-
Vereisungsschutzvorrichtung für Flugzeuge Die Erfindung bezweckt die
Vermeidung einer Vereisung von Flugzeugen. Es ist von erheblicher Wichtigkeit, insbesondere
bei solchen Flugzeugen, die einen Gasturbinenantrieb haben, die Bildung von Eis
vornehmlich an den Teilen der Antriebsmaschine verhindern zu können, wo solche Eisbildung
das befriedigende Funktionieren der Antriebsanlage beeinträchtigen oder sogar deren
Zerstörung herbeiführen könnte, wie beispielsweise im Bereich des Lufteintrittes
oder des ersten. Verdichterschaufelsatzes.
-
Von gleicher Wichtigkeit ist es, eine Eisbildung an Luftschrauben,
an den Staukanten der Flügel und an den Oberflächen der Steuerorgane verhindern
zu können. Man hat schon vorgeschlagen, die besonders gefährdeten Flugzeugteile
mit einer die Eisbildung verhindernden Flüssigkeit, beispielsweise Methanol, zu
besprühen und zusätzlich eine Vereisungsanzeigevorrichtung zu, benutzen, um rechtzeitig
die Gefahr einer Vereisung zu erkennen.
-
Eine bekannteAnzeigevorrichtung für beginnende Eisbildung hat die
Formeiner Kammer, die in der Luftströmung angeordnet ist und auf ihrer Anströmseite
eine Anzahl kalibrierter Öffnungen aufweist, während sieh auf ihrer Leeseite eine
geringe Anzahl gleicher Löcher befindet; so daB sich der Innendruck der Kammer ändert,
sobald sich die Öffnungen an der Anströmseite durch Eisbildung schließen. Die in
der Kammer auftretende Druckänderung
wird zur Betätigung eines
elektrischen Schalters, eines Relais oder einer ähnlichen Vorrichturig verwandt,
wodurch die Zufuhr eines der Vereisung entgegenwirkenden Mittels gesteuert wird.
-
Die Erfindung hat sich in, der Hauptsache die Aufgabe gesetzt, den
Verbrauch des der Vereisung entgegenwirkenden Mittels in wirtschaftlicher Weise
zu steuern..
-
Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung von wenigstens zwei Anzeigevorrichtungen
für die Eisbildung, die so ausgebildet oder angeordnet sind, daß sie auf verschiedene
Grade von Vereisungsbild'ung ansprechen. rede Anzeigevorrichtung betätigt eine Steuervorrichtung,
durch die eine vorbestimmte Menge des der Vereisung entgegenwirkenden Mittels, dem
gefährdet-en Teil des Flugzeuges zugeführt wird. Dadurch wird die Gesamtmenge des
in jedem Augenblick zugeführten Vereisungsschu.tzmi.ttels in, Abhängigkeit von den
jeweils herrschenden Vereisungsbedingungen geändert. Vorzugsweise wird zumindest
die zuerst ansprechende Anzeigevorrichtung mit einer thermischen Enteisungsvorrichtung
ausgestattet: Inder Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht.
-
Fg. i ist eine zum Teil geschnittene Teilansicht des Eintrittsteils
einer Gasturbine für einen Flugzeugantrieb mit einer Vereisungsschutzvorrichtung
nach der Erfindung; Fig. 2 ist eine Ansicht der außenliegenden Anzeigevorrichtung
in vergrößertem Maßstab; Fing. 3 veranschaulicht in demselben Maßstab wie Fig. 2
eine andere Ausführungsform von verschieden ansprechenden. Anzeigevorrichtungen,
und Fig: d. ist ein, Teilschuitt durch die umlaufende Fronthaube nach Fig. 1 und
die zugehörigen Teil.: in einem bedeutend vergrößerten Maßstab.
-
Die Zeichnungen veranschaulichen. einen Teil einer Gasturbinenantriebsanlage
-eines! Flugzeuges mit einem Lufteintrittskanal z i, der an seiner Innenseite durch
ein Ringgehäuse 12, begrenzt wird, welches gegen das außenliegende Ringgehäuse 13-
durch Streben 1q. abgestützt ist. Das Vorderende des Gehäuses 12 bildet eine umlaufende,
.mittels einer Welle 18, die mit ihrem vorderen Ende aus dem Gehäuse 12 (hervorragt,
in Lagern: 1.6, 17 gelagerte Nebenhaube 15. Die Fronthaube trägt Flügel oder Schaufeln
ig, die in die Mündungsöffnung des Eintrittskanals i i hineinragen und durch den
auf sie wirkenden Luftstrom die Nebenhaube in Drehung versetzen. An .der Rückseite
.des Innengehäuses z 2 schließt sieh der Verdichterläufer 2o mit dem Sdhaufelkranz
2i an, der mit einem feststehenden Schaufelkranz 22 zusammenarbeitet.
