitsverzögerung durch Ver­ schiebung der Laufwalze abgeschaltet wird, steht damit für den Radialstromkreis zur Auftriebsunterstützung und Rolldämpfung unmittelbar die gesamte Kaltluft­ energie des Mantelstromkreises zur Verfügung, wobei dessen Schubkomponente in vollem Umfange erhalten bleibt, da durch den Schaltvorgang der Laufwalzenabschnitt des abgeschalte­ ten Hauptstromkreises zwangsläufig die Kaltluftversorgung des Mantelstromkreises übernimmt.
Die erfindungsgemäße Anordnung erlaubt zudem unbegrenzte Luftdurchsatzsteigerungen durch eine lediglich axiale Verlängerung der Laufwalzen des Tangentialgebläses, ohne Erhöhungen der Walzenumfangsgeschwindigkeit in Kauf neh­ men zu müssen.
Bei herkömmlichen Ausführungen dagegen bedingt eine Ver­ größerung des Luftdurchsatzes gleichzeitig eine Durch­ messerzunahme - gleiche Axialgeschwindigkeiten voraus­ gesetzt - , die dem Luftdurchsatz und damit einer ange­ strebten Leistungssteigerung und Weiterentwicklung von bestehenden Antriebsanlagen hinsichtlich der Einbaumaße, Festigkeit und Strömungsmechanik Grenzen setzt.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Ausführung besteht darin, daß die Lufteintrittsteile der Antriebs­ anlage mit ihrem Saugmund heckwärts gerichtet sind, so daß frontseitig keine Lärmabstrahlung stattfinden kann.
Bei herkömmlichen Zwei- oder Mehrstromtriebwerken wird dagegen eine frontseitige Lärmemission durch Vermischung des von dem Gebläserotor, dem Fan-Laufrad, erzeugten Druckfeldes mit dem des Stators hervorgerufen. Eine solche Anordnung ist aus der DE-OS 29 17 587 bekannt, bei der das Fan-Laufrad sich in dem in Flugrichtung wei­ senden Lufteintrittsteil des Zweistromtriebwerks befindet, so daß die Lärmabstrahlung in Flugrichtung unvermeidbar ist.
Vorteilhaft ist außerdem, daß die Gasturbinenstrahltrieb­ werke der erfindungsgemäßen Antriebsanlage in kleinstmög­ lichem Abstand zur Triebwerkslängsachse, also quasi zen­ trisch zu dieser angeordnet sind, so daß bei Ausfall eines Triebwerks die statische und damit auch die dynamische Stabilität des Flugzeugs sowie demgemäß das Kräftegleich­ gewicht nicht betriebsgefährdend gestört werden. Insge­ samt unterbleiben infolgedessen schädliche Auswirkungen auf die Momentendynamik des Antriebssystems.
Bei Ausfall der Funktionstüchtigkeit des Heckleitwerks ist ein Luftfahrzeug mit herkömmlichen Gasturbinenstrahl­ triebwerken nicht mehr lenkbar, obschon die Leistung der Triebwerke voll zur Verfügung steht (Luft- und Raumfahrt, 3-85, Seite 65 letzter Absatz und Seite 66, Absatz 5).
Die erfindungsgemäße Antriebsanlage erlaubt dagegen in einer derartigen Gefahrensituation eine unmittelbar ver­ fügbare Kraftsteuerung des Luftfahrzeugs mittels der durch die schwenkbaren Strömungsgehäuse erzeugten Radial­ schubvektoren, die einen Verschwenkkreis von insgesamt 360° überstreichen, wodurch die Steuerfunktionen sowohl des Vertikal- als auch des Horizontalruders in vollem Umfang durchführbar sind und somit eine direkte Schub­ vektorsteuerung des Luftfahrzeugs um die Nick-, Gier- und Rollachse gewährleisten, wobei der Vorwärts­ schub der Mantelstromkreise erhalten bleibt.
Interferenzeffekte von Schubstrahlen, die senkrecht zur Bewegungsrichtung eines Luftfahrzeugs stehen, können als Folge ihrer durch die Fluggeschwindigkeit bedingten Quer­ anströmung die aerodynamischen Kräfte und Momente an die­ sem Luftfahrzeug nachteilig beeinflussen.
