DE896276C - Rueckstossantrieb fuer Flugzeuge - Google Patents

Rueckstossantrieb fuer Flugzeuge

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DE896276C
DE896276C DES17240D DES0017240D DE896276C DE 896276 C DE896276 C DE 896276C DE S17240 D DES17240 D DE S17240D DE S0017240 D DES0017240 D DE S0017240D DE 896276 C DE896276 C DE 896276C
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DE
Germany
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air
compressor
recoil
drive according
nozzle
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DES17240D
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English (en)
Inventor
Rene Anxionnaz
Roger Imbert
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Rateau SA
Original Assignee
Rateau SA
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Publication date
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Application granted granted Critical
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Expired legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02KJET-PROPULSION PLANTS
    • F02K5/00Plants including an engine, other than a gas turbine, driving a compressor or a ducted fan
    • F02K5/02Plants including an engine, other than a gas turbine, driving a compressor or a ducted fan the engine being of the reciprocating-piston type
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

Description

  • Rückstoßantrieb für Flugzeuge Bekanntlich muß zur Erzielung großer Geschwilndi@gkeiten bei Flugzeugen das Ende der Propellerflügel eine Geschwindigkeit erreichen, die im Verhältnis zur Luft gleich oder größer als die Schallgeschwindigkeit in der betreffenden Höhe Is.t. Es ergibt sich daraus eine beträch lirhe Vermehrung des Widerstandes gegen die Bewegung, -,vas eine Verminderung ,des Wirkungsgrades, die sieh ;bei Fluigzeuggeschwindiagkeiten von 5oo km/Strd. ab zeugt (entsprechende -den Flügelgeschwindigkeiten von etwa 300 m/s), sowie praktisch die `nmöglichkeit für Flugzeuge, eine höhere Geschwindigkeit als 700 km/Std. zu erreichen, zur Folge hat.
  • Man muß beachten, d@aß dieselben. Schwierigkeiten für die Flügel selbst, aber für eine u,ngefäUr
    .doppelte Geschwindigkeit, also etwa für goo bis
    ro-oia km/Sbd. auftreten.
    Zur Behebung dieser Schwierigkeiten geht die
    Erfindung von einem Rückstoßarntrieb für Flug-
    zeuge aus, bei dem in einem Gehäuse in Flugrich-
    tung hintereinander ein Axialverdi'ch.ter, eine
    Brennhammer und eine den, Verdichter antreibende
    Gast"bhine,angeordnet sind., wobei,die am Vorder-
    teil ,dies Gehäuses, eintretende Luft, vorzugsweise
    >schon vor dem Verdgichber, (durch Stau, z. B. in
    einem Diffusor, vorverdichtet wird. Bei einem be-
    kannten Rürkstoß@antrie#b (dieser Art ist- nur eine
    Verdichterstufe vorgesehen, und -,vIrd das Gas
    hinter,der Gasturbine unmittelbar ohne Verwenfdung
    einer Rückstoßdüse .ausgestoßen, nachdem, es sich in
    ,denn Gehäuse zwischen Brcnnldammer und, Gasturbine und innerhalb icler Gasturbine nur teilweise ausgedehnt hat. Die Verwendung nur einer Ver-:didhbenstufe ergibt keine genügende Verbdichtung und keinen genügenden Schub, und es erfolgt mangels an das Gehäuse anschließender Rückstoßdüse keine vollständige Ausdehnung des. vendich, teten Gases, id. h. keine vollständige Umwandlung der D:ruc!kenergie in kinetische Energie. Bei idem bekannten Rüokstoßantrieb -wird daher lediglich die schon bis zum Ende der Gasturbine in kinebilsche Energie umgewandelte Druckenergie des Gases, d. h. nur ein kleiner Teil seiner Gesamtenergie, ausgenutzt, und ein großer Teil dieser Energie geht inebeisondene als Rotatiomenergie -beim Austritt aus der Gasturfbine verloren, wobei die Rotationskomponente oder G.asgeschwinldi@gkeit überdies eine sehr unerwünschte Ausbreitung und Streuung des ausgestoßenen Strahles zur Folge hat.
  • Die eingangs genannten, Schwierigkeiten für Rückstoß-antriebe bieii Flugzeugen mit großer Geschwindig keit wenden mit dem vorgenannten; bekannten Antrieb- nicht behoben, der insgesamt einen sehr schlechten Wirkungsgrad hat.
  • Gemäß der Erfindung werden die Nachteile des vorgenannten bekannten Rückstoßantriebs dadurch vermieden und die eingangs genannten Schwierigkeiten dadurch behoben, daß der Axialverdichter mehrere Verdichtungsstufen hat und das Hinterendedes Gehäuses hinter der Gasturbine als Rückstoßdüse ausgelbildet ist, in der eine weitere und abschließende Ausdehnung der Auspuffgase der Gasturbine und gegebenenfalls an dieser vorbeigeleiteter, vom Verdichter kommender Luft erfolgt, wobei die Lufteintrittsöffnung des Gehäuses bzw. der hinter der Lufteintrittsöffnung etwa vorgesehene Diffusor so ausgebildet und angeordnet ist, daß bei g a roßer Fluggeschwindigkeit die Luftgeschwindigkeit relativ zum Gehäuse beim Eintritt in die erste Verdichterstufe kleiner ist als die Geschwindigkeit des Flugzeugs.
  • Bekanntlich ist die Vortriebsleistung einer Luftschraube nach .der Lehre von F r o u de gleich dem Produkt aus der von den Flügeln bestrichenen Fläche und dem statischen Druckunterschied der Luft oberhalb und unterhalb dieser Fläche. Man kann daher für eine gleiche aufgewendete Antriebsleistung die gleiche Vortriebsleistung erzielen, indem man die von den Flügeln bestrichene Oberfläche vermindert und die statische Druckdifferenz auf den beiden Seiten der bestrichenen Oberfläche vergrößert. Man ist auf diese Weise darauf gekommen, die Anzahl der Schraubenflügel zu erhöhen, dann weiter zwei gleichachsige Luftschrauben anzuordnen, die eine hinter der anderen, die sich in entgegengesetztem Sinne drehen, und schließlich ein oder mehrere schraubenförmige Räder in -eine m Rumpf unterzubringen. Diese Einrichtungen haben jedoch ihre Grenzen, und das ganz besonders für die großen Fluggeschwindigkeiten. Es ist festzustellen, daß die Vortriebsleistung schnell abnimmt, sobald -die Relativgeschwindigkeit der Luft auf den Flügeln sich der Schallgeschwindigkeit nähert oder diese überholt;- denn. unter diesen Bedingungen nimmt der Widerstand der Flügel beträchtlich zu, während ihr Auftrieb, abnimmt.
  • Die Erfindung bezieht sich, im Gegensatz zu den vorgenannten bekannten Maßnahmen: und im eingangs genannten Sinne, auch auf einen Rückstoßantrieb für Flugzeuge mit großer Geschwindigkeit, bei dem ein Axialverdichter (oder ein Schraubenrad, das nachstehend auch als Verdichter bezeichnet wirrt) in einem geschlossenen, im wesentlichen in Flugrichtung verlaufenden Gehäuse arbeitet, in dem -die durch eine Lufteintrittsöffnung am Vorderteil .des Gehäuses einsgeführte atmosphärische Luft bis zum @V@erd'ichter, vorzugsweise in einem Diffusor, verzögert, hinter dem Verdichter gegebenenfalls, z. B. durch Zufuhr von Motorauspuffgas, erwärmt und dann in dem Gehäuse ausgedehnt wird, wonach das Gas bzw. die Luft das am Hinterende als Rückstoßdüse ausgebildete Gehäuse mit einer der Fluggeschwindigkeit mindestens gleichen Geschwindigkeit verläßt. In diesem Fall ist gemäß der Erfindung der auf die Luftmenge pro Vblumeneinheit bezogene Querschnitt der Lufteintrittsöffnung kleiner als die von den Verdichterflügeln beschriebene Fläche (beider bevorzugten Verwendung eines mehrstufigen Verdichters kleiner als die von den vordersten Verdichterflügeln beschriebene Fläche) bemessen, und die hierdurch verringerte Luftgeschwindigkeit ist der Umlaufgeschwindigkeit der Verdichterflü-gel so angepaßt, daß die Relativgeschwindigkeitder Luft gegenüber den umlaufenden Flügeln beim Durchgang durch diese kleiner ist als; die örtliche Schallgeschwindigkeit in der Luft für die örtliche Temperatur zwischen den Verdichterflügeln, und zwar auch für die Höchstgeschwindigkeit des Flugzeugs oder für die höchste Antriebsleistung. Diese Bedingungen sind bei dem vorstehend beschriebenen bekannten Rückstoß antrieb nicht gegeben, d. h. die Erfindung unterscheidet sich in der zweitgenannten vorstehenden Ausführung von der bekannten Technik dadurch, daß selbst bei Höchstdrehzahl des Verdichters die Relativgeschwindigkeit der Luft an den Verdichterflügeln ständig unter der örtlichen Schallgeschwindigkeit bleibt.
