DE3626979C2

DE3626979C2 -

Info

Publication number: DE3626979C2
Application number: DE19863626979
Authority: DE
Inventors: Jan-Tomas Dipl.-Ing. 2107 Rosengarten De Haas
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Operations GmbH
Priority date: 1986-08-08
Filing date: 1986-08-08
Publication date: 1990-10-04
Also published as: DE3626979A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Lufteinlaßsystem für Flugzeuge, bestehend aus einer in der Rumpfaußenhaut des Flugzeuges angeordneten, verschließbaren Einlaßöffnung mit einem daran anschließenden Einlaßkanal sowie einer im Bereich der Öffnung um eine in der Konturebene und senkrecht zur Anströmrichtung liegenden Achse schwenkbar gehalterten Klappe, die in ihrer ausgeschwenkten Position als Stauklappe dient und die in ihrer einge schwenkten Position die Einlaßöffnung strakbündig ver schließt.The invention relates to an air intake system for Aircraft consisting of one in the fuselage outer skin of the Aircraft arranged, closable inlet opening with an adjoining inlet duct and one in the area of the opening by one in the contour plane and pivotable perpendicular to the direction of flow flap held in its swung out Position serves as a stowage flap and the in its position pivoted the inlet opening flush closes.

Lufteinlaßsysteme dieser Art werden in Flugzeugen für solche Einrichtungen verwendet, die zu ihrer Funktion Außenluft mit einem hohen Maß an Staudruckrückgewinn benötigen und die während des Fluges nicht ständig in Betrieb sind. Um einen möglichst großen Staudruckrück gewinn zu erzielen, ist es eine bereits bekannte Maßnahme, derartige Systeme mit einem Lufteinlauf zu versehen, der in die die Rumpfaußenhaut umgebende Grenzschicht hineinragt und die dort auftretenden höheren Strömungsgeschwindigkeiten nutzt. Andererseits sollen Systeme dieser Art, an unterschiedliche Betriebsbedingungen anpaßbar sein und, sofern sie nicht in Betrieb sind, einen möglichst geringen Luftwiderstand verursachen. Weiterhin wird von einem derartigen Lufteinlauf gefordert, daß die betreffenden Herstellkosten und das durch dessen Einbau verursachte Zusatzgewicht gering sind.Air intake systems of this type are used in aircraft for such facilities used to their function Outside air with a high degree of dynamic pressure recovery need and which are not constantly in during the flight Operation. To get the largest possible back pressure to make a profit, it's a familiar one Measure such systems with an air inlet too provided, in the boundary layer surrounding the outer skin of the fuselage protrudes and the higher flow velocities that occur there uses. On the other hand, systems of this type, be adaptable to different operating conditions and, if they are not in operation, the lowest possible air resistance cause. Furthermore, such Air intake required that the relevant manufacturing costs and the additional weight caused by its installation is low.

Die GB-PS 8 95 861 zeigt ein Flugzeug mit Schubtriebwerken und Hubtriebwerken, wobei die Einläufe der Hubtriebwerke jeweils mit zwischen einer eingeschwenkten und einer ausgeschwenkten Stellung bewegbaren Schaufelstrukturen versehen sind. Diese Schaufelstrukturen oder Schaufelgitter haben die Aufgabe, die Hubtriebwerke während der Startphase und in der Anfangsphase des Horizontalfluges unter Ausnutzung des im Horizontalflug auftretenden Staudruckes mit Luft zu versorgen. Bei dieser Stauklappe verläuft deren Schwenkachse senkrecht zur Anströmrichtung. Die Lösung ist nicht ohne weiteres auf für reinen Horizontalflug ausgelegte Flugzeuge übertragbar. Hier würden die Schaufeln zu Beginn des Ausschwenkens wegen des großen Anstellwinkels mit einem äußerst niedrigen Wirkungsgrad arbeiten und wären nur in ausgeschwenktem Zustand konstruktiv für einen bestimmten Auslegungspunkt optimal anpaßbar. Eine Anpassung dieses Gitters an unterschiedliche Betriebsbedingungen durch einfache Variation der Geometrie ist hierbei nicht möglich. Ein weiterer Nachteil dieser Lösung besteht darin, daß zum Verschließen der Einlaßkanäle besondere Klappen erforderlich sind.The GB-PS 8 95 861 shows an aircraft with thrust engines and Hoist engines, the inlets of the hoist engines each with between a swiveled-in and a swiveled-out position movable blade structures are provided. These blade structures or vane grids have the job of lifting the engines during the start phase and in the initial phase of Horizontal flight taking advantage of that occurring in horizontal flight To supply dynamic pressure with air. With this damper their pivot axis runs perpendicular to the direction of flow. The Solution is not readily available for pure level flight designed aircraft transferable. The blades would close here Start of the swing out with the large angle of attack work with an extremely low efficiency and would only be in pivoted out constructively for a certain design point optimally adaptable. An adjustment to this grid different operating conditions through simple variation the geometry is not possible. Another disadvantage this solution is that to close the inlet channels special flaps are required.