-
Das_ Vereisungsschutzmittel kanneeiner oder mehreren. Zerstäubervorrichtungen
zugeführt werden, die feststehen können. Bei Anwendung auf eine Gasturbinenanlage
laufen derartige Zerstäuber jedoch zweckmäßigerweise im Bereich des Lufteintrittes
um, um eine möglichst befriedigende Verteilung des Vereisungsschutzmittels sicherzustellen.
In dem veranschaulichten Nusführungsbeispiel sind nach -vorn gerichtete Zerstäuberdüsen
25 auf den Enden der Flügel ig befestigt und stehen mit einem von der umlaufenden
Fronthaube getragenen Schleuderri.ngkanal 26 durch Kanäle 27 innerhalb der Flügel
in Verbindung. Der umlaufende Ringkanal. 26 wird mit dem Vereisungsschutzmittel
von. ,einer feststehenden Versorgungsleitung 28 aus versorgt, die das Vereisungsschutzmittel
in den kanalförmigen Hohlraum des Schleuderringes 26 eintreten, läßt, aus dem es
durch die Düsen 25 unter Zentrifügalwirkun.g zerstäubt wird. Außerdem ist noch:
eine Zerstäuberdüse 29 zentral im Mittelpunkt der Nebenhaube am Vorderende der Welle
18 vorgesehen, die von der Versorgungsleitung 30 aus durch eine Bohrung der Welle
18 mit Vereisungsschutzmittel versorgt wird.
-
Eine Mebrzylinderdruclipumpe 34 für das Vereisungsschutzmittel wird
durch einen Elektromotor 35 angetrieben; einer der Pumpenzylinder versorgt unmittelbar
die Leitung 3o; die übrigen. Zylinder über eine Ringleitung 36 die Versorgungsleitung
28.
-
In dem in Fig. i dargestellten Ausführungsbeispiel .der - Erfindung
wird eine Vereisungsanzeigevorrichtung 39 außerhalb des Lufteintrittes und eine
zweite Vereisungsanzeigevorrichtung 40 an der Innenseite desselben in Strömungsrichtung
hinter den Zerstäubern 25 und 29 angeordnet. Die Überlegung geht dahin, daß die
außen angebrachte Anzeigevorrichtung 39 zuerst anspricht bzw. als einzige anspricht;
sobald eine nur geringfügigeVereisun@gsgefahr besteht. Die an der Innenseite angeordnete
Anzeigevorrichtung q:o, die erst später bei einer verstärkten Vereisungsgefahr anspricht;
steuert eine solche Menge zusätzlicher Vereisungssdhutzflüssigkeit, :daß diese zusammen.
mit der von der außen angeordneten Anzeigevorrichtung 39 gesteuerten Zufuhr ausreicht,
auch den stärksten Verei,sungsbedingungen wirkungsvoll zu begegnen. Tatsächlich
könnten die beiden Anzeigevorrichtungen auch gleich ausgebildet und so angeordnet
werden. (beispielsweise die äußere, wenn @ notwendig, in einem Venturiröhr), daß
die außenliegende Anzeigevorrichtung zuerst anspricht. Die Anordnung kann auch so
getroffen werden, daß die innen angeordnete Anzeigevorrichtung an ihrer engeströmten
Seite (Fig. 3) größere Öffnungen hat, so daß ganz ungeachtet der Lage der beiden,
Anzeigevorrichtungen die innere Anzeigevorrichtung in jedem Fall erst nach der außen
angeordneten Anzeigevorrichtung anspricht. In der Praxis ist die innen angeordnete
Anzeigevorrichtung dem Strahl des Vereisungschutzmittels ausgesetzt, das durch die
außenliegende Anzeigevorrichtung gesteuert wird, und wird infolgedessen bei geringfügigen
Vereisungsbedingungen nicht ansprechen, sondern nur bei .erheblich gesteigerter
Vereisungsgefahr.