  • Diese zweitgenannte Ausführungsform der Erfindung ist, wie ersichtlich, nicht auf -die fverwendung eines mehrstufigen Axialverdichters, wenngleich -diese bevorzugt ist, beschränkt und auch nicht auf die Verwendung einer Brennkammer und einer Gasturbine-; vielmehr kann die gewünschte Erwärmung der verdichteten Luft durch andere, weiter unten genannte Mittel und in diesem Fall ,der Antrieb des Verdichters auch durch eine, Kolbenbrennkraftmaschine erfolgen.
  • Die Erfindung erstreckt sich in gleicher Weise auf verschiedene Ausführungsformen des Antriebs des Antriebsgeräts durch einen Kolbenmotor oder durch eine Gasturbine, und -die Erfindung umfaßt gewisse vorteilhafte Anordnungen für die Erhöhung des Wirkungsgrades des Antriebsgeräts, insbesondere durch die Erwärmung der Luft, durch die Wiedergewinnung der im Auspuff und bei der Abkühlung des Motors oder durch die Nebenleitung :der Luft um die Gasturbine v erlorengegangenen Wärme.
  • Die Beschreibung, welche im Anschluß an die Zeichnungen verschiedene Ausführungsformen beispielsweise behandelt, setzt auseinander, wie die Erfindung verwirklicht werden kann, wobei die Einzelheiten sich sowohl aus den Zeichnungen als auch aus der Beschreibung ergeben.
  • Abb. i bis 8 und i i bis 16 zeigen in schaubildlichem Schnitt durch die senkrechte Symmetrieebene des Flugzeugs verschiedene Ausführungsformen der Erfindung; Abb.9 und io sind Querschnitte durch einen Flügel in drei verschiedenen Ausführungsformen; Abb. 17 zeigt die Anordnung eines Motors in dem Flugzeugflügel; Abb. 18 zeigt den Grundriß eines ganzen Flugzeuges; Abb. i zeigt das Prinzip des Antriebsgeräts. Die atmosphärische Luft tritt in das Antriebsgerät durch die Öffnung i ein mit einem Gesamtdruck, der im Verhältnis zur Geschwindigkeit des Flugzeugs steht. Sie geht durch den divergenten Kanal oder Diffusor z, .dessen Querschnitt allmählich größer wird und in welchem sich die Luft verlangsamt, wobei ihre mittlere Geschwindigkeit am hinteren Ende des Verteilers vi=vo X L ist, wobei so den Eintrittsquerschnitt und s1 .den Austrittsquerschnitt des. Diffusors, bezeichnet. Dieser Diffusor kann. verkleinert oder ganz fortgelassen werden, je nachdem ob der Stau vordem Flugzeug ganz oder teilweise zur Vorverdichtung herangezogen wird.
  • Hinter dem Diffusor trifft die Luft auf das Antriebsgerät 3. In der Abb. i ist dieses Antriebsgerät dargestellt in Gestalt eines mehrstufigen Verdichters mit schraubenförmigen Flügeln 5 und Leitschaufeln 6, aber er kann in gleicher Weise aus einem einstufigen. Schraubenverdichter oder aus einer einzigen Schraube bestehen, je nachdem es die besonderen Bedingungen der Geschwindigkeit und der Kraft erfordern.
  • Am Austritt des Verdichters besitzt die Luft immer eine Axialgeschwinidigkeit von einer Größe, die annähernd gleich v1 ist, aber sie besitzt einen größeren Druck als bei ihrem Eintritt. Sie wird alsdann in einer Düse q. entspannt, wo sie eine Geschwindigkeit v2 erhält, die höher als -die Geschwindigkeit v. :des. Flugzeugs ist, und durch -das Austreten dieser Luft in die Atmosphäre erhält das ganze System einen Antrieb nach vorwärts, der proportional der Masse der Luft und der Differenz der Geschwindigkeiten v2---v, ist. Dieser Antrieb ersetzt den der Schraube eines gewöhnlichen Flugzeugs und bewirkt den Antrieb des Ganzen.
  • Man sieht, daß durch Wahl der Querschnitte so und s1 des Diffusors und durch Benutzung einer genügend niedrigen Umfangsgeschwindigkeit des Antriebsgeräts man die Relativgeschwindigkeit der Luft in bezug auf die Schaufeln auf einen Wert bringen kann, den man von vornherein festzulegen imstande ist. Im besonderen kann man von vornherein festlegen, daß diese Relativgeschwindigkeit kleiner als die Schallgeschwindigkeit ist oder einen ganz bestimmten Teil dieser Geschwindigkeit darstellt. Für den Fall, daß die Geschwindigkeit v. selbst größer als diese Schallgeschwindigkeit ist und erst recht für viele andere Fälle, bei denen vo kleiner als die Scha1,1geschwindigkeit ist, ist es unmöglich, eine Schraube mit gutem Wirkungsgrad herzustellen, deren Relativgeschwindigkeit am Ende des Flügels genügend unter dieser Schallgeschwindigkeit liegt.
  • Der Fachmann kann,durch gegenseitige Anpassung des. Diffusors-, -der Verdichterradschaufeln und der Drehzahl des Verdichterrads die Relativgeschwindigkeit der Luft zu den Schaufeln stets unter der örtlichen Schallgeschwindigkeit halten.
  • Da die Schallgeschwindigkeit in der Luft mit der Temperatur der Luft wächst und die vorgenommene Verdichtung durch jedes Rad eine Erwärmung zur Folge hat, .ist es klar, daß die kritische Geschwindigkeit der Luft größer sein wird nach dem Durchgang durch -dass erste Rad als vorher.
  • Es ist daher möglich, für das zweite Rad eine Umfangsgeschwindigkeit zu benutzen, die etwas größer ist, was. gestattet, einen etwas größeren Durchmesser zu nehmen und so weiter für jede folgende Stufe.
  • Die Abb. 2 zeigt ein Antriebsgerät gemäß dieser Anordnung, bei welcher die Durchmesser -der einzelnen Räder a)5, 26 und 27 entsprechend wachsen.
  • Für die Anpassung des Antriebsgeräts an die verschiedenen Bedingungen der Betätigung des Flugzeugs, die sehr veränderlich sind, je nachdem es nahe am Boden oder in bestimmter Höhe fliegt, in waagerechter Richtung oder aufwärts steigend, ist eine Regelvorrichtung vorgesehen.
  • Diese Vorrichtung, die in Abb-. 3 dargestellt ist, besteht aus einer oder mehreren Klappen 7, die um eine Achse 8 drehbar sind und die je nach ihrer Einstellung den Querschnitt der Düse q. verändern. Diese Klappen werden von dem Flugzeugführer bedient mittels einer geeigneten übertragungsvorrichtung.
  • Der Flugzeugführer regelt die Leistung des Motors wie gewöhnlich mittels des Gashebels, aber außerdem gestattet ihm die Einstellung der Klappen 7, das Antriebsgerät allen auftretenden besonderen Umständen anzupassen.
  • Insbesondere entspricht die Öffnung der Klappen einer Vergrößerung -der Leistung und ihr Schließen einer Verminderung für eine gleichbleibende Betriebsgeschwindigkeit.
  • Andererseits ist es ersichtlich, daß, wenn man die Öffnung dieser Düse vergrößert, die Austrittsgeschwindigkeit der Luft v2 sich vermindert, aber die Masse der in Tätigkeit gesetzten Luft sich vergrößert. Diese Anordnung ist vorteilhaft, um einen höheren Antrieb mit gutem Wirkungsgrad zu erreichen, wenn die Geschwindigkeit des Flugzeugs relativ gering ist.
