DE3720318C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Gondel nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Moderne Gasturbinenstrahltriebwerke, z. B. für Langstrecken- wie aber auch Kurz- und/oder Mittelstreckenflugzeuge, sind hauptsächlich als Zweistrom- oder Zweikreistriebwerke in Mehr-Wellen-Bauweise ausgeführt; dabei wird der überwiegende Teil des Vortriebschubes von Front- oder Heckgebläsen (Fans) oder -Verdichtern bereitgestellt; von einer der Verdichterturbine des Gasgenerators (innerer bzw. erster Triebwerkskreis) freilaufend nachgeschaltenen Nutzturbine wird bei derartigen Triebwerkstypen vielfach das Gebläse für den äußeren bzw. zweiten Triebwerkskreis angetrieben.

Die Triebwerke sind ferner in Gondeln eingebaut, die am vorderen Stirnende eine sogenannte "Einlauflippe" ausbilden. Im Hinblick auf den bei den eingangs beispielshaft genannten Flugzeugarten am meisten vorkommenden Marsch- oder Reiseflugbetrieb wird im allgemeinen angestrebt. die Geometrie der Einlauflippe bezüglich der Umgebungs- und Ansaugluftströmung aerodynamisch verlustarm auf die Reise- oder Marschflugbedingungen abgestimmt zu gestalten; u. a. mit Rücksicht auf einen verhältnismäßig geringen Triebwerksdurchmesser soll der Einlauflippenbereich verhältnismäßig schlank und verbrauchsoptimal gestaltet werden.

Diese ausschließlich aus Gesichtspunkten der Einlauflippengeometrie läßt jedoch zwei nachstehend erörterte, gravierende Fälle völlig außer Acht; es ist dies erstens eine Flugzeugstartphase, in der sich das Flugzeug bei verhältnismäßig starker Triebwerkslastphase, also bei verhältnismäßig hohem Luft- und Gasmassendurchsatz, unmittelbar vor dem Abheben von der Startbahn befindet und dabei gleichzeitig unter einem großen örtlichen Anstellwinkel gegenüber der Startbahn gegen die anströmende Umgebungsluft geneigt ist; es besteht hierbei die Gefahr, nicht unbeachtlicher Strömungsablösungen von Ansaugluftanteilen am radial inneren Wandgebiet eines Teils der unteren Einlauflippe, wodurch erhöhte Strömungsgleichförmigkeiten am Triebwerkseintritt sowie indifferente Schwingungs- und Flatterneigungen an den Gebläse- bzw. Fanschaufeln hervorgerufen werden können; selbst eine Pumpgefahr des Verdichters des Gasgenerators kann nicht ausgeschlossen werden, sofern sich das Ablösegebiet weit genug in Richtung auf den Gasgenerator (Verdichter) fortpflanzen sollte.

Der zweite gravierende Fall ist der nicht auszuschließende Ausfall eines Strahltriebwerkes bei einem z. B. zweimotorigen Flugzeug, bei der das Flugzeug unter vergleichsweise großem Anstellwinkel zu einer Horizontalebene geneigt ist und ein nur verbleibender extrem geringer Luftdurchsatz im Triebwerk eine vom normalen aero-thermodynamischen Kreisprozeß losgelöste Autorotation des Triebwerks ("windmilling") ermöglicht. In diesem zweiten Flugfall besteht die Gefahr verhältnismäßig ausgeprägter Strömungsablösungen der Luft an der Außenwand der Einlauflippe sowie über einem radial äußeren Umfangssektor der letzteren verteilt ausgebildet. Ein derartiger Triebwerksausfall wird insbesondere bei zweimotorigen Flugzeugen als kritisch angesehen, da die massiven Strömungsablösungen an der lippenseitigen Außenkontur der Gondel vorgeschriebene Steigfluggradienten nicht mehr einzuhalten gestatten.

Um dem zuerst genannten gravierenden Fall und dessen Folgen Einhalt gebieten zu können, wurden zwar schon Lufteinblaseklappen bzw. sogenannte "blow in doors" vorgeschlagen, die eine örtlich variable Geometrie der Einlauflippe dargestellt ermöglichen sollen, daß einerseits der gewünschte örtliche Schlankheitsgrad der Einlauflippe im Reiseflugbetrieb gewährleistet ist und andererseits die am unteren Teil der Einlauflippe, radial innen sich ausbildenden Strömungsablösungen durch von außen nach innen erfolgende Lufteinblasung in die Ansaugluftströmung beseitigt werden sollen.

