DE1481672A1 - Schubumkehrvorrichtung - Google Patents

Description

Dr. Ing. E. BERKENFELD, Patentanwalt, KÖLN, Uηiversitätsstraße 31

U81672

Aitla«· AktanztidMit

zur Eingab· vom 17. Dezember 1966 Nom,d.Anm. United Aircraft Corporation,

400 Main Street. East Hartford 8, Connecticut

Schubumkehrvorrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schubumkehrvorrichtung für Düsentriebwerke. Insbesondere bezieht sie sich auf eine in Stgmente ^ unterteilte Schubumkehrvorrichtunr;, die in Ruhelage zusammengefaltet ist.

Obgleich die vorliegende Erfindung auf dem Gebiet der Schubumkehr allgemein brauchbar ist, ist sie besonders nutzbringend bei Düsen von Ejektorbauart, wie sie in der USA Patentschrift 3 057 150 beschrieben werden. Bei solchen Düsen liegt ein wichtiger Konstruktionsfaktor darin, daß aerodynamische Überlegungen die optimale Länge des Ejektors begrenzen. 3ei einer Schubumkehrvorrichtung, bei der jede Schubumkehrklappe ein Einstückiges Element ist, muß einAbschnitt der Ejektordüse eine entsprechende Länge haben, um die Schubumkehrvorrichtung in Ruhelage aufzunehmen.

Erfindunf.sgemäß werden die Urnlenkklappen zweiteilig ausgebildet. In Ruhelage legt sich das eine Teil unter das andere. Die Ejektordüse läßt sich daher annähernd um die Länge des umgeklappten Abschnittes der Umlenkklappe kürzen. Das Gewicht des Düsentriebwerkes läßt sich dann beträchtlich herabsetzen und die kürzere Düse führt auch zu einem verringerten Überhangmoment.

Line Aufrabe der vorliegenden Erfindung liegt in der Ausbildung einer neuen und verbesserten Schubumkehrvorrichtung, die sich in der Schubumkehrstellung für eine beliebige Länge in ein Düsentriebwerk hinein erstrecken kann und die zur Aufbevrahrung in einen Raum eingefaltet werden kann, dessen Länge unter der Länge der Schubumkehrvorrichtung in Betriebsstellung ist.

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Diese Schubumkehrvorricnturr- für Düsen von lijektorbauart. die die Gesamt lilnre und das Gesamtgewicht des Triebwerkes herabsetzt, führt auch zu einer Verminderung aes an dem LJektor angreifenden überhannmomentea.

Die erfindunf-sgemäf^e Vorricntunr v/ird im folp-enden weiter beschrieben. Dabei ist:

Fir-ur 1 eine Seitenansicht einer zusammen faltbaren Schubunkehrklanrji und des Jetätirunrsr.echanisr.us

Figur 2 eine Ansicht von hinten auf die zusamenfaltbare Schubumkehrklappe und den Betätigungsmechanismus und

Figur 3 eine perspektivische Darstellung die die Schubumkehrklappe in Ruhelage und in gestrichelten Linien in Umkehrstellung zeigt.

In den Figuren ι und 2 wird eine Umlenkklappe 2 in ausgestreckter Stellung gezeigt. Die Klappe 2 besteht aus Plat tense r-rnenten ^l\ und 6_; die über Schwenkzapfen 8 gelenkig miteinander verbunden sind, 30 dar sich aas Plattense-rnent 6 in Bezug auf das ?l?ttense-nent 'I verschwenken läßt. V/ie Figur 2 am deutlichsten zeigt_ sind die Seiten der Plattensegmente 4 und 6 in Einwi^:rtsrichtunr 5Lreschr'^:r-t, ■ v.-nbei das Plattenser-TTient 6 in der ausgestreckten La^e der Ur.lenliklanpo 2 eine Verlängerung des Plattensernentes ¹I crrr-stellt. so da" eine praktisch einstücki;.;e langgestreckte Urnlenici.lacr.e entsteht.