  • Wenn sich aber die Geschwindigkeit des Flugzeugs vergrößert, so hat man die Klappen 7 so einzustellen, daß die Öffnung der Düse verkleinert wird, woraus sich ergibt, daß die Austrittsgeschwindigkeit der Luft v2 seich vermehrt, was den Wirkungsgrad bei hoher Geschwindigkeit aufrechterhält und so gestattet, dem Flugzeug einen größeren Antrieb unter höherer Geschwindigkeit zu geben.
  • Außerdem gestattet die Benutzung der Klappen, die Wirkung des ganzen Systems der jeweiligen Höhe anzupassen.
  • Es versteht sich von selbst, daß diese Klappen ersetzt werden können durch irgendeine andere Vorrichtung, welche den Querschnitt der Düse zu verändern gestattet.
  • Ein anderes Mittel der Anpassung des Antriebsgeräts, das für sich oder gleichzeitig mit dem beschriebenen benutzt werden kann, besteht in der Einstellung der Schaufeln des Verdichters, welche leicht durchgeführt werden kann infolge der geringen. Maße der Schaufeln und ihrer geringen Relativgeschwindigkeit, und zwar gleichzeitig mit der Einstellung der Leitschaufeln oder für sich allein. Man kann durch das eine oder andere dieser Mittel oder auch durch beide gleichzeitig die Charakteristiken des !Verdichters verändern, um sie den verschiedenen Bedingungen anpassen zu können.
  • Insbesondere kann es auch wesentlich sein, die Wirkung des Verdichters einer größeren Höhe anzupassen, und zwar derart, daß er in diesem Augenblick die volle Leistung des Motors aufnimmt; aber in dem Fall, indem das Antriebsgerät am Boden wirkt, würde die vom Verdichter aufgenommene Leistung für den Motor zu groß sein. Um diesen Übelstand zu vermeiden, kann man die Richtung der Schaufeln eines oder mehrerer Räder in der Weise verändern, daß die Leistung, welche sie aufnehmen, sich verringert oder selbst praktisch Null wird. Ebenso könnte man gleichzeitig oder ohne das angegebene Mittel die Richtung einer oder mehrerer Leitschaufeln in der Weise ändern, daß durch die Abänderung, welche sich daraus in der relativen Richtung der Luft in den folgenden Rädern ergibt, die Leistung, welche sie aufnehmen, vermindert oder praktisch selbst Null wird.
  • Schließlich wäre es auch noch möglich, die durch den Verdichter aufgenommene Kraft zu vermindern, indem man ein oder mehrere Räder abkuppelt, welche dann leer auf der Welle umlaufen und praktisch keine Leistung absorbieren, oder auch indem man eine oder mehrere Leitschaufelanordnungen in der Weise freigibt, @daß sie sich unter der Wirkung der Luft drehen können.
  • Diese Anordnung ist dargestellt in Abb. 3 a. In dieser Abbildung kann der Leitschaufelkranz 65, der zwischen den beiden Rädern 66 und 67 sitzt, sich um die Welle drehen, da er mit Kugellagern 68 auf dieser sitzt.
  • Bei der normalen Wirkung ist dieser Leitschaufelkranz fest mit dem Körperdes Verdichters verbunden, beispielsweise durch eine außenliegende Scheibe 69, welche zwischen zwei festen Scheiben? 0 und 71 festgeklemmt werden kann, oder durch irgendeine andere geeignete Kupplungsvorrichtung.
  • Wenn man die Scheibe 69 durch Entfernen der Scheiben 70 und 71 freigibt, so kann sich der Leitschaufelkranz auf seinem Kugellager unter der Wirkung der durch den Verdichter hindurchstreichenden Luft drehen, und er nimmt eine solche Geschwindigkeit an, daß die Gesamtwirkung der beiden Räder 66 und 67 nicht größer ist als die Wirkung eines einzelnen; Rades. Diese Anordnung ist besonders vorteilhaft.
  • Es ist in: gleicher Weise für ein mit großer Geschwindigkeit fliegendes Flugzeug sehr wichtig, unter gewissen Umständen durch eine wirksame Bremsung ,den Flug zu verlangsamen. Mit dem Antriebsgerät nach dieser Erfindung ist dies leicht ausführbar, und zwar mittels einer Bremsanordnung, die in Abb. 4 dargestellt ist.
  • Diese Anordnung besteht aus einer Klappe 9, die in normaler Stellung in Richtung der Wand der Düse 4 liegt oder außerhalb des Luftstroms, der durch diese Düse hindurchgeht, derart, daß kein schädlicher Widerstand entsteht. Die Klappe kann beispielsweise in diesem Augenblick in einer Vertiefung zo verborgen liegen.
  • Wenn der Flugzeugführer eine Bremsung hervorrufen will, betätigt er die Klappe 9 durch. eine geeignete Vbrrichtung, derart, daß sie in eine Stellung kommt, wie sie in,der Abbildung dargestellt ist.
  • Man erkennt leicht; daß in diesem Fall der Luftstrom, der durch die Düse streicht, nach vorn abgelenkt und in die Atmosphäre ausgestoßen wird in einer Richtung, die -schräg nach vorn verläuft, und zwar mit sehr großer Geschwindigkeit. Anstatt in Richtungsdes Fluges des Flugzeugs wird alsdann der durch den Rückstoß der Düse erzeugte Druck entgegengesetzt gerichtet und erzeugt infolgedessen eineBremswirkung, welche sehr erheblich sein kann. Diese Anordnung kann brauchbar sein beispielsweise im Kampf oder im Augenblick der Landung. Man erkennt, daß diese Anordnung im Gegensatz zu den üblichen Klapperanordnungen eine Bremswirkung verursacht, die sich nicht auch dem Wert Null nähert, wenn die Geschwindigkeit des Flugzeugs Null wird. überdies gestattet eine derartige Bremsvorrichtung, gegebenenfalls den Motor voll laufen zu lassen, sei es an einem festen Punkt, sei es während der Landung, sei es während eines Bremsmanövers in einem Kampf, um augenblicklich hinter einem langsamer fliegenden Flugzeug in richtigem Albstand bleiben zu können.
  • Andererseits kann man .die Nutzarbeit, die durch die Düse erzeugt wird, vermehren mittels Erwärmung der Luft nach ihrer Verdichtung und vor -der Ausdehnung. Man weiß, daß bei einem gegebenen Druck die Fließgeschwindigkeit der Luft in einer Düse um so größer ist, je höher ihre Temperatur ist; andererseits vergrößert sich, wie schon oben ausgeführt wurde, der Druck des Antriebsgeräts mit der Austrittsgeschwindigkeit der Luft. Wenn man also, ohne .irgendein anderes Betriebsverhältnis des Antriebsgeräts zu ändern, das Gas vor seinem Durchtritt durch die Düse 4 erwärmt, so vergrößert man -,den Druck und damit auch die: Nutzbarkeit des Antriebsgeräts. Man kann über-.dies diese Erwärmung erzielen ohne zusätzlichen Verbrauch von Brennstoff, indem man in den Luftstrom vor der Düse die Auspuffgase des Motors leitet.
  • Man kann in gleicher Weise an dieser Stelle und vordem Auspuff die Kühlvorrichtung für das durch den Motor laufende Wasser anordnen und gegebenenfalls auch,die Kühlvorrichtung für das Öl. Man überträgt an die Luft, um -,diese eine Nutzarbeit ausführen zu lassen, alle die Wärmeeinheiten, welche im anderen Fall durch den Auspuff und durch die Abkühlung des Motors verlorengehen würden. Diese Anordnung ist dargestellt in Abb. 5.
  • In dieser Abbildung ist 12 der Motor, und 13 sind die Kühler für das umlaufende Wasser und für das Schmieröl.
  • Der Auspuff des Motors 12 wird in einem Sammler i i geführt, welcher hier in Gestalt eines Rings ausgeführt ist, aber auch jede andere geeignete Gestalt haben kann und aus dem die Auspuffgase austreten, um sich mit der verdichteten Luft zu vermischen.