Mit den zuvor beschriebenen Lufteinblasemaßnahmen wird jedoch keinerlei Beitrag zur Lösung der mit dem zweiten gravierenden Fall (Ausfall eines Triebwerks) einhergehenden Problematik geleistet. Ein nur für diesen, verhältnismäßig selten vorkommenden Flugzustand vorstellbares stationäres radial äußeres Aufdicken der Lippenstruktur an der Gondelaußenseite führt nicht nur zu einem größeren Gondelgewicht, sondern auch zu einer Vergrößerung der luftbenetzten Oberfläche der von der Gondel ausgebildeten Gebläseverkleidung, wodurch der Reibungs- und Druckwiderstand der Gondel erhöht wird; mithin sind dies alles auch Konsequenzen, die mit einem für den Marsch- oder Reiseflugbetrieb aerodynamisch optimierten Schlankheitsgrad der Gondel nicht im Einklang stehen.

Dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 liegt ein aus der US-PS 26 99 906 bekannter Lufteinlauf zugrunde; dieser Lufteinlauf soll insbesondere im Hinblick auf Marsch- und Hochgeschwindigkeitsbetrieb, z. B. eines Kampfflugzeuges, eine verhältnismäßig geringe Stirnfläche aerodynamisch möglichst verlustarm bereitstellen, ohne die dabei verhältnismäßig scharfkantig und spitz verlaufende Einlauflippe geometrisch zu verändern. Erst stromab einer im unteren doppelwandigen Teil des Einlaufs der Gondel enthaltenen Wandverdickung sollen betreffende erste und zweite Klappen in der zweiten aneinandergefalteten Endstellung einen Zusatzlufteinlaß in den Verdichter ausbilden, um im Startfall des Flugzeugs einem erhöhten Luftbedarf des Triebwerks bei verminderten Druckverlusten Rechnung tragen zu wollen. In der bekannten zweiten Endstellung sperrt die betreffende innere Klappe gegenüber einem Zentralkörper einen ringförmigen Teilquerschnitt für die Ansaugluftzufuhr ab; abgesehen von örtlich erhöhter Turbulenzgefahr dürfte dies zu einer über dem Gesamtumfang verhältnismäßig ausgeprägt inhomogenen Verteilung der Ansaugluftströmung führen, wodurch sogenanntes "Verdichterpumpen" nicht auszuschließen wäre. Ferner sind im bekannten Fall keine Vorkehrungen getroffen, die im Hinblick auf die Startphase (Schräganstellwinkel des Flugzeugs, unmittelbar vor dem Abheben von der Startbahn) auftretende Strömungsablösungen an der Einlauflippe unten und radial innen beseitigen sollen.

Aus der US-PS 36 64 612 ist eine Gondel für im Unterschall-Flugbetrieb betriebene Gebläse-Triebwerke mit variabler Lippengeometrie bekannt; zwischen lippenstirnseitig nach vorn offenen Ausnehmungen der Triebwerksgondel befinden sich gleichförmig über dem Umfang verteilt angeordnet, segmentartige zweiteilige Klappen, deren jeweils eines Teil einen stirnseitigen Eintrittsabschnitt bzw. einen verformbaren Bestandteil der Lippe selbst ausbildet. Aufgrund örtlicher statischer Druckdifferenz sind die jeweiligen Klappensegmentpaare aus einer ersten Endstellung für Marschfluggeschwindigkeit, bei umfänglich in sich geschlossener Lippengeometrie (großer Durchströmquerschnitt), in eine zweite Endstellung für geringe Fluggeschwindigkeit (verringerter Durchströmquerschnitt) verfahrbar; in dieser Stellung bilden die jeweils beiden Segmentpaare, unter gleichzeitig örtlicher stirnseitiger Aufweitung der Lippengeometrie, einheitliche Schaufelprofile aus, die wiederum gleichzeitig tangential von außen nach innen in die Ansaugluftströmung der Gondel einmündende Einblasekanäle bereitstellen. Im Wege genannter Lufteinblasung sollen ferner Grenzschichten gesteuert und Dämmungen des Gebläselärms erzielt werden können. Der bekannte Fall vermittelt keinerlei Hinweis auf die Beherrschung der eingangs genannten beiden "kritischen" Fälle, die auch einen Triebwerksausfall ("Windmilling") in der Startphase einschließen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gondel gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1 anzugeben, die unter Beherrschung der eingangs behandelten beiden "kritischen" Fälle (Ausfall eines Triebwerks in der Startphase "Windmilling"/hohe Triebwerkslastphase beim Start, unmittelbar vor Abhebung von der Startbahn) eine für den Marschflugbetrieb aerodynamisch günstige, verbrauchsoptimale schlanke und gewichtlich vergleichsweise leichte Lippenprofilgeometrie schafft.

