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Prüfstand für Luftschrauben und Flugmotoren Die Erfindung bezieht
sich auf leinen Prüfstand für Luftschrauben und Flugmotoren, bei dem die Luftschraube
in einer Kammer angeordnet ist, wodurch bekanntlich das Drehmoment und die aufgenommene
Leistung der Luftschraube auf ein Mindestmaß herabgedrückt werden.
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Es ist bereits leine Prtifungsanlage für Flugzeuge! insbesondere
Höhenflugzeuge, und deren Mannschaften bekanntgeworden, bei der eine zur Aufnahme
eines ganzen gebrauchsfertigen Flugzeuges geeignete Kammer mit Einrichtungen versehen
ist, um die Luftgeschwindigkeit zu erzeugen und zu ändern und um den Luftdruck und
die Lufttemperatur ändern zu können.
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Ferner ist lein Verfahren zum Prüfen von Luft schrauben auf Widerstandsfähigkeit
gegen Zentrifugalkraft bekanntgeworden, bei dem die Luftschraube in einem vollständig
oder teilweise evakuierten Gehäuse gedreht wird. Hierzu wird ein luftdicht abschließbares
Gehäuse benutzt, welches durch eine Röhre in Verbindung mit der Umgebung steht und
in das eine feinen Geschwindigkeitsmesser beeinflussende drehbare Welle hineinragt,
auf der die Luftschraube befestigt werden kann.
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Um eine weitere starke V;erminderung des Drehmomentes und demzufolge
auch der aufgenommenen Leistung ,einer Luftschraube zu erreichen, ist gemäß der
Erfindung die Kammer, in welcher die Luftschraube angeordnet ist, drehbar ausgebildet.
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Bei der bevorzugten Ausführung des Prüfstandes ist die Drehzahl der
Kammer belieb einstellbar, und die Oberfläche dieser drehbaren Kammer weist Mittel,
wie beispielsweise Offnumgen oder Ventile u. dgl., auf, welche die Luftzufuhr von
außen ändern.
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Die hierbei maßgebenden physikalischen Erwägungen sind folgende:
Das von der Luft auf die Luftschraube abgesetzte Drehmoment ist bei vollkommen geschlossenem
Raum genau gleich demjlenigen Drehmoment, welches die gleiche Luft auf die innere
Fläche des umgebenden
Raumes absetzt: andererseits ergeben die Schubspannungen,
welche die äußere Luft auf die äußeren Flächen des die Luftschraube umgebenden und
mit dieser rotierenden Raumes absetzt, in ihrer Gesamtheit wieder genau das gleiche
Drehmoment bei Velnachlässigung der Reibung in den Lagern.
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Da jedoch das von der ruhenden Luft auf einen in ihr rotierenden glatten
Körper ausgeübte Drehmoment nur gering ist, so wird auch das von der inneren Luft
auf die Luft schraube ausgeübte Drehmoment gering sein. da ja die beiden Drehmomente
einander genau gleich sind.
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Die Luftschraube und die diese umgebende Kammer werden also im gleichen
Drehsinn umlaufen. Die Drehzahl der Kammer wird jedoch immer geringer sein als die
Drehzahl der Luftschraube, und zwar um einen Betrag. der eine genügend große Relativgesdiwindigkeit
zwischen innerer Luft und Luftschraube ermöglicht; diese Relativgeschwindigkeit
wird die Entstehung eines Drehmomentes zur Folge haben, welches dem von der Außenluft
auf die äußeren Flächen der Kammer ausgeübten Drehmoment plus dem von der Reibung
in den Lagern herrührenden Drehmoment plus dem von einer eventuellen einfachen oder
auch dynamometrischen, auf die Welle der Kammer wirkenden Bremse herrührenden Drehmoment
das Gleichgewicht hält, wobei diese Bremse den Zweck hat, die Größe des Drehmomentes
zu verändern.
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Die Größe des Drehmomentes kann hierbei durch regulierbare Verbindungsöffnungen
zwischen .Rußen- und Innenluft verändert werden iiifinungen, Ventile und ähnliches).
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In der Zeichnung sind ausführungsformen eines solchen Prüfstandes
gemäß der Erfindung beispielsweise dargestellt.
