DE880102C - Triebwerksanlage für ein Flugzeug - Google Patents
Triebwerksanlage für ein FlugzeugInfo
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D27/00—Arrangement or mounting of power plants in aircraft; Aircraft characterised by the type or position of power plants
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Triebwerk für Flugzeuge mit mehreren Einzelmotoren, denen
die Verbrennungsluft in vorverdichtetem Zustand durch ein gemeinsames, von einer besonderen
Kraftmaschine aus angetriebenes Ladegebläse zugeführt wird. Die Erfindung ist besonders geeignet
für solche Triebwerke, bei denen jeder Einzelmotoi für den Flug in Bodennähe bzw. in mittleren Höhen
mit einem eigenen Ladegebläse ausgerüstet ist. ίο wahrend für den Flug in größeren Höhen ein samt
liehe Einzelmotoren belieferndes, gesondert angetriebenes Höhengebläse den Gebläsen der Einzelmotoren
\orgeschaltet wird, um den gewünschten Ladedruck auch bei großer Flughöhe aufrecht'S
erhalten /ti können.
Diese bekannte Triebwerksgestaltung hat den Nachteil, daß das Gewicht des Höhenladers mit
seiner besonderen Antriebsmaschine beim Start und beim Flug in mittleren Höhen \om Flugzeug
lediglich als tote Last mitgeschleppt wird, so daß sich die vom Erdboden abhebbare Nutzlast entsprechend
verringert. Durch die Erfindung wird nicht nur dieser Nachteil beseitigt, sondern es
werden darüber hinaus gleichzeitig neue Vorteile erzielt, auf die \veiter unten bei der Beschreibung
der Erfindung näher eingegangen wird.
Die Erfindung besteht darin, daß die den Höhenlader antreibende besondere Kraftmaschini' sowohl
mit dem Höhenlader wie mit einer zur zusätzlichen \7ortriebserzeugung dienenden Luftschraube
abschaltbar gekoppelt ist, so daß diebesonderc Kraftmaschine
l>eim Start und beim Flug in Bodennähe zur Vortriebserzeugung, dagegen beim Flug in
großer Höhe zur Erzeugung vorverdichteter Ladeluft für die Hauptantriebsmotoren benutzt wird.
Das Zu- und Abschalten des Höhengebläses bzw. der zusätzlichen Luftschraube kann in an sich
bekannter Weise durch Reibungs-, Flüssigkeitsoder Klauenkupplungen erfolgen. Es kanu aber
auch durch Umlaufrädergetriebe vorgenommen werden, die gleichzeitig die erforderliche Drehzahlheraufsetzung bzw. -herabsetzung bewirken, wobei
das Einkuppeln jeweils durch Festbremsen, das Auskuppeln durch Freigeben eines umlaufenden
Zwischenteils des Getriebes herbeigeführt wird.
Als besonders vorteilhaft hat sich der Antrieb des Höhenladers sowie der zusätzlichen Luftschraube
über ein gemeinsames leistuugsverzweigendes Ausgleichgetriebe (Differentialgetriebe)
erwiesen, bei dem der eine abtreibende Teil mit dem Höhenlader, der andere mit der zusätzlichen
Luftschraube so verbunden ist, daß durch Festbremsen des einen oder des anderen Teils bzw.
durch Freigabe beider Teile folgende Zustände
2j erreicht werden:
l. Für den Start und für den Steigflug in Bodennähe wird nur der ITöhenladerantrieb festgebremst,
so daß die zusätzliche Luftschraube mit entsprechend erhöhter Drehzahl umläuft. Der Höhenlader
wird in diesem Fall nicht benötigt, während die volle Leistung der besonderen Kraftmaschine
zur Vortriebserzeugung ausgenutzt und damit die Trag-bzw. Steigfähigkeit des Flugzeuges verbessert
wird.
2. Beim Flug in mittleren Höhen wird auch der Höhenladerantrieb freigegeben, so daß die Leistung
der besonderen Kraftmaschine nunmehr durch das Ausgleichgetriebe in einem bestimmten Verhältnis
auf den Höhenlader und die zusätzliche Luftschraube verteilt wird. Das Verhältnis der
Leistungsverteilung kann durch Ändern des Blattanstellwinkels der Luftschraube, die als Verstellschraube
ausgebildet ist, nach den jeweiligen Anforderungen in gewissen Grenzen geregelt werden.