Die gestellte Aufgabe ist mit den Merkmalen des Kennzeichnungsteils des Patentanspruchs 1 erfindungsgemäß gelöst.

Im Wege der örtlichen Klappenausbildung und -anordnung nebst freigelegter Kanalausbildung (zweiter Klappenendstellung) ist die gestellte Aufgabe mechanisch aerodynamisch optimal und auf vergleichsweise einfache Weise gelöst, ohne auf örtliche stationäre Lippen- und Gondelwandaufdickungen - hauptsächlich oben außen bzw. unten innen - angewiesen zu sein, die dem geforderten Schlankheitsgrad der Lippen- und nachfolgenden Gondelgeometrie beim Marschflugbetrieb entgegenstehen. Bei einem "kritischen Fall" (Triebwerksausfall, Startphase, "Windmilling") sind die betreffenden Klappenpaare aus der flächenbündigen Kanalverriegelungsstellung (erste Endstellung, Horizontal- bzw. Marschflug), unter Freilegung der betreffenden Durchströmungskanäle, in die zweite Endstellung verfahren, in der die jeweilige Außen- bzw. zweite Klappe die erforderliche, insbesondere oben äußere Aufdickung der Einlauflippe besorgt; daraus resultiert eine kontinuierlich ablösungsfrei ausgebildete Umströmung in Kombination mit einer Nachlaufturbulenzen verhindernden Ausblasung. Die örtliche Stauzone wird also weitestgehend auch zugunsten des erforderlichen Luftdurchsatzes für das Triebwerk ("Windmilling"-Betrieb) aufgelöst.

Dem anderen "kritischen" Fall (Startphase des Flugzeugs bei starker Triebwerkslastphase) wird im Wege der betreffenden anderen Klappenpaare, also bei aneinandergefalteten ersten und zweiten Klappen eine radial innere Lippen- und Gondelwandaufdickung hauptsächlich im unteren Wandbereich ausgebildet; dies in Kombination mit tangentialer Lufteinblasung in die Ansaugluftströmung bei bedarfsgerecht erhöhter Luftmassenzufuhr, ablösungs- und störungsfrei in das Gebläse bzw. Grundtriebwerk (Verdichter].

Die jeweils zweiten Klappen der einen und anderen Klappenpaare können vortielhaft länger als die betreffenden jeweiligen ersten Klappen ausgeführt sein und - in gegebenenfalls leicht gekrümmtem Verlauf - bilden sie fallweise die betreffenden, von der Lippenstirnseite ausgehenden äußeren bzw. inneren Wandaufweitungen aerodynamisch günstig aus. Bei entsprechend jeweils zweiter Endstellung der Klappen freigelegten Durchgangskanälen kann, jeweils fallweise, eine örtlich gezielt tangentiale Luftausblasung bzw. Lufteinblasung in Richtung der sich an die betreffenden Kanalrückwandenden anschließenden äußeren bzw. inneren Wandgeometrie der Gondel erfolgen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen 2 bis 6, wobei insbesondere die Merkmale nach den Ansprüchen 5 und 6 auf eine - unter Beherrschung der genannten "kritischen" Fälle teil- oder gesamtumfänglich für den Marschflugbetrieb noch schlankere und aerodynamisch widerstandsärmere Lippen- und Gondelprofilgeometrie abgestellt sind.

Anhand der Zeichnungen ist die Erfindung beispielsweise weiter erläutert, es zeigt

Fig. 1 ein erstes Stromlinienbild, worin die aerodynamischen Auswirkungen beim Triebwerksausfall ("Windmilling") ohne begleitende Maßnahmen insbesondere bezüglich örtlicher Strömungsablösungen am oberen Abschnitt der Einlauflippe, außen, verdeutlicht sind,

Fig. 2 ein zweites Stromlinienbild, worin die aerodynamischen Auswirkungen beim Triebwerksausfall ("Windmilling") mit begleitenden Maßnahmen (Aufdickung) insbesondere zur Verhütung örtlicher Strömungsablösungen am oberen Abschnitt der Einlauflippe, außen, verdeutlicht sind,