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In Fig. i bedeuten: I eine Luftschraube, die auf dem Gestell 2 montiert
ist und vom Motor 3 angetrieben wird. Der Motor 3 kaml ein Flugmotor oder ein Elektromotor
oder aucli irgendeine andere Kraftquelle sein. Die Luftschrauber befindet sich unmittelbar
hinter der Scheibe 4 und ist von einem Ring 5 umgeben. Bei einer anderen gleichwertigen
Ausführung kann der Ring 5 einen Teil der Scheibe 4 bilden: er würde in diesem Fall
einen hervorstehenden Rand dieses letzteren darstellen. Der äußere Ring 6 bildet
eine Sicherheitspanzerung gegen Luftschraubenbrüche, seien nun diese zufälliger
Art oder gewollte und von den Abnahmebedingungen vorgeschriebene, Hinter dem Ring
6 befindet sich eine Scheibe 7 die mit einem LochS versehen ist. Die Scheibe 4 wird
von einem Gestell 9 getragen, welches mit Hilfe eines beliebigen Getriebes IO hin
und her geschoben werden kann (das Getriebe 10 kann z. B. ein Schneckentrieb sein).
ii, 1 2 und 13 stellen drei Meßinstrumente dar zur Messung der Drehzahl des Drehmomentes
und des Schubes. Die in dem durch den Ring 5 und die Scheibe 4 gebildeten Raum enthaltene
Luft wird durch die Luftschraube I in Drehung versetzt. Ein Teil dieser Luft entweicht
nach hinten und wird durch Neuluft, deren Menge durch die willkürlich veränderliche
Größe des Spaltes i 4 bedingt ist, ersetzt.
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Verändert man in geeigneter Weise die Größe des Spaltes 14 oder,
was dasselbe ist, den Abstand zwischen der Luftschraube I und der Scheibe 4 und
verändert man außerdem die Größe der Öffnung 8, so erreicht man bei Verwendung einer
Leistung, die im Größtfall, d. h. bei maximaler Drehzahl und maxi maler Steigung,
g]eich derjenigen im Fluge sein wird, die gleiche Beanspruchung der Luftschraube
wie im Fluge.
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Eine Anlage zur Prüfung von Luftschrauben bei Verwendung von Leistungen,
die sehr gering sind im Verhältnis zu den Leistungen der Flugmotoren, für die die
jeweiligen Luftschrauben bestimmt sind, ist in Fig. 2 dargestellt. In dieser Figur
bedeuten: 1" die Luftschraube, 3a den Motor, der von dem Gestell 2a getragen wird.
Eine Sicherheitspanzerung 6a umgibt die umlaufende Trommel 17, welche auf einem
Gestel 18 montiert ist und durch eine Bremse 19 abgebremst werden kann. Um die Trommehl
17 schnell auf die dem Beharrungszustand entsprechende Drehzahl zu bringen, kann
eine geeignete Anlaßvorrichtung vorgesehen werden. Es sei bemerkt, daß eine derartige
Anlage auch zur dynamischen Auswuchtung von Luftschrauben verwendet werden kann;
denn eine vollkommene dynamische Auswuchtung wird sich durch einen erschütte rungsfreien
Lauf äußern.
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Eine Anlage zur Prüfung von Luftschrauben, die gleichzeitig als Bremsstand
für die Flugmotoren dient, ist in Fig, 3 dargestellt.
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Bei dieser Ausführungsform arbeitet die Luftschrauberb in einem Kasten,
der aus der Scheibe 4" mit Rand 51) und Scheibe be steht. Die Luft strömt durch
den Kanal 15b der Luftschraube zu, wobei die Luftmenge durch ein Ventil 169, welches
durch das Getriebelo, z. B. ein Schneckentrieb, gesteuert wird, geregelt werden
kann.
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Die Luftschraube wird von einer frei rotlerenden oder mittels einer
Bremse I9b aUgebremsten Trommel umgeben. Die Bremse kann als einfache oder auch
als dynamometflsche Bremse ausgeführt werden. Die umlaufende Trommel ist mit regulierbaren
oder auch nichtregulierbaren Öffnungen versehen.
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Es sei noch bemerkt, daß eine weitere
Verminderung
des Drehmomentes und demzufolge auch der aufgenommenen Leistung dadurcll erreicht
werden kann, daß aus dem die Luftschraube hermetisch dicht umschließenden Raum die
Luft teilweise ausgepumpt wird.