  • Um zu vermeiden, daß ein zusätzlicher Widerstand beim Fließen der Luft und ein Gegendruck des Auspuffs entstehen, ist vorgesehen, daß das. Gemisch der Gase mittels einer solchen Vorrichtung erzielt wird, daß das Strömen der Luft und des Gases merklich in derselben Richtung verlaufen.
  • Man kann jedoch :dieses Gemisch auch durch jede andere vorteilhafte Einrichtung erzeugen, ohne aus dem Geltungsbereich der Erfindung herauszukommen.
  • Es ist in gleicher Weise in gewissen Fällen nützlich, den Sammler für den Auspuff in zwei oder mehrere Teile zu zerteilen, wobei ein jeder den Auspuff eines Zylinders oder einer Gruppe von Zylindern aufnimmt, damit die Auspuffgase in einem einzigen Sammler sich nicht gegenseitig beeinflussen.
  • Man kann in gleicher Weise den Motor oder wenigstens die Zylinder in den Luftstrahl selbst vor seinem Eintritt in die Düse .f anordnen, um die Gesamtheit der nach außen vom Motor verbreiteten Wärme auszunutzen. Diese Anordnung ist besonders vorteilhaft, wenn es sich um luftgekühlte Motoren handelt, denn auf diese Weise ist die Abkühlung des Motors vollkommen gesichert, und alle sonst verlorengehenden Wärmeeinheiten werden somit ,der Luft zugeführt, um ihre Temperatur zu erhöhen und ihre Nutzarbeit zu vergrößern.
  • Abb. 6 zeigt diese Anordnung bei einem ;Motor mit Zylindern, die in einer oder mehreren Geraden angeordnet sind. In dieser Abbildung mischt sich der Auspuff des Motors bei 14 mit der verdichteten Luft vor ihrem Eintritt in die Düse .4.
  • Abb. 7 zeigt dieselbe Anordnung bei einem Sternmotor, da diese Art des Motors sich besonders gut für diese Ausführung eignet. In dieser Abbildung sind -die Zylinder 15 von -der vom Antriebsgerät kommenden Luft umspült, und sie puffen direkt in diese Luft durch die Düsen 16 aus.
  • In diesem Fall oder wenn man den durch das Antriebsgerät erzeugten Druck noch vermehren will, ist es möglich, die Temperatur der Luft mittels einer zusätzlichen Erwärmung zu erhöhen, die beispielsweise durch einen oder mehrere Brenner 17 erzeugt werden kann, in welche man eine zusätzliche Menge Brennstoff schickt. Diese Brenner werden vorzugsweise in dem Luftstrom so verteilt, daß sie eine möglichst gleichmäßige Temperatur erzeugen. Diese Anordnung hat den Nachteil eines zusätzlichen Verbrauchs an Brennstoff, welcher nicht mit sehr großem Wirkungsgrad Verwendung findet und infolgedessen den Gesamtwirkungsgrad der Anordnung ein wenig vermindert während des Gebrauchs der zusätzlichen Brenner; aber diese Anordnung stellt nichtsdestoweniger einen großen Vorteil dar, wenn es nötig ist, augenblicklich über einen Kraftüberschuß für eine kurze Zeit zu verfügen, beispielsweise im Augenblick des Startens oder eines schnellen Aufstiegs oder auch im Kampf.
  • In diesem Fall ist der Verbrauch von Brennstoff von geringer Wichtigkeit in Anbetracht der kurzen Dauer der Überlastung. Dieses 'Verfahren der Überlastung, ,das angewandt werden kann, welches:. auch die Art und Weise des Antriebs des Antriebsgeräts sei, bietet den seltenen Vorteil, weder eine fühlbare Erhöhung des Gewichtes des Flugzeugs noch eine Verminderung des Wirkungsgrades des Motors und des Antriebsgeräts bei normalem Leistungsbedarf zu verursachen.
  • Die in: den bisher behandelten Abbildungen dargestellten Einzelheiten sind nur als Beispiel gewählt, um die Wirkung des Antriebsgeräts darzulegen, aber man kann sich auch selbstverständlich Änderungen denken, ohne aus dem Rahmender Erfindung herauszugehen. So stellt beispielsweise Abb. 8 eine Abänderung dar, bei welcher der Motor vor dem Antriebsgerät angeordnet ist.
  • Außer den schon angegebenen Vorteilen für das Antriebsgerät, denen man noch den höheren Wirkungsgrad der Gesamtanordnung hinzufügen kann, besonders im Fall der Wiedergewinnung der Wärmeeinheiten des Auspuffs und der Abkühlung des Motors, welcher gestattet, eine Antriebsvorrichtung zu verwirklichen, deren scheinbarer Wirkungsgrad den Wert i zu erreichen vermag, kann nach der Erfindung eine bestimmte Anzahl von Anordnungen getroffen werden, welche von wesentlicher Bedeutung für die Führung und die Wirkung des: Flugzeugs im Flug sind.
  • Die hauptsächlichsten dieser Anordnungen sind folgende: Zunächst kann die Reaktionsdüse q, mit Ablenkungsklappen 18 (Abb.8) versehen sein, deren Einstellung durch den Flugzeugführer erfolgt. Diese Klappen gestatten, die Richtung des Luftstroms am Ausgang und infolgedessen die Richtung ,des, Antriebsdrucks beliebig zu ändern. Es ergibt sich daraus, daß man dem Flugzeug eine große, in der Querrichtung liegende Kraft geben kann, durch ,die es möglich ist, mit Leichtigkeit scharfe Kurven zu fliegen und die eine große Geschmeidigkeit des Manövrierens verleiht, wie sie auf Schiffen durch die verstellbaren Schrauben erzielt wird.
  • Es versteht sich von selbst, daß die Ablenker i8 sowohl für die Änderung,der Fahrtrichtung als auch für die Änderung,der Höhenrichtung oder für beide gleichzeitig vorgesehen sein können. Man kann gleicherweise die Änderung der Richtung der Gase am Austritt erzielen, wenn man die Gesamtanordnung des Antriebsgeräts unter Benutzung einer geeigneten Aufhängevorrichtung ändert, die eineiDrehung gegen die normale Stellung ermöglicht.
  • Diese Anordnung könnte vorzugsweise vor den Klappen oder in Verbindung mit diesen Verwendung finden in dem Fall, in dem man während genügend langer Zeiträume eine Einstellung des Luftstrahls unter einem gewissen Winkel zur Richtung des Flugzeugs zu erhalten wünscht. Beispielsweise kann es erwünscht sein, den Auftrieb des Flugzeugs zu vergrößern, indem man den Luftstrahl des. Antriebsgeräts leicht nach unten richtet. In der Tat kann die senkrechte Komponente, -die dabei entsteht, in bezug auf das Gewicht :des Apparates beträchtlich sein und die Tragfähigkeit der Flügel erhöhen, Man kann von dieser Eigenschaft selbst in dem Fall Nutzen ziehen, wenn ;das. Antriebsgerät nicht verstellbar ist, indem man am Austritt :der Düse diesem eine leichte Richtung nach unten gibt. Diese Einstellung ist veränderlich mit der Bauart des Flugzeugs und mit dem für die Flügel gewählten Profil, und die beste Stellung wird im allgemeinen wenig verschieden von der Richtung :der Vorderkante des Flügels sein.
  • Da -die Wirkung des Antriebsgeräts das Ansaugen einer großen Menge Luft aus der Atmosphäre benötigt, so kann man dies benutzen, um den Widerstand gegen die Bewegung des Flugzeugs soviel wie möglich zu vermindern, indem man Luft an den Punkten ansaugt, wo die Oberflächen des Flugzeugs den größten Widerstand bieten, beispielsweise an der Vorderkante des Flügels. Abb. g zeigt diese Anordnung.
  • Die Luft wird durch eine Öffnung 1g zugeführt, die über die ganze Länge :des Flügels oder einen Teil derselben angeordnet ist, und sie dringt dann in einen Kanal 2o, ,der die angesaugte Luft dem Antriebsgerät zuführt. Richtungsflügel können vorgesehen werden zwischen der Öffnung und dem Kanal oder in diesem, um,den Widerstand des Kreislaufs der Luft möglichst zu verringern.