Die US-PS 31 36 500 zeigt eine Schaufelanordnung, im wesentlichen bestehend aus einem um eine Achse schwenkbaren Schaufelgitter, dessen einzelne Schaufeln um zur Schwenkachse des Gitters parallele Achsen in eine Schließstellung schwenkbar sind. Hierbei zeigen die Schaufeln in ausgeschwenkter Position des Gitters eine vertikale Ausrichtung. Bei dieser nicht als Stauklappe dienenden Anordnung liegen die Schaufeln innerhalb der gekrümmten Rumpfaußenhaut mit parallel zur Rumpfachse ausgerichteten Schwenkachsen. Aus der Anordnung der Schaufeln in Schließstellung, worin die Sehnen der einzelnen Schaufeln jeweils einen anderen Winkel zur Horizontalen aufweisen und ihrer Parallelität in der ausgeschwenkten Stellung ergibt sich, daß jede dieser Schaufeln beim Ausschwenken des Gitters um einen anderen Winkelwert gedreht werden muß. Die hierzu erforderliche kinematische Anordnung zeigt, daß den Schaufeln jeweils zwei Stangen von individuell bemessener Länge zugeordnet sind, wodurch sich je Schaufel vier Gelenkpunkte ergeben. Eine Lehre zur Ausbildung einer im Horizontalflug anwendbaren Stauklappe mit variabler Geometrie ist hier nicht zu entnehmen.The US-PS 31 36 500 shows a blade arrangement, essentially consisting of a blade grille that can be swiveled around an axis, its individual blades around the pivot axis of the grid parallel axes can be pivoted into a closed position. Here show the blades in the pivoted-out position of the grille a vertical orientation. With this not as a stowage flap serving arrangement, the blades lie within the curved Hull outer skin with parallel to the fuselage axis Swivel axes. From the arrangement of the blades in the closed position, where the tendons of the individual blades each have one have a different angle to the horizontal and their parallelism in the swung-out position, it follows that each of these Buckets when swinging out the grille by a different angle value must be rotated. The kinematic required for this Arrangement shows that the blades have two rods of individually assigned length are assigned, whereby each Bucket result in four hinge points. An apprenticeship for training a stowage flap with variable Geometry cannot be found here.

Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Lufteinlaßsystem derart auszubilden, daß sich dieses gegenüber dem vorgenannten Stand der Technik durch folgende Eigenschaften auszeichnet;Accordingly, the invention is based on the object Generic air intake system in such a way that this compared to the aforementioned prior art by the following Features;

- a larger back pressure recovery with minimal additional Air resistance,
- An improved adaptability to different operating conditions and
- a minimum number to build the Systems required different items.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Lufteinlaßsystem durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.This task is carried out in a generic air intake system solved by the characterizing features of claim 1. Advantageous developments of the invention are in the subclaims specified.