3. Für das Fliegen in großer Höhe wird der Antrieb der zusätzlichen Luftschraube festgebremst
und diese in Segelstellung gebracht, so daß ihr schädlicher Luftwiderstand auf einen geringen
Betrag herabgesetzt wird. Die Drehzahl desHöhenladers
erhöht sich dadurch wesentlich. Sie läßt sich zur Aufrechterhaltung eines bestimmten Ladedruckes
durch Verändern der Drehzahl der Kraftmaschine in einfacher Weise regeln.
In der Zeichnung ist die Erfindung in zwei Ausführungsbeispielen schematisch dargestellt. Es
zeigt
Abb. ι eine Übersicht über die gesamte Triebwerksanlage
eines mehrmotorigen Flugzeuges in der Draufsicht,
Abb. 2 eine Ausführungsform des Höhenladerantriebs teilweise in der Draufsicht, teilweise im
Längsschnitt,
Abb. 3 eine zweite Ausführungsform des Höhenladerantriebs
teilweise in der Seitenansicht, teilweise im Längsschnitt. 6g
In dem Ausführungsbeispiel der Abb. 1 ist das Flugzeug, dessen Umrisse in der Zeichnung durch
strichpunktierte Linienzüge angedeutet sind, mit zwei Hauptmotoren 4, 5 ausgerüstet, die lediglich
der Vortriebserzeugung über die Luftschrauben 6,7 dienen und von denen jeder ein zu ihm gehörendes
Ladegebläse 8 bzw. 9 selbst antreibt. Jedes der beiden Ladegebläse ist so ausgelegt, daß es in der
Einlaßleitung 10 bzw. 11 des zugehörigen Motors
den gewünschten Ladedruck bis in mittlere Flughöhen, beispielsweise bis auf 10 km über NN, aufrechterhalten
kann.
Beim Aufsuchen größerer Flughöhen wird den Gebläsen 8, 9 ein weiteres, mit zwei Druckstutzen
12, 13 versehenes Gebläse 14 vorgeschaltet, das den
Gebläsen 8, 9 über Zwischenkühler 15, 16 bereits vorverdichtete Luft zuführt, so daß diese Gebläse
nunmehr in der Lage sind, den gewünschten Ladedruck auch in größeren Höhen aufrechtzuerhalten.
Das mit beiderseitigem Lufteintritt ausgestattete Gebläse 14, das im folgenden stets als Höhengebläse
bezeichnet wird, saugt die Außenluft durch in der Wandung des Mittelrumpfes 17 mündende
Krümmer 18, 19 au.
Das Höhengebläse 14 wird durch einen besonderen Motor 20 angetrieben, der wiederum ein
eigenes Ladegebläse 21 hat, welches für sich in der Lage ist, in der Einlaßleitung 22 des Motors bis in
mittlere Flughöhen den gewünschten Ladedruck aufrechtzuerhalten. In größeren Höhen, wenn der
Motor 20 zum Antrieb des Höhengebläses benötigt wird, ist diesem Ladegebläse ebenfalls das Höhengebläse,
und zwar durch die Leitungen 23, 24, vorgeschaltet, so daß die volle Motorleistung erhalten
bleibt.
Gemäß der Erfindung ist der besondere Motor 20 sowohl mit dem Höhengebläse 14 wie auch mit einer
der zusätzlichen Vortriebserzeugung dienenden Luftschraube 25 abschaltbar gekuppelt. Diese zusätzliche
Luftschraube ist z. B. als Druckschraube am hinteren Ende des Mittelrumpf es 17 angeordnet.
Sie wird, wenn das Höhengebläse nicht benötigt wird, mit dem Motor 20 gekuppelt, um die Geschwindigkeit
des Flugzeuges beim Flug in Bodennähe bzw. in mittleren Höhen zu steigern oder die
Trag- bzw. Steigfähigkeit desselben zu verbessern.