  • Man kann in gleicher Weise die Rückstoßdüsen des Antriebsgeräts in einer solchen Lage anordnen, daß sie einen zusätzlichen Auftrieb der Flügel erzeugen. Man kann z. B. diese Düsen als enge Öffnung 2i (Abt. g) ausführen, die über die ganze Länge oder über einen Teil der Länge des Flügels angeordnet ist, um dadurch die Grenzschicht an der Stelle fortzublasen, wo sie sich anzuhäufen sucht; dadurch entsteht ein zusätzlicher Auftrieb entsprechend demjenigen, der durch einen Flügel mit einer Öffnung entsteht, der aber viel wirksamer sein kann, denn :der verfügbare Blasdruck ist merklich stärker.
  • Das Fortblasen der Grenzschicht kann, anstatt auf einer Linie zu erfolgen, auch auf mehreren Linien vorgesehen sein, um auf dem ganzen Flügel die Anhäufung einer Grenzschicht zu vermeiden, selbst für ganz große Anstellwinkel, was somit gestattet, einen beträchtlichen zusätzlichen Auftrieb zu erreichen und die Geschwindigkeit erheblich zu vermindern, z. B. im Augenblick des Startens oder des. Landeis. Abb. g a zeigt diese Anordnung.
  • Anstatt die Grenzschicht mittels des Auspuffs des Antriebsgeräts fortzublasen, ist es auch möglich, sie mittels einer oder mehrerer Öffnungen anzusaugen, die längs des Flügels vorgesehen sind und auf den ganzen Flügel oder einen Teil desselben einwirken. Diese Anordnung ist in Abb. io dargestellt. Die Öffnungen 23 lassen die Luft in den Sammelraum 2o eintreten, der mit der Luftzuführung des Antriebsgerätts verbunden iGt.
  • Endlich kann man gemäß einer anderen Ausführungsform einen Teil des Auspuffs des Antriebsgeräts in eine Leitung 24 führen (Abt. io), die seich im . Ansatzpunkt des Flügels befindet, um durch Erwärmung die Vereisung zu verhindern. Die so verwendeten Gasse strömen in die atmosphärische Luft aus mittels kleiner Düsen, die ebenso wirken wie die erwähnten Hauptdüsen und die ihre Antriebswirkung noch dem Gesamtantrieb hinzufügen. So wird die Beseitigung des Baiees ohne Verlust an Wirkungsgrad erzielt.
  • Diese Düsen können auch als Schlitze ausgebildet werden, die am Ende der Flügel angeordnet sind und an diesen Punkten einen zusätzlichen Auftrieb bewirken und den gewünschten Antrieb.
  • In dem Vorhergehenden ist vorausgesetzt, daß das Antriebsgerät durch einen hin und her gehenden Motor angetrieben wird, z. B. durch einen Otto- oder Dieselmotor. Aber dieses Antriebsgerät kann auch durch einen andern Motor angetrieben werden, z. B. durch eine Gasturbine, und in diesem Fall ergeben sich ausgezeichnete Anordnungen.
  • Abb. i I zeigt ein Antriebsgerät, das .durch eine Gasturbine angetrieben wird.
  • Die Luft tritt bei i ein und wird in dem Diffusor 2 verzögert, dann durch das Anbniebsgerät 3 verdichtet, das als einstufiger oder mehrstufiger Verdichter ausgeführt sein kann. Im dargestellten Beispiel hat er drei Druckstufen mit schraubenförmigen Laufschaufeln und Leitschaufeln.
  • Am Ausgang des Verd:i,chters wird die Luft durch eine odermehrere Brenner 3 1 erwärmt, die in einer oder mehreren Verbrennungskammern untergebracht sind. In der Abbildung hat die Verbrennungskammer 31 ringförmige Gestalt und besitzt eigne bestimmte Anzahl kleiner Brenner, die regelmäßig ,im Gehäuse angeordnet sind. Am Ausgang der Verbrennungskammer wird die verdichtete Luft in den Düsen 33 der Turbine 34 entspannt.
  • Am Ausgang ist die -Antriebsdüse 4 angeordnet, wodurch die höhere Geschwindigkeit v2 erreicht wird, die nötig ist, um den Antrieb des Apparates zu bewirken. Diese Düse kann, wie beschrieben, mit Regelklappen versehen sein, die dem. Querschnitt der öffnung 2 verändern, oder es können auch verstellbare Ablenkungsklappen vorgesehen sein.
  • Wenn das Antriebsgerät durch eine Gasturbine angetrieben wird, so ist die Temperatur der Gase am Austritt aus dieser noch relativ -hoch, und wenn man sie unmittelbar in die Atmosphäre schickt, wird ein wenig günstiger Wirkungsgrad erzielt infolge desi Verlustes von Wärmeeinheiten, die .in die Atmosphäre gelangen.
  • Um den Wirkungsgrad zu vergrößern, kann man die Gase, bevor sie ausgedehnt werden, mit einer gewissen Menge Luft mischen, die einen entsprechenden Druck und eine entsprechende Geschwindigkeit hat. Auf diese Weise verringert man die Temperatur des Gemisches, das in die Atmosphäre geschickt wird, indem man die Masse des Mediums vermehrt. Dadurch wird eine gewisse Verbesserung des Wirkungsgrades erzielt.
  • Abb. 1z zeigt eine Anordnung, bei welcher Luft durch die Öffnungen 36 eingeführt und in einfachster Waise durch ihren Durchgang durch den Diffusor 37 verdichtet wird.
  • Nach ihrer Mischung in 3$ mit den Auspuffgasen der Turbine dehnt sich das Gemisch in der Düse 39 aus, bevor es in die Atmosphäre mit der Geschwindigkeit v2 eintritt. Es ist klar, daß diese Anordnung nur verwendet werden kann, wenn das Ausdehnungsverhältnis in der Düse 39 verhältnismäßig gering ist.
  • Um diesen Nachteil zu vermeiden, kann man die Erwärmung der kalten Luft mittels eines Oberflächenerwärmers oder eines Wärmeaustauschers bewirken, wodurch man die Mischung mit den Verbrennungsgasen der Turbine vermeiden kann.
  • Da in diesem Fall die Gase verschiedene Drucke haben können, kann man diesen entsprechend fest ausgebildeten Wärmeaustauscher in den Strahl der heißen Gase nach ihrer Ausdehnung iin der Düse 39 anordnen.
  • Wenn man jedoch größere Ausdehnungsverhältnisse ausnutzen will, so muß man die Ausführung nach Abb. 13 wählen.
  • Bei dieser Anordnung wird die von dem Antriebsgerät 40 kommende Luft in zwei Teile geteilt, von denen der eine nochmals durch den Kompressor 41 verdichtet wird, worauf sie in die Verbrennungskammer 32 kommt, wo sie mittels des Brenners 3 i erhitzt wird; sie dehnt sich dann in der Gasturbine 34 aus, die hier als einstufige Turbine der Einfachheit halber dargestellt isst, die aber auch mehrstufig sein kann.
  • Der andere Teil der Luft, die vom Kompressor 40 kommt, geht durch eine unmittelbare Leitung 42, die einen Umgehungskanal der Gasturbine bildet, und findet dann in dem Raum 43 die Auspuffgase der Turbine vor. Der Verdichter 41 und die Turbine sind so gebaut, daß der Druck und die Gesch-,vindigkeit der Luft und des. Gases in 43 annähernd gleich sind, so daß das Gemisch ohne Verlust an Energie durch Wirbel arbeitet.
  • Die mit hoher Temperatur aus der Turbine heraustretenden Gase erhitzen die relativ kalte Luft, die aus der Umgehungsleitung kommt, und das Ganze wird alsdann in der Düse 39 ausgedehnt, so daß die für den Antnieb notwendige Geschwindigkeit erzielt wird.