Dabei ist vorgesehen, daß die durch die Schließposition gegebene Ausrichtung der Leitschaufeln gegenüber der Rumpfstruktur beim Ausschwenken der Klappe im wesentlichen konstant bleibt. Hierbei ist vorteilhaft, daß zur Realisierung der gleichzeitigen deckungsgleichen Schwenkung aller Leitschaufeln relativ einfache kinematische Anordnungen in Betracht kommen. Zum Einfangen der benötigten Luftmenge kann die Klappe mehr oder weniger weit ausgeschwenkt werden, wodurch diese immer nur den gerade nötigen Luftwiderstand verursacht. Die nicht näher angegebene Anordnung zur Betätigung der Klappen ist gegenüber der Lösung gemäß obiger GB-PS wesentlich vereinfacht. Weiterhin entfallen bei der erfindungsgemäßen Stauklappe besondere Klappen gemäß der vorgenannten US-PS zum Verschließen des Einlaßkanals.It is provided that the given by the closed position Alignment of the guide vanes in relation to the fuselage structure in the Swiveling the flap remains essentially constant. Here is advantageous in that the realization of the simultaneous Congruent pivoting of all guide vanes is relatively simple kinematic arrangements can be considered. To capture the required amount of air can the flap more or less far can be swung out, which means that they only need what is needed Air resistance caused. The arrangement not specified to operate the flaps is compared to the solution according to the above GB-PS significantly simplified. Furthermore, the invention does not apply Stowage flap special flaps according to the aforementioned US-PS for closing the inlet channel.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous developments of the invention are in the subclaims specified.

So besteht ein Vorteil der Ausgestaltung nach Anspruch 2 darin, daß die Zwangsführung beispielsweise mittels einer einfachen Parallelogrammordnung erreicht werden kann.One advantage of the embodiment according to claim 2 is that that the positive control, for example, by means of a simple Parallelogram order can be achieved.

Die Lösung nach Anspruch 3 bietet den Vorteil, daß der Wirkungsgrad des Schaufelgitters in jeder Stellung der Klappe minimierbar ist.The solution according to claim 3 offers the advantage that the efficiency of the blade grille can be minimized in any position of the flap is.

Im folgenden soll die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher er läutert werden. Die Figur zeigt dabei einen Schnitt durch ein Lufteinlaßsystem gemäß der Erfindung.In the following the invention is based on one in the Drawing he illustrated embodiment closer to be refined. The figure shows a section by an air intake system according to the invention.

In der Rumpfaußenhaut 1 eines Flugzeuges ist eine Einlaßöffnung 2 angeordnet, an die sich ein Einlaßkanal 3 anschließt. Die Einlaßöffnung 2 ist durch eine Klappe 4 verschließbar, die an einer Schwenkachse A angelenkt ist. Die Schwenkachse A liegt dabei in der Konturebene der Rumpfaußenhaut 1 und angenähert senkrecht zu der in der Figur durch einen horizontalen Pfeil angedeuteten Anströmrichtung.An inlet opening 2 is arranged in the fuselage outer skin 1 of an aircraft, to which an inlet duct 3 connects. The inlet opening 2 can be closed by a flap 4 which is articulated on a pivot axis A. The pivot axis A lies in the contour plane of the outer skin of the fuselage 1 and is approximately perpendicular to the flow direction indicated by a horizontal arrow in the figure.

Die Klappe 4 ist, wie aus der Figur ersichtlich, als Schaufelgitter ausgebildet und besteht aus, im Fall des hier gezeigten Ausführungsbeispiels der Neuerung sechs, parallel zur Schwenkachse A angeordneten Leitschaufeln 5 bis 10. Letztere sind jeweils um ihre Längsachse schwenkbar an einem Rahmen 11 gehaltert, wobei ihr Abstand voneinander in etwa ihrer Breite entspricht. Die Winkelposition der Leitschaufeln 5 bis 10 in bezug auf ihre jeweilige Schwenkachse wird dabei über eine (hier nicht dargestellte) Verstelleinrichtung kontrolliert. Diese ist im Fall des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Neuerung über eine Zwangsführung mit dem Antriebs mechanismus für das Verschwenken der Klappe 4 gekoppelt. Es ist aber auch möglich, eine völlig separate Verstell einrichtung für die Leitschaufeln 5 bis 10 sowie Mittel zum wahlweisen Entkoppeln der beiden Verstelleinrichtungen vorzusehen.The flap 4 , as can be seen from the figure, is designed as a vane grille and, in the case of the exemplary embodiment of the innovation shown here, consists of six guide vanes 5 to 10 arranged parallel to the pivot axis A. The latter are each held on a frame 11 so as to be pivotable about their longitudinal axis, their distance from one another roughly corresponding to their width. The angular position of the guide vanes 5 to 10 with respect to their respective pivot axis is controlled by an adjusting device (not shown here). In the case of the present exemplary embodiment of the innovation, this is coupled via a positive guide to the drive mechanism for pivoting the flap 4 . But it is also possible to provide a completely separate adjustment device for the guide vanes 5 to 10 and means for optional decoupling of the two adjustment devices.