In den Abb. 2 und 3 sind zwei Ausführungsbeispiele von Kupplungen gezeigt, die für den vorliegenden
Zweck geeignet sind. In Abb. 2 ist an dem einen Ende des besonderen Motors 20 zwischen
der Kurbelwelle 26 des Motors und dem Höhengebläse 14 ein Planetengetriebe 27, an dem anderen
Ende des Motors zwischen der Kurbelwelle 26 und der zusätzlichen Luftschraube 25 ebenfalls ein
Planetengetriebe 28 angeordnet, und zwar ist bei dem Getriebe 27 der die Planeteiiräder 29 tragende
Stern 30 mit der Kurbelwelle 26 und das mittlere Sonnenrad 31 mit der Läuferwelle 32 des Höhengebläses
14 fest verbunden, während das mit Innenverzahnung versehene äußere Glockenrad 33 drehbar
auf der Welle 32 gelagert ist und mittels einer
Handbremse 34 entweder freigegeben oder festgebremst
λν-erden kann. Ist das Glockenrad festgebremst, so wälzen sich die Planetenräder 29 auf
ihm ab und treiben über das mittlere Sonnenrad die Läuferwelle 32 mit der mehrfachen Umdrehungszahl
der Kurbelwelle 26 an. Wird das Bremsband 34 des Glockenrades gelöst, so dreht sich die Läuferwelle 32 nur mit geringer, von
der Leerlaufreibung des Getriebes 27 abhängiger Drehzahl mit, so daß das Höhengebläse in diesem
Fall zwar keine Verdichtungsarbeit leistet, aber wenigstens auch das Ansaugen der Außenluft durch
die Einzelgebläse 8, 9 und 21 nicht behindert.
Bei dem am anderen Ende des Motors angeord-
!5 neten Getriebe 128 sind das mittlere Sonnenrad 35
mit der Kurbelwelle 26 und der Planetenstern 36 mit der Welle 37 der Luftschraube 25 fest verbunden,
während das äußere Glockenrad 38 wieder drehbar, und zwar in diesem Fall auf der Luftschraubenwelle
37, gelagert ist. Das äußere Glockenrad kann auch hier durch eine Bandbremse 39 festgehalten
oder freigegeben werden. Wird das Glockenrad festgehalten, so drehen die sich auf ihm abwälzenden
Planetenräder 40 den Planetenstern 36 und damit die Luftschraubenwelle 37 mit einer Drehzahl,
welche niedriger ist als diejenige der Kurbelwelle 26. Nach dem Lösen der Bandbremse 39 dreht sich
die Luftschraubenwelle 37 nur mit geringer, von der Leerlaufreibung des Getriebes 28 und der
jeweiligen Fluggeschwindigkeit abhängiger Drehzahl mit, so daß die Luftschraube in diesem Fall
zwar keinen zusätzlichen Vortrieb erzeugt, aber auch nicht stark bremsend auf die Vorwärtsbewegung
des Flugzeuges einwirkt.
Beim Start des Flugzeuges und während des Fluges in Bodennähe bzw. in· mittleren Höhen ist
das Bremsband 39 angezogen und das Bremsband 34 gelöst, so daß der Motor 20 im wesentlichen nur
die Luftschraube 25 antreibt. Beim Erreichen größerer Flughöhen wird zunächst auch das
Bremsband 34 angezogen, so daß vorübergehend beide Glockenräder 33, 38 festgehalten werden und
der Motor 20 sowohl das Höhengebläse 14 als auch die Luftschraube 25 antreibt. Erst dann wird die
Bremse 39 gelöst, worauf der Motor 20 nur noch das Höhengebläse 14 antreibt. Das Umschalten von
Luftschrauben- auf Gebläseantrieb und umgekehrt kann also erfolgen, ohne daß der Motor dabei gedrosselt
zu werden braucht. Er verliert zwar während des Umschaltens durch die kurzzeitige doppelte
Belastung vorübergehend etwas an Drehzahl. Diese Drehzahlabnahme ist jedoch nur erwünscht, weil
dadurch eine allmähliche, die Getriebeteile schonende Beschleunigung der jeweils zugeschalteten Massen
erreicht wird. Einrichtungen, um das wechselseitige Anziehen und Lösen der Bremsständer 34, 39 in der
oben gekennzeichneten Weise vom Pilotensitz aus herbeizufuhren, sind zur Genüge bekannt, so daß
auf Einzelheiten in dieser Hinsicht nicht eingegangen zu werden braucht.
Bei dem in Abb. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist an dem besonderen Motor 20 nur ein
Planetengetriebe 41 vorgesehen, welches sowohl zum Antrieb des Höhengebläses 14 wie auch zum
Antrieb der zusätzlichen Luftschraube 25 dient, und zwar ist das äußere Glockenrad 42 auf der
Kurbelwelle 26 des Motors befestigt und mit dieser zusammen bei 43 in dem Motorgehäuse drehbar gelagert.
Das mittlere Sonnenrad 44 ist mit der Getriebewelle 45 fest verbunden, die bei 46 im
Gehäusedeckel 47 drehbar gelagert ist und deren Fortsetzung die Läuferwelle 48 des Flöhengebläses
bildet. Auf der Getriebewelle ist außerdem eine Bremstrommel 49 befestigt, so daß die Getriebewelle
und damit das Höhengebläse durch Anziehen bzw. Lösen des die Bremstrommel umschlingenden
Bremsbandes 50 festgehalten bzw. freigegeben werden kann.
