DE6607415U - Fluggeraet mit hubtriebwerken - Google Patents

Description

PA758 683*26.1163

DOBNIER-WERKE GMBH
Friedrichshafen

Keg. 2097

Fluggerät mit Hubtriebwerken

Während des Start- und Landevorganges von Pluggeräten mit Hubtriebwerken können durch die senkrecht nach unten gerichteten heißen Treibgasstrahlen an der Start- und Landebahnoberfläche erhebliche Erosionsschäden auftreten. Staub und Fremdkörper werden aufgewirbelt und von den Triebwerken eingesogen, was zu Störungen im Lauf und sogar zum Ausfall eines Triebwerks führen kann. Ein Starten und Landen auf unvorbereiteten Plätzen ist aus diesem Grunde nicht» oder nur mit großen Risiken behaftet« durchführbar. Betonierte oder mit anderen Materialien befestigte Start- und Landeplätze für senkrecht startende und landende Fluggeräte verringern zwar das Aufwirbeln von Staub und Fremdkörpern, sind aber insofern mit Nachteilen behaftet, als sie sehr teuer in der Erstellung sind und auch die Fluggeräte an sich binden. Wünschenswert ist eine weitgehende Unabhängigkeit der strahlgestützten Schwebefluggeräte von der Beschaffenheit des Start- und Landeplatzes.

Um eine Beschädigung des Start- und Landeplatzes bsi Leer= lauf der Hubtriebwerke zu vermeiden, wurde schon vorgeschlagen, bei mehreren in einer Batterie zusammengefaßten und in Flugrichtung hintereinander angeordneten Hubtriebwerken wenigstens dem vordersten Triebwerk Einrichtungen zuzuordnen, die seinen nach unten austretenden Gasstrahl nach hinten ablenken. Dieser abgelenkte Gasstrahl des vordersten Hubtriebwerks wird als strömendes Ablenkmittel für die dahinter angeordneten weiteren Hubtriebwerke benutzt, deren Gasstrahlen hierdurch ebenfalls nach hinten abgelenkt werden. In einigen Fällen, beispielsweise für im Rumpf angeordnete Hubtriebwerke, bei denen die nach hinten gerichteten heißen Gasstrahlen Fahrwerksteile umspülen, ist diese Methode jedoch nicht anwendbar.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, senkrecht startende und landende Fluggeräte mit reinen Hubstrahltriebwerken so auszubilden, daß besonders während des Anlassens der Hubtriebwerke

und im Standlauf vor dem Start keine merkbaren Zerstörungen am Boden hervorgerufen werden. Das Aufwirbeln von Fremdkörpern und das damit im Zusammenhang stehende Einsaugen dieser Fremdkörper in die Hubtriebwerke soll vermieden werden. Die Lösung erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß der Treibgasstrahl der Hubtriebwerke seitwärts von der Längsachse der Fluggeräte nach außen umlenkbar ist» Zur Strahlualenkung werden hierbei vorwiegend die nach einer Seite oder nach beiden Seiten verschwenkbar ausgebildeten unteren Verschlußklappen der Triebwerksschächte heran gezogen. Die Verschlußklappen und der Ihnen zugeordnete Betätigungsmechanismus sind konstruktiv der ihnen zugewiesenen Aufgabe angepaßt und entsprechend verstärkt. In anderen Fällen können zur Strahlumlenkung in den Treibgasstrahl der Hubtriebwerke einführbare Schaufelgitter oder auch die Verschlußklappen der Hubtriebwerksschächte mit zugeschalteten Schaufelgittern herangezogon werden. Eine einfache Lösung der gestellten Aufgabe wird auch dadurch erzielt, daß zur seitlichen Strahlumlenkung die unteren Verschlußklappen der Hubtriebwerksschächte selbst wenigstens teilweise als Schaufelgitter ausgebildet sind. Die Anwendung der Erfindung ist sowohl bei Fluggeräten mit Hubtriebwerken in Sonde In wie auch bei Fluggeräten mit Eubtriebwerksn is Suapf oder anderen Fluggeräteteilen möglich. Die Art der Hubtriebwerke

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Anhand der Zeichnungen sei die Erfindung näher erläutert.

Die Fig. 1 zeigt ein Flugzeug mit Hubtriebwerken in Gondeln an den Flügeln.