Fig. 3 ein drittes Stromlinienbild, worin die aerodynamischen Auswirkungen in bezug auf das Triebwerk in einer Phase verdeutlicht sind, bei der sich das Flugzeug im Startfall ("Rotieren in der Startphase") unmittelbar vor dem Abheben von der Startbahn befindet, ohne begleitende Maßnahmen insbesondere bezüglich örtlicher Strömungsablösungen am unteren Abschnitt der Einlauflippe, innen,

Fig. 4 ein viertes Stromlinienbild, worin die aerodynamischen Auswirkungen grundsätzlich gemäß Fig. 3 verdeutlicht sind, hier jedoch mit begleitenden Maßnahmen (Aufdickung) zur Verhütung örtlicher Strömungsablösungen am unteren Abschnitt der Einlauflippe, innen,

Fig. 5 ein Radialschnitt eines oberen Teils der Einlauflippe einer Triebwerksgondel, worin als begleitende Maßnahmen zu Fig. 2 erste und zweite Klappen der betreffenden einen Klappenpaare in einer ersten Endstellung (Profilverriegelung) und in einer zweiten Endstellung (radial äußere Profilaufdickung bei gleichzeitiger Freilegung eines klappenrückseitigen Ausblasekanals) verdeutlicht sind,

Fig. 6 ein abweichender Radialschnitt eines oberen Teils der Einlauflippe der Triebwerksgondel), worin zur Profilverriegelung (erste Endstellung) geeignete erste und zweite Klappen eines betreffenden anderen Klappenpaares bei radial innerer Einlauflippenaufdickung gegen die Ansaugluftströmung verfahren sind, unter klappenrückseitiger Freilegung eines in die Ansaugluftströmung mündenden Lufteinblasekanals,

Fig. 7 die vordere Stirnansicht der Einlauflippenkonfiguration einer Triebwerksgondel ohne jeglichen Einsatz klappenartiger Ausblase- und/oder Einblasevorkehrungen,

Fig. 8 die vordere Stirnansicht der Einlauflippenkonfiguration unter Verdeutlichung einer gegenüber Fig. 7 möglichen Einlauflippendickenverminderung, wenn über einem oberen Umfangssektor fortlaufend erste und zweite Klappen nach Fig. 5 verteilt angeordnet sind und

Fig. 9 die vordere Stirnansicht der Einlauflippenkonfiguration unter Verdeutlichung einer gegenüber Fig. 8 gesamtumfänglich erheblich verminderten Einlauflippendicke in der Kombination aus ersten und zweiten Klappen einer und anderer Klappenpaare nach Fig. 5 und 6.

Es geht zunächst darum, den eingangs schon behandelten einen kritischen Fall sicher zu beherrschen, bei dem sich das Flugzeug nebst Strahltriebwerken und deren Gondeln 1 in einer Flugphase entsprechend Triebwerksausfall ("Windmilling") befindet (Fig. 1) mit der daraus resultierenden Folge eines äußerst geringen Luftdurchsatzes im Triebwerk; α ist dabei der verhältnismäßig steile Anstellwinkel des Flugzeugs, der hier durch den Winkelschnitt der Triebwerksgondel-Achse A mit einer schematisch impizierten Horizontalebene E verkörpert ist. 2 verkörpert die triebwerksfrontseitige Nabe eines Gebläses oder Fans. Im Hinblick auf den vorliegenden Anstellwinkel α verdeutlichen die Stromlinien S, S1 die Außenluftumströmung; die Stromlinien S3, S4 kennzeichnen den Verlauf des verhältnismäßig geringen vom Gondeleinlauf zumindest teilweise noch eingefangenen Luftstromes; der Stromlinienverlauf S5, S6 verkörpert den aus dem eingefangenen Luftstromanteil unmittelbar noch ins Triebwerk abfließenden Restluftstrom in bezug auf den extremen niedrigen Luftdurchsatz bei Triebwerksausfall ("Windmiling").