Der die Planetenräder 51 tragende Stern 52 des Getriebes ist einerseits auf einem Fortsatz 53 der
Kurbelwelle 26, andererseits auf dem Lagerteil _|6 des Gehäusedeckels 47 drehbar gelagert und mit
einem Zahnkranz 54 versehen, der sich mit dem fest auf der Luftschraubenwelle 55 sitzenden Stirnrad
56 in ständigem Eingriff befindet. Die Luftschraubenwelle trägt außerdem eine fest mit ihr
verbundene Bremstrommel 57, die von dem Bremsband 58 umschlungen wird, so daß auch die Luftschraube
25 durch Anziehen bzw. Lösen des Bremsbandes 58 stillgesetzt bzw. freigegeben werden g0
kann.
Die Wirkungs- und Bedienungsweise des Getriebes ist folgende: Beim Start des Flugzeuges und
beim Steigflug in Bodennähe, wenn die zu jedem Einzclmotor gehörenden Ladegebläse 8, 9 und 21
vollauf genügen, um den erforderlichen Ladedruck zu erzeugen, andererseits al>er eine möglichst
große Vortriebsleistung benötigt wird, wird das mittlere Sonnenrad 44 des Getriebes und damit das
Höhengebläse 14 durch Anziehen des Bremsbandes 50 stillgesetzt, während das Bremsband 58 gelost
bleibt. Der Motor 20 treibt dann über das Glockenrad 42 die Planetenräder 51 und die Stirnräder 54,
56 nur die zusätzliche Luftschraube 25 an.
Diese ist zweckmäßig in bekannter Weise als Verstellschraube ausgebildet, so daß einerseits ihre
Steigung dem geringereu Fortschrittsgrad beim Start und Steigflug angepaßt, andererseits ihre
Drehzahl und damit auch diejenige des Motors zur Erzielung einer hohen Vortriebsleitung möglichst
hoch gewählt werden kann.
Beim Flug in mittleren Höhen wird, sobald die Ladegebläse 8, 9 und 21 nicht mehr zürn Erzeugen
des gewünschten Ladedrucks ausreichen, das Bremsband 50 ebenfalls gelöst. Der Motor 20 treibt
nunmehr außer der Luftschraube 25 über das mittlere Sonnenrad 44 auch das Höhengebläse 14 an,
wobei sich die Drehzahlverteilung zwischen Luftschraube und Gebläse grundsätzlich nach den entsprechend
gewählten Übersetzungsverhältnissen des Planetengetriebes richtet, bis zu einem gewissen
Grade jedoch durch Verändern der Luftschraubensteigung in der Weise geregelt werden kann, daß
das Höhengebläse 14 zusammen mit den Einzelgebläsen 8, 9 und 21 stets den gewünschten Ladedruck
erzeugt.
Wenn diese Regelung beim Fliegen in noch größeren Höhen nicht mehr ausreicht, wird die
Luftschraube 25 durch Anziehen des Bremsbandes vollständig stillgesetzt, und ihre Blätter werden
gleichzeitig in bekannter Weise in die sogenannte Segelstellung gedreht. Nunmehr treibt der Motor
nur noch das Höhengebläse 74, und zwar mit entsprechend erhöhter Drehzahl, au, so daß der
gewünschte Ladedruck auch weiterhin aufrecht-
erhalten werden kann. Durch mehr oder weniger Drosseln des Alotors 20 läßt sich der Ladedruck
auch dann noch in gewissen Grenzen regeln. Durch die beschriebene Antriebsweise wird also erreicht,
daß das Gewicht des besonderen Motors 20 bei keinem Flugzustand als tote Last mitgeschleppt zu
werden braucht, sondern daß seine volle Leistung in jedem Fall in irgendeiner Form zur Erhöhung
der F'lugleistung des gesamten Flugzeuges ausgenutzt wird.
