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IVIaschinenanordnung für Luftfahrzeuge mit Dampfturbinenantrieb. Die
'Erfindung bezweckt bei mittels Dampfturbinen betriebenen Luftfahrzeugen hauptsächlich
die Erreichung großer Wirtschaftlichkeit bzw. möglichst geringen Brennstoffverbrauchs,
gleichzeitig aber auch eine große Betriebssicherheit und geringstes Maschinengewicht.
Zwecks Steigerung der Betriebssicherheit ist man bekanntlich z. B. 'hei Großflugzeugen
dazu übergegangen, mehrere getrennte Motoren mit je einem besonderen
Propeller
einzubauen. Auch die vorliegende: Irfiridung macht von diesem Gedanken Gebrauch;
wobei jedoch die einzelnen Propeller nicht mittels unabhängiger Kessel- und Turbinensätze,
sondern entsprechend wie bei Schiffsturbinenanlagen mittels hintereinander geschalteter
Turbinensätze angetrieben werden sollen, wobei für sämtliche Turbinensät-r_e ein
oder mehrere Kessel in nur einem einzigen mittleren XIaschinenrunipf vorgesehen
sein sollen. Auf diese Weise wird einerseits der Dampf- und damit auch der Brennstoffverbrauch
geringer, als wenn die ganze Leistung in parallel geschältete, unabhängige Turbinen
unterteilt wäre, denn bekanntlich nimmt der Dampfverbrauch von Turbinen größerer
Leistungseinheit ab. _1ndererseits wird die Bedienung der ganzen Anlage vereinfacht
und damit erheblich an Bedienungspersonal gespart, als wenn in jeden Turbinenrumpf
auch eine Kesselanlage eingebaut wäre.
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Gegenüber bisherigen Vorschlägen für turbinenbetriebene Luftfahrzeuge
besteht das Neue bei der vorliegenden Erfindung nun darin, <Maß bei zweistufigen
Turbinensätzen in dem mittleren Maschinen- bzw. Kesselrumpf oder der Gondel auch
der Hochdruckturbinensatz untergebracht ist und (mittels Untersetzungsgetriebe)
einen oder mehrere Propeller antreibt, während eine oder mehrere N iederdruckturbinen
samt den luftgekühlten Kondensatoren, auf einen oder mehrere besondere Propeller
arbeitend, außerhalb dieses Rumpfes oder der Gondel angeordnet sind. Besteht der
Hochdruckturbinensatz beispielsweise aus zwei parallel geschalteten Turbinen, so
können diese entweder auf denselben oder zwei unabhängige (beispielsweise gegenläufige)
Propeller am 'Maschinen- bzw. Kesselrumpf arbeiten. Ist noch ein Mitteldruckturbinensatz
vorhanden, so kann derselbe entweder mit dem Hochdruck- oder Niederdruckturbinensatz
vereinigt sein (beispielsweise kann jeweils eine Hochdruck- und eine Mitteldruckturbine
oder ein Niederdruck-und eine Mitteldruckturbine mittels vereinigten Getriebes auf
denselben Propeller arbeiten), oder es kann der aus einer oder mehreren Turbinen
bestehende Mitteldruckturbinensatz einen oder mehrere besondere Propeller antreiben.
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Der Vorteil dieser Anordnungen besteht darin, daß jeweils der Hochdruckturbinensatz
in der Nähe der Kesselanlage ist, so daß der naturgemäß hochgespannte und hochüberhitzte
Dampf nur auf kurze Entfernung fortzuleiten ist. Dadurch wird einerseits der Druck-
und Temperaturabfall wesentlich geringer, als wenn die Hochdruckturbinen sich ebenfalls
außerhalb des Kesselrumpfes befänden, andererseits ist die finit größter Drehzahl
und höchster Spannung und Temperatur laufende Hochdruckturbine doch einpfindlicher
als die Nieder- oder 1litteldruckturbinen, so daß unter Umständen eher eine Störtiiig
an der ersteren zu erwarten sein wird als an den schwerer gebauten Mittel-oder Nie<lcrclrttcl:ttirbirien
niit schon wesentlich geringeren Spannungen und Temperaturen. Iin Falle einer solchen
Störung ist dann die Hochdruckturbine voni Bedienungsstand der Kessel aus leicht
zugänglich.
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Die Außerhalblegung gerade der N iederdrttckturbinen samt Kondensatoren
ergibt hauptsächlich den Vorteil einer besseren Gewichtsverteilung auf den Flugzeug-
oder Ballonkörper, da diese Turbinenstufe einschließlich Kondensator einen großen
Anteil am Gesamtgewicht der Maschinenanlage darstellt. Unter Umständen läßt sich
bei dieser Anordnung auch eine bequeme Manövrierfähigkeit mit den Seitenpropellern
erreichen, falls für diesen Zweck noch besondere Rückwärtsturbinen vorgesehen sind.
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In Abb. i bis 3 sind schematisch zwei verschiedene Beispiele von Anordnungen
gemä 1l der Erfineking dargestellt, wobei sich Abb. i und a auf den Einbau bei einem
I_tiftscliiff. Abb.3 bei einem großen Wassereindecker bezieht.