In dieser Phase fließt aus einer sich entlang des stirnseitigen oberen Bereiches vor der Einlauflippe 3 ausbildenden Stauzone St ein Teilluftstrom F, unter Ausbildung verhältnismäßig starker Turbulenzen F2 gegen die dortige Stirnkante sowie sich daran anschließende Oberflächenabschnitte der Einlauflippe 3, außen ab; stark ausgebildete örtliche Strömungsablösungen sind die Folge. Dieser Mangel könnte nun durch eine gemäß Fig. 2 ersichtliche, gestrichelt dargestellte Außenwandverdickung, Zone 3′, der Einlauflippe 3 behoben werden, also eine feststehende, wandintegrale Aufdickung, die eine weitestgehend ablösungsfreie Strömung F′ erwarten lassen würde.

Gewichts- und Oberflächenwiderstandserhöhungen wären u. a. die Folgen, insbesondere auch im Hinblick auf den am meisten vorkommenden Marschflugbetrieb.

Um das anstehende Problem sicher in der Griff zu bekommen, ist z. B. eine variable Lippeneinlaufgeometrie gemäß Fig. 5 und 8 vorgesehen.

Demgemäß können an einem radial oberen Umfangssektor US (Fig. 8) der Einlauflippe 3, hier erste und zweite Klappen 4, 5 der einen Klappenpaare derart ausgebildet und verschwenkbar angeordnet sein, daß sie aus einer ersten Endstellung, in der sie an eine Lippengeometrie für den Reiseflug angepaßt sind (gestrichelt dargestellt), in eine zweite Endstellung verfahrbar sind, in der sie die Einlauflippe 3 radial außen aufdicken (Aufdickung AF) und dabei gleichzeitig mit ihrer Rückseite einen Durchgangskanal 6 bereitstellen und freilegen, die mittels schlitzförmiger Austrittsöffnungen 7 tangential an der Außenwand der Gondel 1 endet.

Vom über die äußere "Stromlinie" S3 umgrenzten und von der Einlauflippe 3 eingefangenen Luftstrom L1 fließt somit ein Teilstrom L2 durch den betreffenden Durchgangskanal 6 sowie die Austrittsöffnung 7 gondelaußenwandseitig in die Außenluftströmung ab. Auf diese Weise kann sich stromab der Austrittsöffnung 7 bzw. stromab des freien Endes der äußeren Klappe 5 kein sogenanntes "Totwassergebiet" ausbilden. Wie auch gemäß Fig. 2 dargestellt, wird also im genannten kritischen Fall (Triebwerksausfall) eine kontinuierlich ablösungsfreie Umströmung F′ der klappenförmig/aerodynamisch "künstlich" aufgeweiteten Außengeometrie der Einlauflippe 3 erreicht (Fig. 5). Der Hauptanteil des eingefangenen Luftstromes L1 wird dem Triebwerk zugeführt (Pfeilrichtung L3).

Wie in Fig. 5 ferner dargestellt, können die jeweils ersten und zweiten Klappen 5 und 4 aus der Druckdifferenz zwischen dem statischen Druck (PZ) an der Außenseite und dem statischen Druck (PX) an der Innenseite des betreffenden Lippenbereiches selbsttätig verschwenkbar sein. Die ersten und zweiten Klappen 4 und 5 sind federbelastet und öffnen sich nur bei einer den Fällen "Windmilling" (Triebwerksausfall) bzw. "flight idle" entsprechenden, relativ großen Druckdifferenz PX-PZ.

Zweckmäßig können die ersten und zweiten Klappen 4, 5 an Torsionsfederstäben 8, 9 selbsttätig öffnend oder schließend schwenkbar aufgehängt sein.

Wie ferner aus Fig. 5 ersichtlich, können die ersten und zweiten Klappen 4, 5 mit ihren freien Enden gegenüber einer stationären Rückwand 10 des Durchgangskanals 6 verschwenkbar sein, die gegenüber der gemeinsamen Triebwerks-Gondelachse A von vorn unten nach hinten oben geneigt bzw. gekrümmt verläuft.

In genauer Kennzeichnung der Anordnung nach Fig. 5 soll also jeweils ein Paar erster und zweiter Klappen 4, 5 an der Lippenstirnseite gemeinsam verschwenkbar angeordnet sein, das in der ersten Endstellung (gestrichelte Konturen) aufgefaltet ist und mit den freien Klappenenden die Einlauflippe 3 am jeweils äußeren und inneren Ende der Rückwand 10 wandbündig verriegelt und das in der zweiten Endstellung zusammengefaltet ist und dabei die Vorderwand 11 des freigelegten Durchgangskanals 6 und, mit der zweiten Klappe 5, die Radialaufdickung AF ausbildet.