Die Fig. 2 bis 8 zeigen schematisch dargestellte mögliche Ausführungen der zur Strahlumlenkung verwendeten Verschlußklappen und Schaufelgitter.

In den Fig. 9 bis 11 sind drei Beispiele aus den Fig. 2 bis S näher detailliert.

Für die sich in den Figuren wiederholenden gleichen Teile sind gleiche Bezugszeichen eingesetzt.

In der Fig» 1 ist als Anwendungsbeispiel ein Flugzeug mit getrennten Triebwerken für den Horizontalflug und den Schwebeflug dargestellt. Die Triebwerke für den Horizontalflug sind im Rumpf, ihre Lufteintrittsöffnungen sind sit 4-9 bezeichnet. Die Trieb-

werke für den Schwebeflug sind in den Gondeln 1, die an den Tragflächen 46 angeordnet sind. Die unteren Verschlußklappen der Triebwerksschächte sind im Beispiel nach beiden Seiten verschwenk bar ausgebildet. Die nach außen und nach innen schwenkbaren Verschlußklappen 47 und 48 werden vor dem Anlassen der Hubtriebwerke in ihre mit vollen Linien gezeigten Stellungen geschwenkt. Die Treibge.se der Triebwerke werden durch die Verschlußklappen 47 seitwärts nach außen umgelenkt. Für den Schwebeflug werden die Verschlußklappen 47 in die gestrichelt gezeichnete Stellung geschwenkt.

In der Pig. 2 ist am Beispiel einer in einer Gondel 1 eingefaßten Reihe von Hubtriebwerken 2 eine sehr vorteilhafte Ausbildung einer die Treibgasstrahlen umlenkenden Einrichtung gezeigt. Hier wie auch in allen folgenden Figuren ist nur die untere Hälfte der Triebwerkseinfassungen dargestellt, da die Ausbildung der oberen Hälfte für die Erfindung ohne Belang ist. Zur umlenkung werden die in diesem Fall nach beiden Seiten verschwenkbaren unteren Yerschlußklappen der Hubtriebwerksschächte 5 verwendet. In der Zeichnung sind die Hubtriebwerksschächte nur teilweise geöffnet und die Verschlußklappen in einer Stellung, bei Αλτ» dna ΏαΛ aninmg Aar» "Prteituraiag-tmahlen t»tw nahezu ^Q" erfolgt.

Der Pfeil zeigt die Stromungsrichtung der austretenden uagelenk-

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I>QI2 UOOC QLU. if J. C JTCGQbC OUBUT: TCJkCV.UXUBIU.a^^ T J.OV JSU.V BVH»«- feiartigen drehbaren Leitblechen 5 versehen. Diose Leitbleche 5 sind so angeordnet und werden beim Einschwenken der Verschlußklappe 4 zum Verschließen der Triebwerksschächte so gedreht, daß bei geschlossenes Triebwerksschacht die Hinterkante eines Leitbleches an der Vorderkante de3 nächstfolgenden zu liegen kommt und so eine geschlossene Oberfläche der Verschlußklappe 4 entsteht. Bsim Ausschwenken der Verschlußklappe 4 während des öffnens der Triebwerksschächte stellen sich die Leitbleche 5 so ein, daß aus der Verschlußklappe 4 praktisch ein Schaufe!gitter entsteht, durch welches die Gase umgelenkt austreten können. Die linke zum Binapf weisende Verschluß'klappe 6 wird ebenfalls zur Umlenkung der Treibgase mitbenutzt. Sie ist im Beispiel jedoch ohne den Leitblechen 5 entsprechende Leitsehaufein ausgebildet. Zu Beginn des Schwebefluges werden die Verschlußklappen 4 und 6 bis zur gestrichelt dargestellten Endstellung ausgeschwenkt. Der Hubtrieb-

werksstrahl kann dann ungehindert nach unten austreten. Zum Ablenken des Hubtriebwerksstrahles zu Steuerzwecken oder während des Überganges zum bzw. vom Horizontalflug dienen die an den Hubtriebwerken selbst angebrachten Schwenkdüsen 7. Die Anzahl der durch die Umlenkeinrichtung gleichzeitig erfaßten Triebwerkestrahlen kann beliebig an eine vorgegebene Ansah! von in einer Batterie zusammengefaßten Ansah! von Hubtriebwerken angepaßt werden. Ohne weiteres kann auch die linke Verschlußklappe 6 mit ähnlichen Leitblechen,wie die Verschlußklappe 4- sie hat, ausgebildet werden, so daß dann beide Verschlußklappen in ein fortgesetztes gemeinsames Schaufelgitter zusammengefaßt werden können. Die Verechlußklappen bleiben in diesem Fall über die Dauer des Anlassens und des Leerlaufs unverschwenkt* Es werden lediglich die schaufelartigen Klappen verdreht und dadurch Schlitz® für die Gasströmung freigegeben. Erst zu Beginn des Schweb@flug©s werden hier die Verschlußklappen nach außen verschwenkt.