Stangen 10 und 12 sind an auseinandernehmenden Schwenkpunkten 14 unc 16 fcelenkir; nit dem Plattensepment ^ verbunden. An ihren anderen Enden sind die Stangen 10 und 12 durch einen Schwenkzapfen l8 verbunden, der durch Augen 17 und 19 an den Stangenenden durchtritt. Zwischen diesen Aucen 17 und 19 sitzt noch eine v/eitere Stan-e 20 auf dem Schwenkzapfen l8. Das andere Ende dieser Stan-e 20 ist über einen Schwenkzapfen 22 gelenkig mit dem Plattense^ment 6 verbunden. Eine Stange 24 ist gelenkig mit dem einen Ende der Stange 10 verbunden₃ und zwar über einen Zapfen 26 an diesem Ende der Stanre 2¹I,

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der in einem von eier Stange 10 gehaltener. Aur.-e 28 r-elarert ist. "lit ihrem anderen Ende ist die Stande 2^l\ an einen Schv:enkpunkt 30 p;elenkin an das Triebwerk angeschlossen, -"hnlich lie^-t eine v;eitere Stange 32 -elenkir zwischen der Stange 12 und der. Triebwerk. Auf dem Schwenkzapfen 18 lie^t zwischen den Aurvien 17 und 19 noch eine weitere Stanne 3¹K aeren anderes L.nde über einen Schwenkzapfen 36 relenkin an eine Antriebsstanre 3B und einen rettltirunrszylinder ^O angeschlossen ist.

In den Figuren 1 und 2 befindet sich die Umlenkl:]ippe 2 in Betriebsoder Schubunkehrstellunr,. wobei das schmalere Ende des Plattenser- ä mentes 6 nach innen in Richtung auf die "ittellinie des Triebwerkes zeift. In dieser Betriebs- oder Schubumkehrstellur. - r-eht dna Plattenserment 6 pz*al:tiscii ; radlini<- von den Plattende -ncnt 'J ac unci bildet cinmit eine im wesentlichen einstückig und lr.n~~estreckte Urr.lenkklappe, deren Gesamtlänge gleich der Einzellänre der Plattensermente '< und ύ ist. Die Triebwerksabfrase strjmen in ?ir-ur 1 von links nach rechts und man sieht, daf? der EetStirun-'Gmechanisr.us durch die Umlenkklappe vor den heißen Oasen rreschützt wird.

In Fir,ur 1 bezeichnen die Buchstaben B-H Punkte in der Schubur.kehrvorrichtunrr in Betriebsstellun/-. Die Buchstaben H¹-H¹ reber, die Lare aieser Punkte in huhestellunr an. Bei Empfanr eines reeirneten Sirnals im Betätipunpszylinder ^O wird die Antriebsstanre 38 nach links ( cewent und bev;irkt danit, daß sich der Punkt Y. in Richtung auf den Punkt H¹ bewegt, wänrend der Punkt F eine bo-enförmi-e 3ev:e-un.- in Uhrzeifterrichtunn in Richtunr auf den Punkt "' Lerinnt. Die üewe-..-un₍:: des Punktes F am :_nde der Stanre 3'» in Uhrzeip-errichtun·" zieht die Stan.-e 20 und uewirkt, da£ das Plattenserment 5 in Uhrzeirerrichtunr un die Schwenkzapfen r schwenkt so dar es sich unter der Plattenserr.ent ¹I einfaltet. :]eichzeitir beginnt .ier Pun'.:t C. '.er dem Schwenkzapfen : entspricht, eine bo-er. fcrr.i-e L-ewe~ur.:: ir. Jl.rzei:errichtun<in Richtun- auf ier. Punkt C. ler Punkt 3. der der. Schwenkpunkt I^ und auch den Schwenkrunkt It entspricht. beginnt eine boner.förr.ir-e -jewenunf in Uhr^eircrrichtun- in "ic'r.tur.- -tuf H'. Jer Punkt 1-. ier der. Schwenkzapfen 2c ui.ü auoa ic·- riz ier .Ttanre 12 verburoenalc;. I:;"fe:; entsrric:;t. Le -ir.r.t cine Lr -enf'Jrr.i-? l?ev:c-

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BAD ORIGINAL

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nunr in Gei;enuhrzcl^r:errichtunc· in Richtunrr auf E'.

'.Jährend sich das Plattenserjment 'J in die Ruhestellung 4¹ bewept, schwenkt uas Plattcnsenrr.ent 6 um die Zapfen 0 und lert sich unter die Platte 4. Das Plattenserrnent G lent sich vollständig unter die Platte 4. bevor dieses die Ruhestellung erreicht hat. In der Ruhestellung nimmt das Plattenser-ment G die bei 6¹ gezeigte Lar*e ein. Punkt D, der dem Schwenkzapfen 22 entspricht, nimmt die bei D' gezeigte La^e ein. V.'ie Figur 2 deutlich zein-t, ist der Abstand zwischen den Stam-en 10 und 12 im Gebiet ihrer Verbindung mit dem Plattenserraent 4 rrc3i?;er als die Breite des '-rüF.tcn Teiles des i^ndes des' Plattensepmentes 6. Somit paßt das Plnttensefment 6 mindestens teilweise zwischen uie Stangen 10 und 12. v/enn sich die beiden Plattensermente ^ und j in die Ruhestellunr-en Ί¹ und 6' bewegen.