Wie ferner in Fig. 5 dargestellt, weisen die inneren und äußeren Klappen 4, 5 jeweils beidseitig unterschiedlich gekrümmte Wandabschnitte auf.

Die in der zusammengefalteten zweiten Endstellung vom betreffenden einen Paar erster und zweiter Klappen 4, 5 ausgebildete Vorderwand 11 des Durchgangskankls 6 kann etwa im Sinne der Rückwand 10 geneigt bzw. gekrümmt verlaufen, und zwar in Kombination insbesondere mit der Neigung der Rückwand 10 so, daß sich der Durchgangskanal 6 in Richtung der Durchströmung L2 kontinuierlich verjüngt.

Fig. 8 verkörpert eine Anordnung, bei der die in Einzelheiten zu Fig. 5 näher verdeutlichten ersten und zweiten Klappen 4, 5 jeweils paarweise sowie unmittelbar nebeneinander über einem radial oberen Umfangssektor US der Einlauflippe 3 verteilt angeordnet sind. In Anpassung an Fig. 5 ist die jeweilige Blasluftströmung in Fig. 8 mit L2 bezeichnet.

In Fig. 7, 8 und 9 kennzeichnet K1 den Außenkonturverlauf entsprechend dem maximalen Außendurchmesser Dmax der Einlauflippe 3, K2 den Lippenvorderkantenverlauf entsprechend dem Vorderkantendurchmesser D1 und K3 die Kontur im Hinblick auf den engsten Querschnitt gemäß D2.

Gegenüber Fig. 7 ermöglicht also die varibale Einlaufgeometrie nach Fig. 5 und 8 der Erfindung eine dem Konturenverlauf K1, K3 folgende, in bezug auf die Längsmittelebene von radial unten nach radial oben in der Wanddicke kontinuierlich abnehmende Profilgeometrie der Einlauflippe 3.

Der gemäß Fig. 7 durch den verhältnismäßig dickwandigen Konturverlauf K1, K3 geprägten Einlauflippe 3 liegen u. a. folgende Gesichtspunkte zugrunde:

Um die Voraussetzungen nach Fig. 2 zu erfüllen (Triebwerksausfall "Windmilling"), ist die Vergrößerung des maximalen Durchmessers Dmax. im oberen Teil der Ummantelung (Zone 3′) erforderlich, um die Strömungsablösungen (Wirbel F2 - Fig. 1) zu vermeiden.

Gemäß Fig. 4 (eingangs genannter gravierender Startfall "Rotieren in der Startphase") muß gegenüber dem Vorderkantendurchmesser D1 eine zusätzliche Radialaufdickung D3 gemäß Zone 3′′ im untersten Teil der Ummantelung bzw. Einlauflippe 3 vorgenommen werden, um die turbulente Strömung (Wirbel F3 - Fig. 3) zu verhindern und eine ablösungsfreie Strömung F′′ an der Einlauflippe 3, innen, (Fig. 4) zu gewährleisten. Die Kombination dieser Maßnahmen aus Fig. 2 und 4 führt also zu der Einlaufgeometrie gemäß Fig. 7, die einen relativ großen maximalen Durchmesser Dmax. gemäß Kontur K1 aufweist und ein verhältnismäßig großes Gewicht sowie hohe Reibungs- und Druckwiderstände der Gondel 1 hervorruft.

Zu Fig. 3 und 4 wäre im übrigen noch zu vermerken, daß die dortigen Stromlinien in Relation zu dem dort aufgezeigten Betriebszustand ("Rotieren in der Startphase") zu verstehen sind und in sinngemäßer Nomenklaturanpassung an Fig. 1 und 2 mit S′, S1′, S3′ und so fort bezeichnet sind.

Fig. 9 veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit ersten und zweiten Klappen 4 und 5 der einen Klappenpaare (Luftausblasung, Lösung des Problemfalles nach Fig. 1 und 2) in der Kombination mit ersten und zweiten Klappen 13, 12 der anderen Klappenpaare (u. a. Lösung des Problemfalles nach Fig. 3 und 4).

Fig. 6 stellt dabei z. B. ein "anderes" Paar derartiger erster und zweiter Klappen 12, 13, dar, welches in bezug auf Fig. 9 z. B. an einem radial oberen Teil der Einlauflippe 3 angeordnet ist.