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Es bezeichnet in Abb. i und -2 a. den Ballonkörper, t, eine mittlere
-Maschinen- bzw. Kesselgondel, c zwei Ilessel (mit Rücksicht auf Reserve, falls
ein Kessel nicht betriebsfähig sein sollte), d eine Hochdruckturbine. c das zugehörige
Übersetzungsgetriebe, f den zugehörigen Propeller. g sind zwei seitliche Turbinenrümpfe,
bi die darin untergebrachten N iederdruckturbinen niit den Getrieben i und zugehörigen
Propellern L. l sind die etwa ringförmig die Turbinenrümpfe g umgebenden
Kondensatoren, wodurch eine gute Kühlwirkung bei geringsten Fahrwiderständen erzielt
wird. Die Turbinenrümpfe - können in geeigneter Weise etwa durch die Stützen iii
und in, gegen Ballonkörper a abgestützt sein, so daß das Drehinoinent
und der Propellerschub in sicherer Weise abgefangen wird. ra bezeichnet die Frischdampfleitung
von den Kesseln nach. der Hochdruckturbine, o die sich teilende berströmleitung
von der Hochdruckturbine nach den beiden Niederdruckturbinen, p sind in den Vberströinleitungen
befindliche Absperrventile, so daß jede Niederdruckturbine für sich abgeschaltet
werden kann. Im Falle die Hochdruckturbine nicht betriebsfähig sein sollte, so kann
dieselbe durch die beiden Ventile q und q1 abgeschaltet und durch eine Umgehungsleitung
r mit darin befindlichem Absperrventil s den Niederdruckturbinen unmittelbar Dampf
zugeführt werden.
Auf diese Weise ist größtmögliche Betriebssicherheit
bzw. dieselbe wie bei einem Dreimotorenluftschiff vorhanden, wobei aber im vorliegenden
Fall nur ein einziger Bedienungsstand1L1 nötig ist. Selbstverständlich können gegebenenfalls
die vorerwähnten Ventile p, q, q1 und s in geeigneter. Weise vereinigt oder es kann
deren Betätigung nach dem Bedienungsstand 17 geführt sein, so daß von dieser Stelle
aus die sämtlichen Turbinen an- oder abgestellt -werden können.
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In Abb. :2 ist strichpunktiert am vorderen Ende des Kesselrumpfes
b mit t noch eine 2 itteldruckturbine mit zugehörigem Getriebe -ic und Propeller
v angedeutet, im Falle der Einblau einer solchen etwa mit Rücksicht auf die günstigere
Unterteilung eines sehr hohen Spannungsgefälles oder kleineren Durchmessers des
Mittelpropellers f (zwecks geringerer Hallenhöhe) als erwünscht erscheinen sollte.
Falls nur die Rücksicht auf die weitere Unterteilung des Spannungsgefälles in Frage
kommt, kann natürlich die Mitteldruckturbine entweder mit der Hochdruckturbine d
oder in paarweiser Anordnung mit den Niederdruckturbinen 1a vereinigt sein l)zw.
mit den zugehörigen Getrieben auf dieselben Propeller arbeiten. In Ablb. 2 bezeichnet
noch w den Flurboden im Kesselrumpf, x die Fahrtrichtung.
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Bei dem Beispiel nach Abb. 3 bezeichnet wieder c den oder die im Mittelrumpf
b befindlichen Kessel, d eine Hochdruckturbine mit zugehörigem Propeller f. Mit
Rücksicht auf bessere Gewichtsverteilung über die Tragfläche und möglichst geringes
Gewicht für die Niederdruckturbinen :sind letztere- hier vierfach unterteilt angenommen,
da bei hoher Luftleere (die für gute Dampfökonomie naturgemäß erforderlich ist)
der notwendige große Austrittsquerschnitt bei dem letzten Laufrad der Niederdrucksturbine
sehr lange Schaufeln und daher niedrigere Drehzahl, verbunden mit hohem -Gewicht
der Turbine, erfordern -würde. Bei vierfacher Unterteilung können dagegen die Schaufeln
verhältnismäßig kurz sein, so daß eine hohe Drehzahl angewandt werden kann, die
kleine und leichte Niederdruckturbinen ergibt. In dem gezeichneten Beispiel nach
Abb. 3 sind letztere wieder mit h, die zugehörigen Kondensatoren mit l und die betreffenden
Propeller mit k bezeichnet. Naturgemäß kommt eine Anordnung wie etwa nach Abh. 3
vorzugsweise nur für verhältnismäßig große Flugzeuge oder Luftschiffe für weite
Fahrtstrecken mit geforderter höchsterWirtschaftlichkeit in Frage.
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Außer nach den vorbeschriebenen Beispielen kann die vorliegende Erfindung
noch in einer ganzen Reihe anderer Anordnungs-und Srhalttmgsarten ausgeführt werden,
ohne <laß diese aus deren Rahmen fallen. Beispielsweise können bei einem Luftschiff
mit Rücksicht auf günstigere Gewichtsverteilung in der Längsrichtung des Ballonkörpers
der oder die Niederdruckturbinenrümpfe auch in derselben Mittellängsebene wie die
Kessel-,#ondel angeordnet sein, natürlich mit genügendem Abstand, um die Wirkung
der einzelnen Propeller nicht gegenseitig zu -stören.