  • Diese Anordnung hat mehrere Vorteile. Insbesondere kann man ohne Nachteil die Temperatur der in der Verbrennungskammer 32 erzeugten Gase erhöhen und dadurch den Wirkungsgrad der Gasturbine vergrößern, und man berichtigt die zu hohe Temperatur am Austritt der Gase dadurch, daß man in geeignetem Maße das Verhältnis der durch die Nebenleitung gehenden Luft vergrößert. Andererseits wird die durch die Verbrennungskammer nach außen verlorengegangene Wärme in der Umgehungsleitung 4a wiedergewonnen, wo sie zur Erwärmung der Spülluft beiträgt. Man kann sogar die Anordnung so treffen, daß die Luft, welche durch den üblichen zum Ausgleich des Axialdruckes der Luft auf die Verdichterräder dienenden Gleichgewichtskolben 44 des Verdichters umgebenden unvermeidbaren Zwischenraum abzweigt, den Rest der Oberfläche der Verbrennungskammer bespült, so daß die gesamte verlorengegangene Wärme wiedergewonnen wird. Diese Luft kann dann in die Mischkammer 43 zurückgeschickt werden, indem sie z. B: das Turbinenrad am unteren Teil der Schaufeln durchströmt, die entsprechend ausgebildet werden.
  • In Abb. 13 ist das Antriebsgerät in Gestalt eines mehrstufigen Kompressors dargestellt, dessen letzte Stufen nur den für die Turbine bestimmten Teil der Luft verdichten, wobei diese beiden Teile des Verdichters auf dieselbe Welle aufgekeilt sind. Aber mit Rücksicht auf die verschiedenen, durch diese beiden Teile der Maschine behandelten Luftvolumen und mit Rücksicht auf die verschiedenen Drucke, die erzeugt werden müssen, kann es vorteilhaft sein, den Verdichter als. zwei verschiedene Körper auszuführen, deren, bewegliche Teile mit verschiedenenGeschwindigkeiten umlaufen. Abb. 14 zeigt diese Anordnung.
  • Sie unterscheidet sich von der vorhergehenden dadurch, daß der Verdichter 41, der die Gasturbine speist, direkt von dieser angetrieben wird, wobei diese beiden Maschinen auf dieselbe Welle aufgekeilt sind, während das Antriebsgerät 40, das sich gemäß der Erfindung mit verhältnismäßig geringer Geschwindigkeit drehen soll, mittels eines Untersetzungsgetriebes. 45 angetrieben wird. Dieses Untersetzungsgetriebe ist hier in Gestalt eines Zahnradgetriebes ausgebildet, aber es kann auch irgendeine andere bekannte Bauart haben.
  • Man erkennt, daß, um eine genaue Anpassung sowohl des Antriebsgeräts als auch des Verdichters der Turbine zu. erzielen, wenn die Energie, die Geschwindigkeit und die Höhe des: Flugzeugs sich ändern, es nötig sein kann, den Ertrag der von den beiden Maschinen gelieferten Abflußmenge abzuändern. Diese Abänderung kann mit Maschinen, deren Geschwindigkeit in Übereinstimmung sind, verwirklicht werden, aber sie bedingt eine Schwierigkeit der Anpassung bezüglich dem Betriebspunkt jeder .der Maschinen. Man kann dem abhelfen durch den Gebrauch von Verdichtern mit einstellbaren Flügeln oder mit einstellbaren Leitschaufeln, mit abkuppelbarem Rad oder mit Leitschaufeln, welche frei gelassen werden können, wie oben auseinandergesetzt wurde, aber man läßt viel vorteilhafter das Antriebsgerät und den Verdichter mit Geschwindigkeiten laufen, welche in gewissem Maße unabhängig voneinander sind, Man kann zu diesem Ergebnis mit einer Anordnung kommen, wie sie in Abb. 15 dargestellt ist, bei welcher das Antriebsgerät 4o durch das Turbinenrad 46 mittels der Welle 47 angetrieben wird, während der Verdichter 41 durch das Turbinenrad 48 mititels der konzentrisch zur Welle 47 angeordneten Hohlwelle 49 angetrieben wird. Bei dieser Anordnung hat die Gasturbine zweii Stufen 48 und 46, und jede von ihnen kann einstufig oder mehrstufig sein, wobei sie hintereinander durch die aus der Verbrennungskammer 32 kommenden Gase durchströmt werden.
  • Eine besonders vorteilhafte Anordnung besteht darin, zwei Turbinenräder 48 und 46 zu gebrauchen, die in entgegengesetzter Richtung umlaufen, und die kinetische Energie der in den Düsen 5o ausgedehnten Gase auszunutzen, wobei diese Düsen 5o vor dem erstenRade liegen; dabei kann eine geringe zusätzliche Ausdehnung gegebenenfalls in den Leit schaufeln 51 bewirkt werden, welche die beiden Räder trennen.
  • Mit dieser Anordnung kann der Wirkungsgrad der Turbine besonders gesteigert werden, denn der durch die Richtungsänderung des Stroms in dem L°itschaüf°lkranz 51 entstandene Verlust ist sehr gering. Man kann die Anordnung auch so treffen, daß die Abweichung zwischen den beiden Rädern praktisch Null ist, und man kann dann die Leitschaufeln 51 vollständig fortlassen.
  • In dieser Abb. 15 wird die aus dem Verdichter 41 kommende Luft in einem ringförmigen Kanal -52, aufgenommen, welcher durch das Rohr 53 mit der Verbrennungskammer 32 in Verbindung steht, von wo aus sie nach Erwärmung durch den Brenner 31 durch die Leitung 54 hindurch in den Kanal 5.5 gelangt, der die Düsen der Gasturbine speist.
  • Anstatt einer einzigen Verbrennungskammer kann man auch mehrere benutzen, beispielsweise deren drei, welche dann regelmäßig um die Maschine herum verteilt werden, wobei eine jede die Rohre 53 und 54 für die Zuführung der Luft .und die Abführung der Gase besitzt und in gleicher Weise mit einem oder mehrerenBrennernversehen ist.
  • Der Teil der Luft, welcher nicht durch die Gasturbine hindurchgeht, wird abgeleitet durch düe Umgehungsleitung 42 und vereinigt sich in der Mischkammer 43' wieder mit den Auspuffgasen der Turbine, welche ihn erwärmen. Die Gasmischung wird alsdann durch die Düse 39 ausgedehnt, bevor sie in die Atmosphäre tritt.
  • Im Fall eines durch eine Gasturbine angetriebenen Antriebsgeräts ist es klar, daß man in gleicher Weise, wie dies oben auseinandergesetzt wurde, die Erwärmung der durch die Umgehungsleitung strömenden Luft mittels eines oder mehrerer Brenner bewirken kann, in - welche man eine zusätzliche Menge von Brennstoff einführt, um augenblicklich eine erhöhte Kraftleistung bewirken zu können, allerdings mit leichter Verminderung des Wirkungsgrades während dieser Zeitdauer.
  • Es versteht sich von selbst, daß die Düse 39 ebenso wie die Eintrittsöffnung i unterteilt sein können, so da,ß mehrexeDüsen< entstehen, die parallel wirken und irgendeinen geeigneten Querschnitt und Gestalt haben können. Die Düsen können z. B. einen kreisförmigen Querschnitt haben, oder sie können rechteckig oder stark abgeplattet in Gestalt eirncs Schlitzes sein. Sie können hinten, seitlich des Mo @ torengehäuses, des Flugzeugrumpfes oder der Flügel angeordnet sein, wofür mehrere beispielsweise Ausführungsformen oben angegeben wurden.
  • Wenn der Verdichter durch eine Gasturbine angetrieben wird, so können die beweglichen Laufschaufeln und die Leitschaufeln des Verdichters oder der Verdichter einstellbar gemacht werden, und zwar an der ganzen Maschine oder an einzelnen Rädern oder Radgruppen, wie es bereits beschrieben wurde für das durch einen Kolbenmotor angetriebene Antriebsgerät.
  • Das Anlassen des Antriebsgeräts durch einen Kolbenmotor bietet keine anderen Schwierigkeiten als diejenigen, welche für die Wirkung am Boden bereits angegeben sind, wenn das Gerät für eine bestimmte Flughöhe angepaßt ist. Beim Antrieb durch eine Gasturbine muß eine besondere Einrichtung für das Anlassen vorgesehen werden. Diese Anordnung .isst leicht ausführbar. Es genügt z. B. ein kleiner Anlaßmotor (in Abb. 12 bei 64 dargestellt), welcher die Gasturbine beim Anlassen mitnimmt und dann abgekuppelt wird.