Die Anordnung der erfindungsgemäßen Antriebsanlage am äußeren Heckteil eines Luftfahrzeugs verhindert diese Nachteile, so daß sowohl die Flugleistungen als auch das Stabilitäts- und Steuerverhalten bei eingeschaltetem Radialschub in vollem Umfange erhalten bleiben.
Ein Ausführungs- und Anwendungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die Zeichnungen im einzel­ nen näher beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 ein Gasturbinenstrahltriebwerk der erfindungsge­ mäßen Antriebsanlage im Axiallängsschnitt, wobei die Laufwalzen des Tangentialgebläses auf die Luftversorgung des Haupt- und Mantelstromkreises geschaltet sind,
Fig. 2 das Gasturbinenstrahltriebwerk nach Fig. 1, teilweise aufgebrochen, um die Laufwalzen in axial verscho­ bener Position darzustellen,
Fig. 3 den Querschnitt A-A durch das Strömungsgehäuse und den Sammelraum des Gasturbinenstrahltriebwerks nach Fig. 1,
Fig. 4 das Einbauprinzip einer erfindungsgemäßen Antriebsan­ lage in ein Luftfahrzeug mit drei Gasturbinenstrahl­ triebwerken nach Fig. 1,
Fig. 5 die Seitenansicht der Antriebsanlage in Blickrichtung B gemäß der Anordnung nach Fig. 4,
Fig. 6 die Heckansicht des Luftfahrzeugs nach Fig. 4 zur Er­ läuterung der Nicksteuermanöver,
Fig. 7 die Antriebsanlage gemäß Fig. 6 zur Erläuterung der Giersteuerung sowie der Durchführung der Trimmung eines Luftfahrzeugs nach Fig. 4,
Fig. 8 die Antriebsanlage gemäß Fig. 6 zur Erläuterung der Kompensation von Rollmomenten, und
Fig. 9 eine schematische Darstellung des Schubstrahls und des damit verbundenen Ansaugvorgangs der Ar­ beitsluft für ein Gasturbinenstrahltriebwerk nach Fig. 1.
Bei der in Fig. 1 vereinfacht gezeichneten Längsschnitt­ darstellung eines Gasturbinenstrahltriebwerks 2 bleibt der mit dem Sammelraum 7 des Lufteintrittsgehäuses 4 ver­ schwenkbar verbundene Radialstromkreis 10 energielos, denn die von der Gebläseturbine 14 angetriebenen Lauf­ walzen 13 und 18, die ihre Arbeitsluft ebenfalls dem Sammelraum entnehmen, versorgen in dieser Schaltstellung ausschließlich den Hauptstromkreis 8 mit Strömungsenergie sowie den Mantelstromkreis 9. Dabei besteht der Haupt­ stromkreis aus dem Verdichter 25, der Brenneinrichtung 11 und der Turbine 26. Der Mantelstromkreis umfaßt da­ gegen lediglich die Brenneinrichtung 12, die sich in ei­ nem Ringraum befindet, der von dem Außenmantel des Haupt­ stromkreises und dem Außenmantel des Mantelstromkreises gebildet wird.
Der Druckaufbau vor der Brenneinrichtung 12 geschieht dabei durch Geschwindigkeitsverzögerung des von dem Tan­ gentialgebläse 17 gelieferten Strömungspotentials, das nach Kraftstoffzuführung und Aufheizung in der Brennein­ richtung den äußeren, bis zu den Blattspitzen reichenden Kanalquerschnitt der Gebläseturbine 14 durchströmt, deren Strömungskanal mittels des Teilungsdurchmessers D T in zwei koaxial zueinander angeordnete Querschnittssegmente unterteilt ist, wobei das innere, bis zu den Schaufel­ füßen sich erstreckende Segment von den Abgasen des Haupt­ stromkreises beaufschlagt wird.