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schiedlicher Größe ausgebildeten Verschlußklappen 8 und 9 erreicht:. Die Verschiufiklappen sind, wie in der vorangegangenen Figur, in ihrer für die Strahlumlenkung günstigsten Stellung. Die ifttinere

ϊ äußere Verschlußklappe 9 ist nach außen oben in ihrer Eadsts llung.

die größere innere Verschlußklappe 8 lenkt den Gasstrahl us. Zu

ihre gestrichelt eingezeichnete Endstellung verschwenkt.

<f In der iig. 4 ist eine Ausbildung der Verschlußklappen für

eine im Rumpf eines Schwebefluggerätes angeordnete Doppelreihe von Hubtriebwerken gezeigt. Zur fi-tmahinangniraffig wird für ^eden Triebwerksschacht eine nur nach einer Seite schwenkbar gestaltete Verschlußklappe 10 verwendet. Die Umlenkung der Treibgasstrahlen kann in diesem Falle bei Bedarf auch mehr ale 90° betragen. Die Verschlußklappen 10 sind im Beispiel zweiteilig. Für den Schwcheflug werden sie aneinander in die gestrichelt gezeichnete Lage verschwenkt und die Teile 10^s werden beigefaltet· Durch dieses Falten werden die an den Verschlußklappen im Obsrgangsflug auftretenden aerodynamischen Kräfte so weit wie möglich herabgesetzt. Eine noch weitere Unterteilung der Verschlußklappe ist ebenfalls möglich.

Die Fig. 5 seigt eine stromungstechnisch besonders vorteilhafte Gestaltung einer nach einer Seite verschwenkbar ausgebildeten Verschlußklappe. Die Verschlußklappe ist wiederum unterteilt und besteht ixa Beispiel aus den zwei Teilen 11 und 11*. Beide Teile vollführen während des Verschwenkens der Verschlußklappe getrennte, in Abhängigkeit voneinander stehende Bewegungen, wobei zwischen dem rückwärtigen Ende des vorderen Teiles 11 und dem vorderen Ende des hinteren Teiles 11* ein die UmlenkstrÖBung begünstigender Spalt entsteht. In ihrer Endstellung während des Schwebefluges, gestrichelt eingezeichnet, liegen die einzelnen Teile der Verse}Ivßklappe ineinander. Hierdurch wird der aerodynamische Widerstand der Verschlußklappe herabgesetzt.

Die Fig. 6 zeigt eine Treibgasstrahlumlenkeinrichtung an einer Hubtriebwerksgondel, bei der die umlenkung der Treibgasstrahlen durch in sie einklappbare Schauf'elgitter 12 und 13 erreicht wird. Die Schaufelgitter 12 und 13 sind an den stromabwärts weisenden Kanten der nach beiden Seiten verschwenkbar ausgebildeten Verschlußklappen 14 und 15 gelenkig befestigt. Für den Schwebeflug werden die Schaufelgitter 12 und 13 in ihre gestrichelt eingezeichnete Lage geklappt. Buröii eine geringfügige Abänderung, indem die Schaufeln des Gitters 12 mit entgegengesetzter Wölbung eingesetzt werden, kann eine symmetrisch nach beiden Seiten erfolgende umlenkung der Treibgasstranlen erreicht werden. Eine derartige Strahlumlenkung ist besonders bei Hubtriebwerken angebracht, die in der Mitte des Fluggeräterumpfes angeordnet sind. Es kann sich hierbei um ein einzelnes oder eine fieihe von Hubtriebwerken handeln. Ebenfalls kanr bei mehreren parallelen eine ungerade Zahl bildenden Triebwerksreihen die mittlere Reihe nach diesem Prinzip ausgebildet werden.