  • Man kann auch in die Verbrennungskammer Luft hineinschicken, die von einer Druckluftflaschenbatterie kommt und in entsprechender Weise entspannt wird. Diese Luft wird alsdann durch die Brenner erwärmt, und sie gestattet das Anlassen der Gasturbine und damit auch des Verdichters. In diesem Augenblick kann man die Druckluftflaschen entfernen, die auf dem Boden bleiben könnten, und das Flugzeug müß auf einem festen Punkt während des Anlassens des Turbokompressors gehalten werden.
  • Eine andere Lösung, welche große Vorteile in bezug auf Einfachheit und. Schnelligkeit bietet, besteht darin, das Anlassen es Antriebsgeräts durch Einblasen von Druckluft durch die Öffnung i mittels einer Gruppe von Motorventilatoren zu bewirken, welche auf einem Wagen angeordnet sind und welche ein. schmiegsames oder einstellbares Rohr zur Umhüllung der Öffnung i erhalten, wobei natürlich das Flugzeug solange festgehalten werden muß.
  • Der so im Antriebsgerät erzeugte Luftstrom ermöglicht es, die Brenner 31 anzuzünden und die Gasturbine anzulassen, die dann die nötige Leistung für den Antrieb der Kompressoren liefert. Die Beschleunigung dieser Turbine erfolgt alsdann leicht und schnell durch die Regelung .der Menge des Brennstoffes, und der Wagen, der den Hilfsventilator trägt, kann dann entfernt werden, damit das Flugzeug aufsteigen kann.
  • Man kann .ih gleicher Weise eine Gruppe verschiedener Antriebsgeräte vorsehen, die gleichzeitig durch einen. Kolbenmotor und eine Gasiturbine angetrieben werden.
  • Abb. 16 zeigt eine derartige Anordnung. In dieser Abbildung treibt der Kolbenmotor 12 den Kompressor56an,_-..cier in 'die Verbrennungskammer 5% auspufft, wobei die Luft durch den Brenner 58 erwärmt wird. Diese Verbrennungskammer kann in gleicher Weise die Auspuffgase des Motors 12 aufnehmen, welche durch einen Teil der durch den Verdichter 56 erzeugten Luft vorverdichtet werden.
  • Die aus der Verbrennungskammer 57 kommenden heißen Gase werden in die Gasturbine 59 geschickt, welche infolge der Wiedererwärmung der Gase eine Leistung erzeugen kann, die größer als .die des Motors 12 ist. Diese Turbine treibt ihrerseits das Antriebsgerät 6o an.
  • Die durch die Öffnung i einströmende atmosphärische Luft erhält eine Verdichtung durch das Antriebsgerät 6o, vermischt sich bei 61 mit den Auspuffgasen der Turbine, und das ganze Gemisch wird dann ausgedehnt in der Düse 39, bevor es in die atmosphärische Luft eintritt, -um den Antrieb des Flugzeugs zu bewirken. Anordnung ist besonders vorteilhaft für ein zweimotoriges Flugzeug, in welchem die Kolbenmotoren i2, die eine gewisse Überwachung erfordern, in einem zugängigen Teil untergebracht werden können, z. B. in dem Motorrahmen, während das Antriebsgerät selbst außen in besonderen Gondeln oder innerhalb der Flügel untergebracht werden kann.
  • Es ist noch zu bemerken, daß die verschiedenen Typen der Arbeitsgeräte, die beschrieben wurden, sich besonders gut eignen für die verschiedensten Arten von Flugzeugen und entweder in dem Motorrahmen oder in besonderen Gondeln, in den Flügeln oder in vor diesen angeordneten Vorbauten angebracht werden können.
  • Die Abb. 17 und 18 zeigen, z. B. im Schnitt und Grundriß ein viermotoriges Flugzeug, bei welchem die vier Antriebsgeräte 61 etwas vor den Flügel vorspringen und alle auspuffen in eine schlitzförmige ;Düse über dem oberen Flügel, wo sich eine Anhäufung der Grenzschicht, bilden will.
  • Die vier so gebildeten Düsen sind von solchen Abmessungen, daß sie sich vereinigen und dem Flügel entlang durch Fortblasen der Grenzschicht einen über den gewünschten Druck hinausgehenden zusätzlichen Auftrieb bilden.
  • In Abb. 17 ist i die Eintrittsöffnung für die Luft zum Antriebsgerät q.o, und 62 bezeichnet einen der vier für den Antrieb des Antriebsgeräts benutzten :Motoren, während 63 die Düse in Gestalt eines Schlitzes .darstellt, die zur Ausdehnung der Gase zwecks Antriebs des Flugzeugs dient.
  • Es versteht sich von selbst, daß die oben beschriebenen Anordnungen und die in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen nur als Beispiel aufzufassen sind und noch sehr viele Abänderungen vorgenommen werden können, ohne über den Rahmen der Erfindung hinauszugehen.

Claims (3)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Rückstoßantrieb für Flugzeuge, bei dem in einem Gehäuse in Flugrichtung hintereinander ein Axialverdichter, eineBrennkammer und eine den Verdichter antreibende Gasturhine angeordnet sind, wobei die am Vorderteil des Gehäuses eintretende Luft, vorzugsweise schon vor dem Verdichter, durch Stau, z. B. in einem Diffusor, vorverdichtet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Axialverdichter, dessen Gasturbinenantrieb durch nur teilweise Entspannung der von der Brennkammer kommenden Gase betrieben wird und die durch den Stau vorverdichtete und vermöge der Ausbildung und Anordnung der Lufteintrittsöffnung des Gehäuses bzw. des Diffusors verlangsamte Luft ansaugt, mehrere Verdichtungsstufen hat und das Hinterende des Gehäuses hinter der Gasturbine als Rückstoßdüse ausgebildet ist, in der eine weitere und abschließende Ausdehnung der Auspuffgase der Gasturbine und gegebenenfalls an dieser vorbeigeleiteter, vom Verdichter kommender Luft erfolgt.
  2. 2. Rückstoßantrieb für Flugzeuge mit großer Geschwindigkeit, bei dem ein Axialverdichter (oder ein Schraubenrad) in einem geschlossenen, im wesentlichen in Flugrichtung verlaufenden Gehäuse arbeitet, in dem die durch eine Lufteintrittsöffnung am Vorderteil des Gehäuses eingeführte atmosphärische Luft bis zum Verdichter, vorzugsweise in einem Diffusor, verzögert, hinter dem Verdichter gegebenenfalls, z. B. durch Zufuhr von Motorauspuffgas, erwärmt und dann in dem Gehäuse ausgedehnt wird, wonach das Gas bzw. die Luft das am Hinterende als Rückstoßdüse ausgebildete Gehäuse mit einer der Fluggeschwindigkeit mindestens gleichen Geschwindigkeit verläßt, dadurch gekennzeichnet, daß der auf die Luftmenge pro Volumeneinheit bezogene Querschnitt der Lufteintrittsöffnung kleiner als die von den Verdichterflügeln beschrieben-- Fläche (bei der bevorzugten Verwendung eines mehrstufigen Verdichters kleiner als. die von den vordersten Verdichterflügelnbeschriebene Fläche) bemessen und die hierdurch verringerte Luftgeschwindigkeit der Umlaufsgeschwindigkeit der Verdichterflügel so angepaßt ist, daß die Relativgeschwindigkeit der Luft gegenüber den umlaufenden Flügeln beim Durchgang durch diese kleiner ist als die örtliche Schallgeschwindigkeit in der Luft für die örtlIcheTemperatur zwischen den Verdi.chterflügeln, und zwar auch für die Höchstgeschwindigkeit des Flugzeugs oder für die höchste Antriebsleistung.