Claims (8)
- Patentansprüche.·i. Triebwerksanlage für ein Flugzeug, bestehend aus mehreren Motoren, die je eine Luftschraube antreiben, mit einem von einer l>esonderen Kraftmaschine angetriebenen Ladegebläse und einer gleichfalls von dieser Kraftmaschine angetriebenen, der zusätzlichen Vortriebserzeugung dienenden, zweckmäßig als Verstellschraube ausgebildetenHilfsluftschraubc, gekennzeichnet durch die Vereinigung folgender, an sich bekannter Merkmale: a) die besondere Kraftmaschine (20) ist eine selbständig, d. h. unabhängig von den Hauptantriebsmaschinen des Flugzeuges arbeitende Brennkraftmaschine, und die Hauptantriebsmaschinen sind mit eigenen, von ihnen selbst angetriebenen Ladegebläsen (8, 9) ausgerüstet, denen das von dei besonderen Kraftmaschine angetriebene Höhengebläse (14) beim Flug in großer Höhe vorgeschaltet wird; b) die besondere Kraftmaschine ist sowohl mit dem von ihr angetriebenen llöhengebläse (14) als auch mit der Hilfsluftschraube (25) abschaltbar gekuppelt.
- 2. Triebwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die besondere Kraftmaschine (20) mit dem Höhengebläse (14) und der zusätzlichen Luftschraube (25) durch je ein gleichzeitig der Drehzahlerhöhung bzw. -herabsetzung dienendes Umlaufrädergetriebe (Planetengetriebe 27, 28) gekuppelt ist und das Ein- und Auskuppeln jeweils durch Festbremsen bzw. Freigeben eines umlaufenden Zwischengliedes (33. 38) der Getriebe erfolgt.
- 3· Triebwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die besondere Kraftmaschine (20) mit dem Höhengebläse (14) und der zusätzlichen Luftschraube (25) durch ein gemeinsames leistungsverz-weigendes Ausgleichgetriebe(41) gekuppelt ist, wobei der eine abtreibende Teil (45) des Getriebes mit dem Höhengebläse, der andere abtreibende Teil (54) mit der zusätzlichen Luftschraube verbunden ist und das Ein- und Auskuppeln jeweils durch Freigeben bzw. Festbremsen des betreffenden abtreibenden Teils erfolgt.
- 4. Triebwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Planetenstern (30) des zwischen der besonderen Kraftmaschine (20) und dem Höhengebläse (Γ4) angeordneten L7Inlaufrädergetriebes (27) mit der Kurbelwelle (26) der besonderen Kraftmaschine und das mittlere Sonnenrad (31) des Umlaufrädergetriebes mit der Läuferwelle (32) desHöhengebläses fest verbunden ist, während das äußere Glockenrad (33) ■des Umlaufrädergetriebes frei drehbar gelagert ist und mittels einer Bandbremse (34) od. dgl. freigegeben bzw. festgebremst werden kann.
- 5. Triebwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das mittlere Sonnenrad (35) des zwischen der besonderen Kraftmaschine (20) und der zusätzlichen Luftschraube (25) angeordneten Umlaufrädergetriebes (28) mit der Kurbelwelle (26) der besonderen Kraftmaschine und der Planetenstern (36) des eben genannten Getriebes mit der Luftschraubenwelle (37) fest verbunden ist, während das äußere Glockenrad (38) des zuletzt genannten Getriebes frei drehbar gelagert ist und mittels einer Bandbremse (39) od. dgl. freigegeben bzw. festgebremst werden kann.
- O.Triebwerk nach den Ansprüchen 2, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Höhengebläse (14) mit seinem Getriebe (27) am vorderen Ende und die zusätzliche Luftschraube (25) mit ihrem Getriebe (28) als Druckschraube am hinteren Ende der besonderen Kraftmaschine (20) angeordnet ist.
- 7. Triebwerk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Glockenrad (42) des Ausgleichgetriebes (41) mit der Kurbelwelle (26) der besonderen Kraftmaschine (20), das mittlere Sonnenrad (44) mit der Läuferwelle (48) des Höhengebläses (14) und der Planetenstern (52) mit der Luftschraubenwelle (55) kraftschlüssig verbunden ist.
- 8. Triebwerk nach den Ansprüchen 3 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgleichgetriebe (41) zusammen mit dem Höhengebläse (14) am vorderen Ende, die zusätzliche Luftschraube (25) am hinteren Ende der besonderen Kraftmaschine (20) angeordnet ist und die achsparallel zur Kurbelwelle (26) durch die ganze Länge der besonderen Kraftmaschine hindurchgeführte Luftschraubenwelle (55) durch ein Stirnradpaar (54, 56) mit dem zugehörigen abtreibenden Teil (52) des Ausgleichgetriebes verbunden ist.Angezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 634470;
britische Patentschriften Nr. 479 822, 504 069.Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE880102C true DE880102C (de) | 1953-04-30 |
Family
ID=580605
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DENDAT880102D Expired DE880102C (de) | Triebwerksanlage für ein Flugzeug |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE880102C (de) |
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0
- DE DENDAT880102D patent/DE880102C/de not_active Expired
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