Gemäß Fig. 6 können die Klappen 12, 13 aus jeweils einem unterschiedlich langen Doppelklappenpaar bestehen, das lippenstirnseitig so schwenkbar angeordnet ist, daß es in einer ersten auseinandergefalteten Endstellung (gestrichelt dargestellt) mit den freien Klappenenden die Einlauflippe 3 am jeweils äußeren Ende der Rückwand 14 des zugehörigen Durchgangskanals 15 wandbündig verriegelt und in einer zweiten zusammengefalteten Endstellung (in ausgezogenen Linien dargestellt), über Klappenrückwandabschnitte, die Vorderwand 16 des dabei freigelegten Durchgangskanals 15 ausbildet, der, unter radial innerer Verengung der Lippengeometrie, tangential in die Ansaugluftströmung einmündet. Die bei geöffneten Klappen 12, 13 radiale, tangentiale Lufteinblaseströmung ist durch die Pfeilrichtung L4 in Fig. 9 verdeutlicht.

Auch diese Klappen 12, 13 sind aus der Druckdifferenz zwischen dem statischen Druck (PZ) an der Außenseite und dem statischen Druck (PX) an der Innenseite des bzw. der betreffenden Lippenbereiche selbsttätig verschwenkbar; ferner sind die am stirnseitigen Bereich der Einlauflippe 3, z. B. über Torsionsfederstäbe 17, 18 federbelastet, sowie um quer zur Triebwerks- bzw. Gondelachse A verlaufende Drehachsen verschwenkbar angeordnet.

Während also z. B. in Fig. 8 die zuvor schon behandelten ersten und zweiten Klappen 4 und 5 der einen Klappenpaare (Luftausblasung L2) unmittelbar aufeinander folgend auf dem Sektor US verteilt sind, sind die im Falle der Fig. 9 auf einem größeren Umfangssektor US1 in gleichförmigen Abständen verteilt angeordnet.

Indem bereits Klappen 12, 13 (Fig. 9) der anderen Klappenpaare (Lufteinblasung) jeweils zwischen einem Paar erster und zweiter Klappen 4, 5 der einen Klappenpaare (Luftausblasung) an einem oberen Teil der Einlauflippe 3 angeordnet sind, führt dies zu einer Verkleinerung des maximalen Durchmessers Dmax. im oberen Teil der Einlauflippe 3, wodurch Gewicht sowie Reibungs- und Druckwiderstand der Gondel weiter verringert werden können.

Die zuvor beschriebene Anordnung in Kombination mit den unmittelbar aufeinanderfolgend angeordneten anderen Klappenpaaren 12, 13 (Fig. 9), die überwiegend an einem unteren Teil der Einlauflippe 3 sowie an einem von den einen Klappenpaaren 4, 5 nicht in Anspruch genommenen Restumfangssektor US2 der Einlauflippe 3 angeordnet sind, ermöglicht - insgesamt gesehen - den kleinsten maximalen Gondeldurchmesser Dmax. (Kontur K1 - Fig. 9).

Die Anordnunfg der zusätzlichen Klappenpaare (Lufteinblasung am oberen Teil der Einlauflippe 3) 12, 13 erlaubt es, über dem gesamten Umfang das Kontraktionsverhältnis D1 (Vorderkante)/D2 (engster Querschnitt) gemäß Konturverläufen K2, K3 (Fig. 9) wesentlich kleiner zu halten.

Indem ferner nach Fig. 9 die Mehrzahl der anderen Klappenpaare 12, 13 am - von der Quermitte aus gesehen - unteren Teil der Einlauflippe 3 der Gondel möglichst eng zusammenliegt, kann so der Gefahr von örtlichen Strömungsablösungen (Fig. 3) an der Einlauflippe, innen, bei vergleichsweise großen Anstellwinkeln α in der Stratphase wirksam begegnet werden.

Die im Benehmen mit der Anordnung der einen Klappenpaare 4, 5 "ausgedünnte Verteulung" der anderen Klappenpaare 12, 13 am oberen Teil der Einlauflippe 3 reicht aus, da hier nur der Fall "Boden/Stand" bei α=0 als noch gegebenenfalls kritischer Fall abzudecken ist.

Wegen der unterschiedlichen Formen der einen Klappenpaare 4, 5 auf der einen Seite (Fig. 5) sowie der anderen Klappen 12, 13 auf der vorderen Seite (Fig. 6), aber auch wegen der jeweils unterschiedlichen Rückwandformen (10 - Fig. 5) bzw. (14 - Fig. 6) ist es zweckmäßig, die einen Klappenpaare 4, 5 (Fig. 9) stets zwischen den anderen Klappenpaaren 12, 13 an der Einlauflippe 3 anzuordnen.