In Fig. 2 sind die Laufwalzen 13 und 18 durch die Hub­ vorrichtung 29 gegenüber Fig. 1 axial verschoben worden, so daß die Laufwalze 18 sich innerhalb des Strömungsge­ häuses 19 des Radialstromkreises 10 befindet und diesen mit Strömungsenergie beliefert. Die Laufwalze 13 ist bei diesem Schaltvorgang in den Mantelstromkreis 9 einge­ rückt, dessen Energiebelieferung damit konstant erhal­ ten bleibt. Durch diese Maßnahme kann sich im Hauptstrom­ kreis 8 eine Ventilationsströmung ausbilden, die durch die Ejektorwirkung des Mantelstromkreises zustande kommt und die latente Wärme aus Brenneinrichtung 11 und Turbine 26 des abgestellten Hauptstromkreises 8 mit sich führt. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß der Hauptstromkreis in kleinstmöglichen Zeitintervallen zu- oder abschaltbar ist, ohne daß Materialschädigungen durch Wärmespannungen in Kauf genommen werden müssen.
Fig. 3 gibt einen stirnseitigen Einblick in das Luftein­ trittsteil 6 eines Gasturbinenstrahltriebwerks nach Fig. 1 sowie in den Sammelraum 7, zwischen dessen Leitwandungen 32 der Zustrom der Arbeitsluft für das Tangentialgebläse 17 erfolgt, das seine Strömungsenergie mit Hilfe der Leit­ spirale 21 dem Mantelstromkreis 9 zuführt, während der Hauptstromkreis 8 an die Leitspirale 20 angeschlossen ist, wobei das Strömungsgehäuse 19 des Radialstromkreises 10 durch die Leitvorrichtung 22 verschwenkbar mit dem Tan­ gentialgebläse 17 in Verbindung steht.
Das in Fig. 4 dargestellte Luftfahrzeug 3 ist mit einer aus drei Gasturbinenstrahltriebwerken 2 bestehenden An­ triebsanlage 1 ausgerüstet, deren Massenpunkt mit M A be­ zeichnet ist. Die Wirkungslinie des zentral angeordneten Triebwerks ist identisch mit der Triebwerkslängsachse, die den Gesamtmassenpunkt M G durchdringt, dessen Auslenk­ bereich, entstanden durch ungleichmäßig verteilte Massen, von den Wirkungslinien der übrigen Triebwerke tangiert wird.
Für Nurflügelluftfahrzeuge bietet diese Ausführung außer­ dem die nicht zeichnerisch dargestellte Möglichkeit, den Massenpunkt M A der Antriebsanlage mit dem Gesamtmassen­ punkt M G zur Deckung zu bringen.
Aus Fig. 5 ist die Befestigung der Antriebsanlage 1 mit­ tels der Halterung 31 am Heck 24 des Luftfahrzeugs 3 er­ kennbar. Es ist zeichnerisch angedeutet, daß alle Hilfs­ geräte 27 für die Antriebsanlage 1 integrierte Elemente des Luftfahrzeugs 3 sind und daß gemäß Fig. 1 die Schwenk­ einrichtung 28 für das Strömungsgehäuse 19 sowie die Hub­ vorrichtung 29 der Laufwalzen 13 und 18 vom Innenraum 30 des Luftfahrzeugs betätigt werden. Diese Maßnahmen ver­ einfachen die Wartung und das Auswechseln der einzelnen Gasturbinenstrahltriebwerke.
Gemäß Fig. 6 erfolgen die Steuerungsmanöver um die Nick­ achse mit Hilfe der Radialstromkreise 10. Gemäß Fig. 2 sind dabei die Laufwalzen 13 und 18 zu den Frontseiten der an dem Steuerungsmanöver beteiligten Gasturbinen­ strahltriebwerke verschoben, so daß die Horizontalschub­ anteile S H der Hauptstromkreise 8 ausgeschaltet sind, die Schubkomponenten S M der Mantelstromkreise dagegen zuge­ schaltet bleiben und demzufolge die Radialstromkreise 10 den Radialschub S R erzeugen, der entsprechend seiner Strahlrichtung ein Abkippen oder Aufrichten des Cockpits verursacht.
Gemäß der Fig. 7 werden Giersteuermomente dadurch er­ zeugt, daß durch Schwenken der Strömungsgehäuse 19 der Radialschubvektor S R in die erforderliche Position aus­ gelenkt wird, wobei die unabhängig voneinander einstell­ baren Verschwenkwinkel γ auf jeder Seite des Luftfahr­ zeugs eine exakte Steuerungsmöglichkeit gewährleisten.