In Fi^ur 3 v/erden die Plattencerr.ente ^ und C in rentrichelten Linien in der ausgestreckten oder Schubumkenrstellunr ;czei':t in der sie eine einheit bilden, aeren Lün^r-e "lcich der zusammenpesetzten Länpe der Plattenser-x.ente ^ und 6 ist. Bei der Bewertung der Plattensecnente 4 und 6 in die P.uhestellum\. wie dies oben beschrieben wird, bilden sie ein Paketchen, dessen LiIn^e praktisch r^rleich der LL'nre aes Plattensermentes ^ ist. Dieses P?tetchen paßt in eine Kammer '12, in den Triebv/erksremiuse ¹Ih₁ dessen Li'.nre auf die Län-e acs Plattensermentes Ί beschränkt ist. Die Lünr-e des Vriebwerkes lilßt sich damit um einen ^etra.v vermindern, der praktisch .deich der Lä'nre.des PlattcnsefnenteG C ist. Lies führt zu einer Herabsetzung des Hev;ichtes des Triebwerkes und bei einer Düse von Ljektorbauart auch zu einer iierabsetzun- des üoernanrrmcmentes.

'..s leuchtet ein. daß sicn jede beliefcire Anzahl von Umlenkklappen 2, die jeweils c-us Plattensermenten ¹I und 6 Gestehen, kreisförmig um ein Triebwerk anordnen lassen. Zur Vereinfachunr der :;eschreibunr ist hier nur eine solche Umlenkklappe beschrieben worden. Auch andere Konstruktionselemente. wie z. E. üffnunren zur. Durchtritt der umrelenkten Triebwerksab^ase in die Atr.ofsrjhc.re sind nicht nrezeift werden. Solche i'.onstruktionselemente sind alli.-;er:ein belcannt. l.in Lintlo'ts-Türrr.echanisr.us, der sich besonders für die erfindunpsremc"f:e Gchubumkehrvcrrichtunr ei-net. wirä ir. einer parallellaufenden

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Patentanmeldung mit dem Titel "Betätigungsmechanismus' der gleichen Anmelderin beschrieben. Bei einigen Triebwerksarten mar es erwünscht sein, die Schubumkehr nur auf einem Teil des Umfanres des Triebwerkes durchzuführen. Zu diesem Zweck können die Umlenköffnungen an bestimmten Stellen des Umfanges des Triebwerkes weggelassen werden. Dieses Werlassen der Umlenköffnunren kann die Gefahr bringen, daß das Triebwerk bei betätigten Umlenkklappen abgebremst wird. Man muß dann die Abgasströmung erhöhen, um dieses Abbremsen zu verhindern. Um den Vorwärtsschub von diesen Abgasen zu vernichten, v/eist das Plattensegment 6 eine Reihe von Umlenkschaufeln 46 auf (nur in Figur 1 dargestellt) die einen Strömungsweg durch das Plattenseg- ä ment hindurch gestatten. Dieser Strömungsweg ermöglichet den Durchtritt der Triebwerksabgase, um damit ein Abbremsen des Triebwerkes zu verhindern. Die Umlenkschaufeln 46 leiten das Gas radial ab und vernichten damit die Vorwärtskomponente des Schubes der umgelenkten Triebwerksabgase. Bei Verwendung von solchen Umlenkschaufeln 46 verringert die Gasdurchströmung durch dae Piattensegmeht 6 das auf dieses Segment einwirkende Druckgefälle, wodurch auch die auf den gesamten Mechanismus einwirkenden Kräfte herabgesetzt werden. Die in die Segmente unterteilten Umlenkklappen können auch zum Ableiten der Triebwerksabgase verwandt werden, um die Abgase von empfindlichen und verwundbaren Gegenständen fernzuhalten, wie z.B. von auf einer Beobachtung terrasse stehenden Menschen. Ein Ablenkwinkel von 10 ° bis 20° läßt sich durch Betätigen der Umlenköffnungen auf dem I halben Umfang des Triebwerkes erreichen. Eine solche Ablenkung entspricht einer Verschiebung des Abgasstrahles um 5,2 bis 11 m pro ~jQ m Abstand von der Ebene des Triebwerksauslasses. Bei Verwendung der Umlenkklappen zum Erzeupen einer solchen Umlenkung ist die wirkungsvollste Stellung der Plattensegmente diejenige, in der die inneren Plattense^mente 6 nicht voll betätigt oder ausgestreckt sind. Auf diese V/eise läßt sich der umgelenkte Abfasstron durch Verschieben der Plattensegmente 6 in beiden Richtungen nach Wunsch steuern.