  3. 3. Rückstoßantrieb nach Anspruch i oder 2 oder i und 2, gekennzeichnet durch die Erwärmung der vom Verdichter gelieferten Luft(vor ihrem Eintritt in die Rücks:toßdüse entweder mittels- Brenner oder durch die Wärme der Auspuffgase oder des Kühlungssystems des den Verdichter antreibenden Motors oder durch mehrere dieser Mittel. q.. Rückstoßantrieb nach einem oder mehreren der Ansprüche i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der umlaufenden Flügel der aufeinanderfolgenden Verdi.chtersroufen von den Flügeln des ersten bis zu denen des letzten Rades in einem Verhältnis wächst, bei dem die relative Luftgeschwindigkeit gegenüber dem jeweiligen Rad unter Berücksichtigung der Zunahme der Schallgeschwindigkeit infolge der Temperaturerhöhung -während der Verdichtung kleiner als diese örtliche Schallgeschwindigkeit bleibt. 5. Rückstoßantrieb-nach einem oder mehreren der Ansprüche i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verminderung des Antriebswiderstandes des Flugzeugs die Ansauggung des Verdichters an den Stellen der äußeren Oberfläche des! Flugzeugs erfolgt, an denen der Widerstand der Luft einen Höchstwert hat, z. B. an der Vorderkante der Flügel. 6. Rückstoßantrieb nach einem oder mehreren der Ansprüche i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vermehrung des Auftriebs der Flügel des Flugzeugs die Ansaugung der Luft für den Verdichter durch mindestens einen Schlitz geschieht, der oder die an der Flügeloberseite vorgesehen ist bzw. sind, um "die Grenzschicht abzusaugen: ' 7. Rückstoßantrieb nach einem oder mehreren der Ansprüche i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur "Vermehrung de's Auftriebs der Flügel des Flugzeugs der Abfluß aus der Rückstoßdüse über der Flügeloberseite durch mindestens einen Schlitz geschieht, um die Grenzschicht'fortzublasen. B. Rückstoßantrieb nach einem oder mehreren der Ansprüche i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vermehrung des Auftriebs des Flugzeugs der Aüslaß aus der Rückstoßdüse entweder durch Verstellung des ganzen Antriebsgeräts oder der Düse oder durch Ablenkungsklappen nach unten gerichtet ist. g. Rückstoßantrieb nach einem oder mehreren der Ansprüche i bis. 8, dadurch- gekennzeichnet, daß zur Verbesserung der Steuerfähigkeit des Flugzeugs die Richtung des Auslässen aus der Rückstoßdüse verstellbar isti, und zwar entweder nach der senkrechten oder der waagerechten Richtung oder nach beiden Richtungen. i o. Rückstoßantrieb nach einem oder mehreren der Ansprüche i bis g," dadurch gekennzeichnet, daß am Ausgang der Rückstoßdüse eine Klappe - oder mehrere Klappen vorgesehen sind, welche die Kraft des Motärs benutzen, um eine regelbare Bremsung zu erreichen. i i. Rückstoßantrieb nach einem oder mehreren der Ansprüche i bis io, dadurch gekennzeichnet, daß zur Regelung seiner Leistung und zur Anpassung an die jeweiligen -Betriebsbedingungen Regelorgane zur Änderung des Austrittsquerschnitts, der Rückstoßdüse vorgesehen sind. 12. Rückstoßantrieb nach einem oder mehreren der Ansprüche i bi& i i, dadurch gekennzeichnet, daß zu seiner Anpassung an die jeweiligen Betriebsbedingungen entweder die Laufschaufeln eines oder mehrerer Räder des Verdichters oder die Schaufeln eines. oder mehrerer Leiträder oder gleichzeitig die Schaufeln beider Räderarten verschiedene relative Stellungen und Anstellwinkel erhalten@können. 13. Rückstoßantrieb nach einem öder mehreren der Aiu6prüche i bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zur Regelung der vom Antriebsgerät gelieferten Leistung je nach den jeweiligen Betriebsbedingungen ein Laufrad oder mehrere Räder des Verdichters abkuppelbar sind oder eine Leitschaufelanordnung oder mehrere Leist Schaufelanordnungen leer auf der Welle mitlaufen können. 14. Rückstoßantrieb nach einem oder mehreren der Ansprüche i bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkammer mit vom Verdichter gelieferter Luft gespeist wird. i5. Rückstoßaftrieb nach einem oder mehreren der Ansprüche i bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsturbine des Verdichters eine Axialgasturbine ist, in welcher mehrere Laufräder auf ein und derselben.Welle befestigt sind. 16. Rückstoßantrieb- nach einem oder mehreren der Ansprüche i bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasrturbine selbst zugleich die Ausdehnungsdüse für die vom Verdichter gelieferte Luft und das Auspuffgas bildet. 17. Rückstoßantrieb nach einem oder mehreren der Ansprüche i und 14 bis' 16, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kühlung -des von der Gasturbine an die Rückstoßdüse gelieferten Gases zu dieser Düse Luft geleitet wird, die unmittelbar aus der Atmosphäre angesaugt und durch eine divergente Einführungsöffnung unmittelbar zum Einlaß der Rückstoßdüse geführt wird. 18. Rückstoßantrieb nach einem öder mehreren der Ansprüche 14 bis, - 16, dadurch gekennzeichnet, .däß -zur Kühlung des Turbinenabgases Kühlungsluft zwischen zwei Verdichterstufen des Verdichters 'entnommen und zum Einläß der Rückstoßdüse umgeleitet wird. ig. Rückstoßantrieb nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Verdichterstufen durch ein und dieselbe Gasturbine angetrieben werden. 2o. Rückstoßantrieb nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Verdiichterstufen mit verschiedenen Drehzahlen durch ein und dieselbe Gasturbine angetrieben werden. 2.1. Rückstoßantrieb nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Verdichterstufen koaxial angeordnet sind und unabhängig voneinander -durch zwei koaxial angeordnete Gasturbinen angetrieben sind. 2z. Rückstoßantrieb nach Anspruch i oder 2 oder i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von zwei Verdichtern der eine durch eine Kolbenbrennkraftmaschine und -der andere durch eine Gasturbine angetrieben wird. 23:. Rückstoßantr:ieb nach einem oder mehreren der -Ansprüche 14 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß für das Anlassen der Turbine oder der Turbinen, die zum Antrieb des oder der Verdichter dient oder dienen, Luft der oder den Turbinen und- insbesondere den Brennern zugeführt wird, und zwar Luft, die aus Druck- Luftflaschen beschafft wird oder von einem Motorventilator, der auf dem Boden verbleibt, geliefert wird. 24. Rückstoßantrieb nach einem oder mehreren der Ansprüche i, 2, 3, 14, 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß Zusatzbrenner, welche Zusatzleistung liefern, vor der Antriebsdüse an. geordnet sind, und die Luft, die dieser Düse zugeführt wird, im Fall eines Bedarfs an zusätzlicher Leistung zusätzlich erhitzen. 25. Rückstoßantrieb nach einem oder mehreren der Ansprüche i bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß entweder die Eintrittsöffnung der Luft oder die Rückstoßdüse oder beide in parallele Kanäle unterteilt sind. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 648878; schweizerische Patentschrift Nr. 157 8.23; französischePatentschriften Nr. 741a8-58, 79'8489-
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4237910A1 (de) * 1992-11-10 1994-05-11 Gerhard Ittner Verbessertes Strahltriebwerkskonzept für Betrieb mit alternativen Brennstoffen und besonders hohem Wirkungsgrad

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH157823A (de) * 1930-04-23 1932-10-15 Schmidt Paul Verfahren zum Erzeugen von Reaktionskräften auf Fahrzeugen mittelst Verpuffen von explosiblen Stoffgemischen.
FR741858A (de) * 1932-07-30 1933-02-22
FR798489A (fr) * 1935-02-15 1936-05-18 Procédé et dispositifs pour la transformation d'énergie thermique en énergie cinétique directement utilisable
DE648878C (de) * 1933-06-07 1937-08-11 Rene Leduc Verfahren zur Umwandlung von Waermeenergie in kinetische oder potentielle Energie in einer Duese von entsprechendem Profil

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH157823A (de) * 1930-04-23 1932-10-15 Schmidt Paul Verfahren zum Erzeugen von Reaktionskräften auf Fahrzeugen mittelst Verpuffen von explosiblen Stoffgemischen.
FR741858A (de) * 1932-07-30 1933-02-22
DE648878C (de) * 1933-06-07 1937-08-11 Rene Leduc Verfahren zur Umwandlung von Waermeenergie in kinetische oder potentielle Energie in einer Duese von entsprechendem Profil
FR798489A (fr) * 1935-02-15 1936-05-18 Procédé et dispositifs pour la transformation d'énergie thermique en énergie cinétique directement utilisable

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4237910A1 (de) * 1992-11-10 1994-05-11 Gerhard Ittner Verbessertes Strahltriebwerkskonzept für Betrieb mit alternativen Brennstoffen und besonders hohem Wirkungsgrad

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