In der Fig. 7 wird die Umlenkung der Treibgasstrahlen durch visierartige in die Treibgasstrahlen einklappbare Schaufelgitter 16 und 17 erreicht. Die Verschlußklappen 18 und 19 sind hierbei in ihre auf der Zeichnung dargestellte Endstellung verschwenkt. Die in Richtung der umgelenkten Treibgasstrahlen liegende Verschlußklappe 19 ist weiter nach oben verschwenkt als die Verschlußklappe 18. Im Bedarfsfall kann die Verschlußklappe noch zusätzlich durch Einschwenken in die Treibgasstrahlen zur

'umlenkung derselben mitherangesügen werden. Gestrichelt ist die Lage der visierartigen Schaufelgitter 16 und 17 während des Schwebefluges eingezeichnet.

Die Fig. 8 zeigt eine weitere mögliche Umlenkung der Treibgasstrahlen mittels in die Treibgasstrahlen einführbarer Schaufelgitter. In diesem Fall werden durch Hebe !mechanismen von der linken und der rechten Gondelseite je ein Schaufelgitter 20 und 21 in den Treibgasstrahl eingeschwenkt. Die Verschlußklappe 22, 22' ist unterteilt und wird wie gezeigt in ihrer Endstellung gefaltet.

Die Fig. 9 zeigt eine näher detaillierte Darstellung der Fig. 1. Die untere öffnung des HubtriebwerkeSchachtes 3 ißt durch die während des Horizontalfluges ihre innere Sndstellung einnehmenden Verschlußklappen 4· und 6 abgedeckt. Strichpunktiert ist die hierfür gültige Lage der Verschlußklappen eingezeichnet· Während des Schwebefluges sind die Verschlußkläppen 4 und 6 in ihrer äußeren Endstellung, gestrichelt angezeigte Lage, und der Treibgasstrahljtijitt von den Verschlußklappen unbeeinflußt aus. Mit vollen Linien ist die Lage der Verschlußklappen für die Strahlumlenkung eingezeichnet. Die Betätigung der Verschlußklappen erfolgt durch den Stellmotor 27 über ein Gestänge. Dieses Gestänge kann in einfacher Weise aus dem Winkelhebel 28 und den Stangen 29 und 30 bestehen. Das Verschwenken d«r Verschlußklappen 4- und 6 erfolgt um die Gelenke 25 und 26. Die Verschlußklappe 4 besteht im wesentlichen aus einem Rahmen mit drehbaren Leitblechen 31 und ist wechselweise in Abhängigkeit von ihrer Stellung eine geschlossene Klappe oder ein Schaufelgitter. über das Betätigungsglied32 sind die Leitbleche 31 mit dem Betätigungsgestänge der Verschlußklappen verbunden. Hierdurch werden sie gleichzeitig mit dem Verschwenken der Verschlußklappen um die an den Leitblechendkanten angeordneten Gelenke 33 verschwenkt. Jedes Hubtriebwerk 2, es kann eines oder mehrere in einer Reite hintereinander angeordnet sein, ist mit einer in Flugrichtung gesehen nach vorn und hinten schwenkbaren Düse 7 für den Austritt des Treibgasstrahles ausgerüstet. Diese schwenkbaren Düsen werden in bekannter Weise für die Richtungsänderung der Treibgasstrahlen iia Übergangsflug zu Steuerzwecken und auch zur Minderung der Fluggeschwindigkeit im Landeanflug benutzt.

660741511.3.71 _₇_

Die Fig. 10 ist eine näher detaillierte Barstellung der 3· Die VerschluSklappen bestehen aus den Teilen 10 und 10*. Die Lag« der Verschlußklappen ist mit vollen T.-injon für die Treibgasstrahlumlenkung, strichpunktiert für den Horizontalflug und gestrichelt für den Schwebeflug eingezeichnet. Die Betätigung der Verschlxißklappenteile erfolgt durch die Stellmotoren 34 über die mit Kniegelenken 35 versehenen Hebel 36. In ihren für den Schwebeflug vorgesehenen Endstellungen wer^jn die Verschlußklappenteile 10 und 10' aneinander gefaltet. Die Feder 37 ist vorgesehen, um ein ungewolltes Palten der Yerschlußklappenteile beim Schließen der Klappe zu verhindern.