Die Trimmung erfolgt dabei durch Verstellung des Radial­ schubvektors S R um die Winkel a, ohne daß dabei Kopp­ lungen mit anderen Schubkräften in Kauf genommen werden müssen, denn gemäß der Fig. 1 und 2 können die Haupt- und Radialstromkreise ohne Rückwirkungen auf die Mantel­ stromkreise zu- und abgeschaltet werden, desgleichen bewirkt die Schubvektormodulation der Radialstromkreise keine Schubkraftschwankungen der Gesamtanlage. Für be­ liebige Steuer- bzw. Schubphasen steht somit in jeder Fluglage, einschließlich der Start- und Landeoperationen, ein gesonderter Stromkreis zur Verfügung. Dadurch ist er­ reicht, daß die flugmechanisch bedeutsamen Schuberzeu­ gungselemente nicht in gegenseitiger Abhängigkeit und Beeinflußbarkeit stehen.
Beim Stand der Technik gemäß der DE-OS 29 17 303 wird hingegen bei umgelenktem Restschub die Strahldüse des Triebwerks mittels der Steuerklappen abgesperrt, so daß keine Horizontalschubkomponente des betreffenden Trieb­ werks mehr zur Verfügung steht. Wenn dann außerdem ein Rollsteuermanöver durch Modulation des Bläserschubs durchgeführt wird, also durch Absenken des Vertikal­ schubs auf einer Flugzeugseite, dann reduziert sich durch diese Maßnahme auch der Restschub und damit werden ebenfalls die zur Huberzeugung, zur Trimmung und Nick­ steuerung verbleibenden Kräfte entsprechend der Bläser­ schubabsenkung geringer.
Rollsteuermomente werden entsprechend der Fig. 8 durch ein Kräftepaar erzeugt, das mit Hilfe der Schubkompo­ nenten S R der Radialstromkreise 10 gebildet wird, wo­ bei durch Verschwenken der entsprechenden Strömungs­ gehäuse 19 in die dargestellte Pfeilrichtung die Größe der Stellmomente den Fluglagenerfordernissen anzupas­ sen ist.
Aus Fig. 9 ist erkennbar, daß die Belieferung eines er­ findungsgemäßen Gasturbinenstrahltriebwerks mit Arbeits­ luft im Gegensatz zu herkömmlichen Antrieben heckseitig, also von der Schubdüsenseite her, erfolgt. Dabei wurde die Tatsache zugrunde gelegt, daß das die Schubdüse 33 ver­ lassende Gas-Luft-Gemisch zunächst einen Strahlkern aus­ bildet, der von den Seiten her Luftmassen der Umgebungs­ strömung mitreißt, wodurch zwischen dem Strahlkern und der Strahlgrenze eine turbulente Mischzone entsteht, aus deren Zulauf- oder Mischströmung die Arbeitsluft zum Be­ trieb des Gasturbinenstrahltriebwerks abgezweigt wird, wobei gemäß Fig. 3 die Leitwandungen 32 des Sammelraums 7 für jedes einzelne Triebwerk in der Weise positioniert werden können, daß der Luftzutritt zum Lufteintrittsteil 6 bezüglich der Nachbartriebwerke in die strömungsmäßig günstigste Lage gebracht wird, so daß keine gegenseitige Zuströmungsbehinderung stattfinden kann. Zudem ist das Ansaugen großer Fremdkörper, wie Vögel und dergleichen, ausgeschlossen.
Weiterhin entfällt die Gefahrenzone, die üb­ licherweise vor den Lufteintrittsöffnungen bei laufenden Triebwerken besteht und einen Aufenthalt im Bereich der Tragflächen und des seitlichen Luftfahrzeugrumpfes nicht erlaubt.
An den Turbinenflansch 23 (hierzu auch Fig. 2) können Schubdüsenanordnungen beliebiger Bauart und Funktion angeschlossen werden, wobei die Abgasströme S H und S M nach Verlassen der Turbine entweder einzeln ge­ führt oder vereint verwendbar sind.