Den jeweilig ausgebildeten Durchgangskanälen 6 (Fig. 5) und 15 (Fig. 6) sind jeweils die letzteren seitlich eingrenzende Schottwände in der Einlauflippe 3 zugeordnet.

Der Erfindungsgegenstand zielt ausschließlich auf im Unterschallbereich betriebene Lang-, Mittel- oder Kurzstreckenflugzeuge ab und eignet sich für demgemäß ausgebildete Mehr-Wellen-Mehr-Strom-Triebwerke mit ummantelten Gebläsen bzw. mit ummantelten Prop-Fans großen Durchmessers.

Claims (6)

1. Gondel eines für den Unterschallflugbetrieb ausgelegten Turbinenstrahltriebwerks mit an den stromaufwärtigen Enden am Umfang paarweise um radial beabstandete Drehachsen sowie aufgrund örtlicher statischer Druckdifferenz schwenkbar angeordneten ersten und zweiten Klappen, die in einer ersten Endstellung einen zugehörigen Durchgangskanal in der Gondelwand wandbündig verriegeln und in einer zweiten Endstellung, unter flächendeckender Zusammenfaltung freilegen, dadurch gekennzeichnet, daß

• - die Gondel (1) als Ummantelung eines Gebläses oder Prop-Fans des Triebwerks ausgebildet ist;
• - mehrere derartige Klappenpaare (4, 5 bzw. 12, 13) vorgesehen sind, von denen die einen hauptsächlich an einem oberen, die anderen hauptsächlich an einem unteren Wandbereich der Einlauflippe (3) der Gondel (1) schwenkbar und nebst zugehörigen Durchgangskanälen (6 bzw. 15) über dem Umfang mit Abstand angeordnet sind;
• - in der jeweils zweiten Endstellung, fallweise, die zweiten Klappen (5) der einen Klappenpaare (4, 5) radial äußere Lippenwandaufdickungen, bzw. die zweiten Klappen (12) der anderen Klappenpaare (12, 13) radial innere Lippenwandaufdickungen ausbilden;
• - im Wege der zweiten Klappenstellung, zusammen mit jeweils darauf etwa abgestimmt geneigtem Rückwandverlauf der freigelegten Durchgangskanäle (6 bzw. 15), eine tangential gegen die Gondelaußenwand gerichtete Luftausblasung (L2) bzw. eine tangential gegen Ansaugluftströmung (13) entlang der Gondelinnenwand gerichtete Lufteinblasung (L4) ausgebildet ist.

2. Gondel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils ersten und zweiten Klappen (4, 5) bzw. (13, 12) der einen und anderen Klappenpaare unterschiedlich lang ausgebildet, am stirnseitigen Ende der Einlauflippe (3) schwenkbar angeordnet sind und in der jeweils zweiten Endstellung fallweise, austrittsseitig tangential an der Gondelaußenwand bzw. eintrittsseitig tangential an der Gondelinnenwand endende Durchgangskanäle (6 bzw. 15) ausbilden.

3. Gondel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in der zusammengefalteten zweiten Endstellung von einem Paar erster und zweiter Klappen (4, 5) ausgebildete Vorderwand (11) des zugehörigen Durchgangskanals (6) etwa im Sinne der Rückwand (10) geneigt bzw. gekrümmt verläuft, und zwar in Kombination insbesondere mit der Neigung der Rückwand (10) so, daß sich der Durchgangskanal (6) in Richtung der Durchströmung (L2) kontinuierlich verjüngt.

4. Gondel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die einen Klappenpaare (4, 5) unmittelbar nebeneinander oder in gleichförmigen Abständen an einem radial oberen Umfangssektor (US, US1) der Einlauflippe (3) angeordnet sind.

5. Gondel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den in gleichförmigenAbständen aufeinander folgenden einen Klappenpaaren (4, 5) für die fallweise Luftausblasung zusätzlich andere Klappenpaare (12, 13) für die fallweise Lufteinblasung angeordnet sind.

6. Gondel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrzahl der anderen Klappenpaare (12, 13), unmittelbar aufeinander folgend, an einem Restumfangssektor (US2) der Einlauflippe (3) angeordnet ist, der gegenüber dem von den einen Klappenpaaren (4, 5) an der Einlauflippe (3) in Anspruch genommenen Umfangssektor (US1) verbleibt.