-
Hat die außenliegende Anzeigevorrichtung erst einmal angesprochen,
wird in jedem Fall viel: Zeit vergehen, bevor sie wieder von Eis frei wird, wenn
die Vereisungsbiedingun@gen aufgehört haben. Das würde eine große Verschwendung
an Vereisungsschutzmittel. bedeuten. Um diesen Nachteil auszuschließen, wird zweckmäßigerweise
die zuerst
ansprechende Anzeigevorrichtung mit einer thermischen
Enteisungsvorrichtung .I2 ausgerüstet, die periodisch, z. B. in Abständen von je
30 Sekunden, eingeschaltet wird. Da bei dieser Einschaltung die Vereisungsbedingungen
fortbestehen können, wäre es unzweckmäßig, die Versprü'hung des Vereisungsschutzmittels
in gleichen Zeitabständen unterbrechen zu lassen. Die Anordnung wird vielmehr so
getroffen, daß die Zuführung des Vereisungsschutzmittels, das von .der zuerst ansprechenden
Anzeigevorrichtung 39 gesteuert wird, nicht sofort unterbrochen wird, wenn die Anzeigevorrichtung
eisfrei ist, sondern für eine Zeitdauer fortgesetzt wird, die länger ist als die
Unterbrechungen in der Einschaltung der thermischen Enteisungsvorrichtung, d. h.
in dem oben angenommenen Beispiel länger als 30 Sekunden. Es kann sogar angezeigt
sein, die Zeitspanne der nachträglichen Zuführung von Enteisungsschutzmittel zweit
länger zu wählen, beispielsweise 3 bis 4 Minuten.
-
Sind die Vereisungsverhältnisse so stark, daß gleichzeitig mit der
außenliegenden auch die innenliegende Anzeigevorrichtung anspricht, so wird das
zusätzlich in den eintretenden Luftstrom eingesprühte Schutzmittel eine Enteisung
der innenliegenden Anzeigevorrichtung bewirken. Infolgedessen wird unter solchen
Bedingungen, die von der innen angeordneten Anzeigevorrichtung gesteuerte Schutzmittelzufuhr
eine intermittierende sein.
-
Bisher wurden im wesentlichen Einrichtungen mit einer außen und einer
innen angeordneten Anzeigevorrichtung beschrieben. Es genügt aber auch, zwei oder
mehrere Anzeigevorrichtungen derart anzuordnen, daß sie nacheinander auf Vereisungsbedngungen
ansprechen. Das ist in Fig.3 veranschaulicht. Da bei einer solchen Anordnung keine
der Anzeigevorrichtungen dem verstäubten Vereisungsschutzmittel ausgesetzt ist,
das von der zuerst ansprechenden Anzeigevorrichtung gesteuert wird, müssen zweckmäßig
beide Anzeigevorrichtungen. mit einer interm.ittierend betätigten thermischen Enteisungsvorrichtung
versehen werden. In Fi.g.3 ist die zuerst ansprechende Anzeigevorrichtung 39a mit
verhältnismäßig kleinen nach vorn gerichteten Löchern d.-. und die zweite Anzeigevorrichtung
40a mit größeren Löchern 4.5 ausgestattet. Bei Flugzeugen, die eine von einer Gasturbine
angetriebene Luftschraube haben, dienen zweckmäßigerweise zur Zerstäubung des Vereisungsschutzmittels
zwei sich diametral gegenüberliegende Zerstäuber an der rückwärtigen, Kante der
Propellernabenhaube,die radial über die Propellerhaube hinwegragen und das Schutzmittel
unmittelbar gegen die ringförmige Öffnung des Lufteintrittes sprühen, wenn die Propellernabedhaube
umläuft.
-
Nach Fig. z und 3 ist an die erste Anzeigevorrichtung 39 (oder 39a)
durch eine Leitung 47 ein bekanntes Steuerorgan 49 angeschlossen, das einen, Unterdruckschalter
enthält. Sobald dieser in Abhängigkeit von. der Anzeigevorrichtung betätigt wird,
wird der Strom zum Motor 35 über einen: Rheostaten 5o eingeschaltet, so d@aß der
Motor mit einer geeigneten Geschwindigkeit zur Erzeugung einer bestimmten Pumpenleistung
umläuft. Der Schalter für die thermische En.teisungsvorrichturng ist ebenfalls in,
das Steuerorgan .Ig einbezogen. 51 ist ein Anzefageorgan. In ähnlicher Weise ist
die zweite Anzeigevorrichtung .4o (oder 40a) über eine Leitung 52 mit einem Steuerorgan
53 verbunden, dessen Aufbau im allgemeinen dem des Steuerorgans .49 entspricht und
dessen zugehöriger Rheostat 54 beim Ansprechen der zweiten Anzeigevorrichtung über
eine Parallelschaltung zum Motor diesen, mit erhöhter Geschwindigkeit umlaufen läßt,
um die Pumpenleistung in dem erforderlichen Maß zu erhöhen.
-
Die Erfindung ist im vorstehenden in der Hauptsache in Verbindung
mit der Enteisung von Gasturbinenan.lagen beschrieben. Sie ist jedoch nicht hierauf
beschränkt, sondern kann in gleicher Weise zur Verhinderung der Vereisung der Luftschraube
oder anderer empfindlicher Teile eines Flugzeuges benutzt werden.