Claims (5)

1. Antriebsanlage für Luftfahrzeuge, bestehend aus Gas­ turbinenstrahltriebwerken, die zur Schuberzeugung je drei Strömungskreise mit einem vorgeschalteten Tangen­ tialgebläse und einer nachgeschalteten Gebläseturbine enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Gasturbinenstrahltriebwerk (2) dieser Antriebsanlage (1) sowohl der Hauptstromkreis (8) als auch der Mantelstromkreis (9) je eine Brenneinrichtung (11, 12) besitzen und daß beide Kreise die Gebläsetur­ bine (14) beaufschlagen, auf derem Wellenstumpf (15) die Steuerwelle (16) eines mit ihr fest verbundenen Tangentialgebläses (17) axial verschiebbar vorgesehen ist und daß dessen Laufwalzen (13, 18) die Arbeitsluft für das Gasturbinenstrahltriebwerk (2) aus dem Sam­ melraum (7) des Lufteintrittsgehäuses (4) ansaugen und durch Verschiebung der Steuerwelle (16) mit Hilfe der Leitspiralen (20, 21) und der Leitvorrichtung (22) wahl­ weise in den Hauptstromkreis (8), den Mantelstromkreis (9) oder in den Radialstromkreis (10) einspeisen und daß weiterhin das Lufteintrittsgehäuse (4) ein Luft­ eintrittsteil (6) aufweist, dessen Saugmund (5) heck­ wärts gerichtet ist und daß das Lufteintrittsgehäuse frontseitig das schwenkbare Strömungsgehäuse (19) des Radialstromkreises (10) trägt, dessen Schwenkachse mit der Triebwerkslängsachse zusammenfällt.
2. Antriebsanlage nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Strömungsgehäuse (19) des Radialstromkreises (10) einen Verschwenk­ winkel von 360° um die Triebwerkslängsachse gewähr­ leistet.
3. Antriebsanlage nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß lediglich durch die axiale Verschiebung der Laufwalze (18), also durch eine Schaltoperation, der Radial- bzw. Vertikal­ schub unmittelbar unter Vermeidung zeitaufwendiger Verstellabläufe zu- oder abschaltbar ist.
4. Antriebsanlage nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Antriebsanlage (1) im Strömungsschatten von Luftfahr­ zeugen (24) anzuordnen ist, da sie keine in Flug­ richtung weisenden Lufteintrittsöffnungen umfaßt.
5. Antriebsanlage nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Saugmund (5) eines jeden Gasturbinenstrahltriebwerks (2) der Antriebs­ anlage (1) heckwärts gerichtet ist und die Arbeitsluft für das Tangentialgebläse (17) der Mischströmung des Schubstrahls entnimmt.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4012103C1 (en) * 1990-04-14 1991-07-25 Karl Dipl.-Ing. 2742 Gnarrenburg De Kastens Hypersonic aircraft reaction drive - has flow tube with frontal air entry slot and trough at trailing end
DE4117933A1 (de) * 1990-04-14 1991-11-21 Kastens Karl Turbotriebwerk fuer hyperschallfluggeraete
DE4121995A1 (de) * 1991-07-03 1992-01-09 Kastens Karl Tangentialgeblaese fuer turbotriebwerke

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2651175A (en) * 1946-09-11 1953-09-08 Rolls Royce Controlling combustion system of gas-turbine engines
DE1301650B (de) * 1965-01-30 1969-08-21 Rolls Royce Mantelstromgasturbinenstrahltriebwerk
DE2917303A1 (de) * 1979-04-28 1980-10-30 Dornier Gmbh Antriebsanlage fuer luftfahrzeuge

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2651175A (en) * 1946-09-11 1953-09-08 Rolls Royce Controlling combustion system of gas-turbine engines
DE1301650B (de) * 1965-01-30 1969-08-21 Rolls Royce Mantelstromgasturbinenstrahltriebwerk
DE2917303A1 (de) * 1979-04-28 1980-10-30 Dornier Gmbh Antriebsanlage fuer luftfahrzeuge

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DE-Z.: Luft- und Raumfahrt 3/85, S. 65 u. 66 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4012103C1 (en) * 1990-04-14 1991-07-25 Karl Dipl.-Ing. 2742 Gnarrenburg De Kastens Hypersonic aircraft reaction drive - has flow tube with frontal air entry slot and trough at trailing end
DE4117933A1 (de) * 1990-04-14 1991-11-21 Kastens Karl Turbotriebwerk fuer hyperschallfluggeraete
DE4121995A1 (de) * 1991-07-03 1992-01-09 Kastens Karl Tangentialgeblaese fuer turbotriebwerke

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