Die Fig. 11 ist eine näher detaillierte Darstellung der Pig. 7. Zur Umlenkung der Treibgasstrahlen werden von der linken und der rechten Gondelseite je ein Schaufelgitter 38 und 39 in den Treibgasstrom eingeführt. Pur das Einführen der Schaufelgitter und für ihre Halterung dienen die durch Kniegelenke 42 verbundenen Hebelpaare 40 und 41. Gestrichelt ist die Lage der Schaufeln 43 im Schwebeflug eingezeichnet. Die Verschlußklappenteile und 22*, strichpunktiert und mit vollen Linien, sind in ihren Endstellungen für den Horizontal- und den Schwebeflug. Sie werden durch den Steilmotor 44 über den Hebel 45 verschwenkt und gefaltet.

Bei allen aufgeführten Ausführungen sind die Betätigungsmechanismen der Verschlußklappen und der Schaufelgitter mit dem Gashebelgestänge der Hubtriebwerke in Verbindung. Hierdurch werden besondere Schalthebel vermieden und die Einstellung der Verschlußklappcm und/oder der Schaufelgitter erfolgt in Abhängigkeit von der vorgegebenen Leistung der Hubtriebwerke«,

Es soll an dieser Stelle nicht versäumt werden, darauf hinzuweisen» daß an den Seiten der in den Treibgasstrahl zu seiner Umlenkung schwenkbaren Verschlußklappen Mittel, beispielsweise senkrecht zu den Verschlußklappen stehende Bleche, angeordnet sein können, die eine seitliche Bündelung der Treibgasstrahlen ergeben.

5 Bl. Zeichnungen, 11 Figuren
10 Patentansprüche

Claims (10)

RA. 758 683*26.11.63 Heg. 2097 5"«F^y=g=g—fc anaprüch e :

1. Fluggerät mit Hubstrahltriebwerken, dadurch gekennzeichnet, daß der Treibgasstrahl der Hubtriebwerke seitwärts von der Längsachse der Fluggeräte nach außen umlenkbar ist.

2. Fluggerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Treibgasstrahlumlenkung die nach einer Seite oder nach beiden Seiten verschwenkbar ausgebildeten unteren Verschlußklappen der Hubtriebwerksschächte und/oder in den Treibgasstrahl einführbare Schaufelgitter herangezogen werden.

3· Fluggerät nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Tre ibgas strahlumlenkung die Verschlußklappen der Hubtriebwerkeschächte selbst wenigstens teilweise als Schaufelgitf.er ausgebildet sind.

4. Fluggerät nach Anspruch 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufelgitter selbsttätig verstellbar sind.

5. Fluggeröt nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die nach beiden Seiten verschwenkbar Ausgebildeten Verschlußklappen der Triebwerksschächte von unterschiedlicher Größe sind, wobei die innere längere Verschlußklappe zwecks üalenku&& des Treibgasstrahles in den Treibgasstrahl schwenkbar iet_t während die äußere kürzere Verschlußklappe nach außen und oben geschwenkt den Weg für die umgelenkton Treibgasstrah len freigibt.

6. Fluggerät nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußklappe der Triebwerksschächte nach einer Seite schwenkbar und zur Umlenkung des Treibgasstrahles in einer Zwischenetellung im Treibgasetrahl feststeilbar ist.

7· Fluggerät nach Anspruch 1, 2,und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ver6chlußklappe unterteilt und i^ltbar ist und bei der Einnahme ihrer äußersten Endstellung für den Schwebeflug gefaltet wird.

660741511.3.71 ~²~

8* Fluggerät nach Anspruch 1, 2 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußklappe unterteilt ist, wobei ihre einseifen Teile während des Verschwenkens der TerschluBklappe getrennte, ia. Abhängigkeit voneinander stehende Bewegungen YolIiuhren, wobei jeweils «wischen dea rückwärtigen Ende eines ersten Teiles und dem vorderen Ende eines daran anschließenden Teiles ein die Umlenkung des Treibgasstrahles begünstigender Spalt entsteht.

9· Fluggerät nach Anspruch 1, 2 und 4, dadurch gekennsaichset,

daß an den rückwärtigen Kanten der nach beiden Seifen, sri ver~ schwenkba? ausgebildeten unteren Terschlußklappen der Hubtriebwerkssohächte in aen Gasstrahl ei^klappbare Schaufelgitter gelenkig befestigt sind.

10. Fluggerät nach Anspruch 1,2 und 4_t dadurch gekennzeichnet, diaß die Schaufelgitter bei geöffn&ten Verechlufiklappea in den Sreibgasstrahl einführbar sind.

19-11.1963
Da/Sh.