l t e η t a η s ρ r ü c ii e:

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BAO ORIGINAL

Claims (1)

1. Dr. Ing. E. BERKENFELD, Patentanwalt, KÖLN, Universitötutraße 31

   -^- U81672

   Anlag· Akt*ni*idi«n

   zur Eingab, vom 17 _# Dezember i960 Nam,d.Anm. United Aircraft Corporation,

   ¹JOO Main Street. Cast Kartford 8, Connecticut

   Patentansprüche

   I)J Zusammenklappbare Schubumkehrvorrichtunr für ein Düsentriebwerk,

   dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes Umkehrelement gelenkig mit einem zweiten Umkehrelement verbunden ist.. daS erste und daS zweite Umkehrelement in eine Ruhelage verschiebbar sind, in der das zweite Umkehelement unter dem ereten Umkehrelement liegt, so daß eine Schubumkehrvorrichtung entsteht, die zu einer Herabsetzung der Gesamtlänge, des Gesamtgewichtes und zu einer Herabsetzung des an dem Ejektor angreifenden Uberhangmomentes führt.

   2) Schubumkehrvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß langgestreckte starre Betätigungsmittel, die an einen Kraftzylinder (²IO) angeschlossen sind, dap erste und daß zweite Schubumkehrelement in eine Schubumkehrsteilung bewegen, und daß das zweite Schubumkehrelement in der Schubumkehrstellung praktisch in einer geraden Linie mit dem ersten SchubUmkehrelement liegt, um damit ein praktisch einstückiges, langgestrecktes Schubumkehrelement zu bilden.

   3) Schu'oumkehrvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Schubumkehrelement au3 einem Plattensegment (4) und daß zweite S chub umkehre lement aus einem Plattenserrmcnt (6) besteht, und das Plattenserment (*J) über Schwenkzapfen (8) nut dem Plattenserment (6) verbunden ist, um eine Schubumkehrklappe (2) zu bilden.

   H) Schubumkehrvorrichtunr nach Anspruch 2 und 3, dauurch relcennzeichnet , daß das betati'-unrsmittel (2) mit dem Plattensement (4) verbundene auseinanderliegende Stanr-en (10) und (12) enthalt, der Abstand zwischen den beiden Stangen (10) und (12) größer als

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   die Breite des verjüngten Endes des Plattense -nentes (6) ist, so daß das verjünfte Ende des Plattensermentes (5) in Puhestellunr zwischen die Stanren (10) und (12) paßt.

   13) Schubumkehrvorrichlunf: nach Anspruch 1 bis 'I, dadurch rekennzeichnet., daß dan Detiltirunrsnittel eine Antriebs stange (3^rO enthalt, Jie über cane erste Stnn-e (3'0 und eine zv;eite Stande (2>) ,-elcniir :iit den zv/eiten Plattense-nont (C) verlunclen ist, eine dritte und eine vierte bewegliche Stanre (10, 12) -elcnki· zwischen dem ersten riattense-nenti^) und einem "c!r./cr.l:zapfon der zweiten Stanre (20) verbunden ist. und eine fünfte unn eine sechste Lev;e liehe Stande (2^JI, 32) zwischen der dritten und der vierten Stan -e und der. Triebv;erk verbunden sind.

   G) Schubunikchrvorrichtunp nach Anspruch l. dadurch '-ekennzeiennet, daß eine Kammer (^2) zur Aufnahme acr Sci»uburnkehrl:lnppe (2) in I-Uihestellunr vorresehen ist und die L.'lnre dieser Kanner (^2) praktisch rleich der Liln^-e des ersten Schubur.kehrelenentes (Ί) ist.

   7) ociiubunkehrvorrichtunr: nrch Anspruch 1, dadurch rel.cnnzeichnet, daß in den zweiten Plattense'T.ent (;) eine Anzaiil von Unlenkschaufeln Ci6) vorr-esehen sind, ur die Triebv/erksabrpse in äcr ^chubunkehrstellunr radial abzuleiten.

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