Das Verschwenken der Klappe 4 erfolgt über einen Antriebsarm 12, auf den ein (in der Figur nicht dargestellter) Stellantrieb wirkt. Es sei noch ange merkt, daß in die Figur die beiden Endpositionen der Klappe 4 eingezeichnet sind.The flap 4 is pivoted via a drive arm 12 , on which an actuator (not shown in the figure) acts. It should be noted that the two end positions of the flap 4 are shown in the figure.

Die Wirkungsweise der gezeigten Anordnung ist dabei wie folgt: Bei Nichtbetrieb des erfindungsgemäßen Lufteinlaß systems, d.h., wenn keine Bordsysteme in Betrieb sind, die mit Stauluft betrieben werden, liegt die Klappe 4 auf der Einlaßöffnung 2. Die Leitschaufeln 5 bis 10 nehmen dann eine Stellung ein, in der sie in etwa parallel zur Konturebene der Rumpfaußenhaut 1 liegen und sich gegenseitig mit ihren Längskanten berühren. In dieser Position ist die Einlaßöffnung 2 vollständig durch die Klappe 4 verschlossen.The mode of operation of the arrangement shown is as follows: When the air inlet system according to the invention is not in operation, ie when no on-board systems are in operation which are operated with ram air, the flap 4 lies on the inlet opening 2 . The guide vanes 5 to 10 then assume a position in which they lie approximately parallel to the contour plane of the fuselage outer skin 1 and touch one another with their longitudinal edges. In this position, the inlet opening 2 is completely closed by the flap 4 .

Soll das Lufteinlaßsystem in Betrieb genommen werden, so wird mittels des auf die Schwenkachse A wirkenden Antriebsarms 12 die Klappe 4 als Ganzes in ihre ausgefahrene Position verschwenkt, in der sie einen Winkel von etwa 90 Grad mit der Rumpfaußenhaut 1 bildet. Aufgrund der Zwangskopplung werden bei dieser Schwenk bewegung gleichzeitig auch die Leitschaufeln um ihre jeweilige Längsachse gedreht, so daß sie die in der Figur angedeutete Stellung einnehmen, in der sie in die die Rumpfaußenhaut umgebende Strömung hineinragen, wobei die gegenüber der Anströmrichtung angestellten Leitschaufeln den angestrebten Staudruckrückgewinn sicherstellen.If the air intake system is to be put into operation, the flap 4 is pivoted as a whole into its extended position by means of the drive arm 12 acting on the pivot axis A , in which it forms an angle of approximately 90 degrees with the fuselage outer skin 1 . Because of the forced coupling, the guide vanes are simultaneously rotated about their respective longitudinal axes during this pivoting movement, so that they assume the position indicated in the figure, in which they protrude into the flow surrounding the fuselage outer skin, the guide vanes being used in relation to the direction of flow to achieve the desired dynamic pressure recovery to ensure.

Claims

1. Air intake system for aircraft, consisting of a arranged in the fuselage outer skin of the aircraft, closable inlet opening with an adjoining inlet channel and a flap held in the region of the opening about an axis running perpendicular to the direction of flow within the contour plane, which in its pivoted-out position as a stowage flap serves and which closes the inlet opening in its pivoted-in closed position, the flap being designed as a vane grille with curved guide vanes oriented parallel to one another and pivotably held about its longitudinal axes, and the width of the guide vanes roughly corresponding to their center distance, characterized in that the given by the closed position Alignment of the guide vanes ( 5 to 10 ) relative to the fuselage structure ( 1 ) remains essentially constant when the flap ( 4 ) is pivoted out.

2. Air intake system according to claim 1, characterized in that for adjusting the guide vanes ( 5 to 10 ) with the drive mechanism for the flap ( 4 ) coupled positive guidance is provided.

3. Air intake system according to claim 1 or 2, characterized in that means are provided to adjust the guide vanes ( 5 to 10 ) regardless of the position of the flap ( 4 ).