DE1506065A1

DE1506065A1 - Schwenkbare Hubtriebwerke fuer senkrecht startende und landende Flugzeuge

Info

Publication number: DE1506065A1
Application number: DE19661506065
Authority: DE
Inventors: Riemerschmid Dr Fritz
Original assignee: MAN Turbo GmbH
Current assignee: MAN Turbo GmbH
Priority date: 1966-08-24
Filing date: 1966-08-24
Publication date: 1969-06-12
Also published as: US3454241A; GB1195387A

Description

H.A.IT. TURBO GLIBH

München, den 27. 7. 1966

Schwenkbare Hubtriebwerke für senkrecht startende und landende Flugzeuge

Die Erfindung bezieht sich auf schwenkbare Hubtriebwerke für senkrecht startende und landende Plugzeuge.

Bei dieser Flugzeuggattung sollen die Hubtriebwerke einerseits möglichst raumsparend im Plugzeug untergebracht sein und zum anderen auf möglichst einfachem Y/ege in Punktion gebracht werden können, damit die Gasstrahlen beim Senkrechtflug und bei Transitionen möglichst ungehindert in die gewünschten Richtungen ausgestoßen werden können.

Bekannt sind senkrecht und fest im Plugzeugrumpf oder in e₍iner Gondel am Tragflügelende eingebaute reine Hubtriebwerke, deren Gasstrahlen nach Öffnung im Rumpf- oder Gondelboden befindlicher Klappen zur Erzeugung einer vertikalen Schubkomponente ausgestoßen werden können. Bei dieser Anordnung ist es nachteilig, daß die Hubtriebwerke beim Senkrechtflug nicht direkt sondern über besondere Zuführungskanäle mit Frischluft beaufschlagt werden, was zu einem nicht unbeträchtlichen Leistungsverlust der Hubtriebwerke führt.

Bekannt sind ferner reine Hubtriebwerke, die um mehrere Achsen au3 dem Plugzeugrumpf herausschwenkbar sind, um in eine für den Senkrechtflug erforderliche Position zu gelangen. In diesem Fall

909824/0649

ist der Scliwenkmechaniscius kompliziert und die Versorgungsleitungen der Triebwerke sind, da sie der Schwenkbewegung um mehrere Achsen folgen müssen, aufwändig konstruiert.

Bei diesen bekannten und mit derartigen Hubtriebwerkanordnungen versehenen Flugzeugen ist der Abstand der Schubdüse eines jeden Hubtriebv/erkes vom Boden äußerst gering und es hat sich gezeigt, daß die beispielsweise während der Startphase vertikal nach unten gerichteten Gasstrahlen erhebliche Bodenerosionen der Startbahnen hervorrufen, und daß die durch das Auftreffen der hochenergetischen heißen Gase auf den Boden, insbesondere bei Einschaltung einer zusätzlichen Nachverbrennung der Triebwerksabgase, aufgewirbelten Bestandteile zu einer Beschädigung des Plugzeugs und dessen Triebwerke führen können.

Um die heißen, hochenergetischen Gasstrahlen gefahrlos auf den Boden auftreffen zu lassen, sind zwar bereits besondere aus einem metallischen, wärmeunempfindlichen Gefüge bestehende Startplätze für VSTOL-Flugzeuge erprobt worden; diese Lösung vermag jedoch nicht der Forderung eines im militärischen Einsatz befindlichen Flugzeugs zu entsprechen, welches unvorhergesehen auf beliebigen Plätzen starten und landen muß, worin aber gerade der wesentliche Vorteil dieser Flugzeuggattung begründet ist.

Es ist also die vorliegende Aufgabe, die Hubtriebwerke an einem VSTOL-flugzeug so anzuordnen, daß sie beim Senkrechtstart

909624/0649 " ⁵ "

einen möglichst großen Abstand von der Startbahn aufweisen und beim reinen Horizontalflug, in ihrer unwirksamen Position, wenig Raum innerhalb des Flugzeugrumpfes beanspruchen und zum anderen, daß deren SchwenJ.:- und 'Betätigungsvorrichtung möglichst unkompliziert ist.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe im wesentlichen dadurch, daß die Hubtriebwerke für den Senkrechtflug auf beiden Seiten des Flugzeugs mittels seitlich am Rumpf vorzugsweise oberhalb der waagerechten Quermittelebene des Flugzeugs schwenk- (p bar gelagerten Hebelarme derart aus dem Rumpfinneren eines Flugzeugs herausschwenkbar sind, daß deren Schubdüsen im wesentlichen senkrecht nach unten gerichtet sind. Dadurch wird beim Senkrechtstart der Abstand zwischen der Startfläche und der Hündung der Schubdüse eines jeden Hubtriebwerkes erheblich vergrößert und die vertikalen Schubstrahlen verlieren durch Ilischung mit der umgebenden Luft einen wesentlichen Teil ihrer Temperatur, bevor sie auf den Boden auftreffen. Ferner wird durch Anordnung der Hubtriebwerke nach der Erfindung im wesentlichen erreicht, daß die durch die auf den Boden auftreffenden Schüfe strahlen aufgewirbelten Bestandteile nicht in den Bereich des Triebv/erkeinlaufs gelangen und somit keine Zerstörung des gesamten Triebwerks hervorrufen können. Jedes Hubtriebwerk wird uit Hilfe der erfindungsgemäßen Anordnung lediglich um eine einzige Achse aus dem Flugzeugrumpf herausgeschwenkt, so daß der Schwenkmechanismus gegenüber Hubtriebwerksanordnungen, welche ein herausschwenken der Triebwerke aus dem Rumpf um mehre Achsen erforderlich machen, wesentlich einfacher zu konstruieren · ist·

909824/0649

Nach der Erfindung sind die Hubtriebwerke für eine unwirksame Position, beispielsweise beim reinen Horizontalflug etwa im Bereich unterhalb der waagerechten Quermittelebene des Plugzeugs beiderseitig in dessen Rumpfinneres derart eingeschwenkt, daß deren Einlaufe im wesentlichen nach unten gerichtet sind und zwischen den Hub triebwerken ein Eaum, vorzugsweise für Abwurflasten, verbleibt.

In dieser Lage sind die Hubtriebwerke günstig im Flugzeugrumpf untergebracht, so daß oberhalb der Hubtriebwerke genügend Raum für Passagiere und Lasten zur Verfügung steht. Ferner verursachen die Hubtriebwerke beim reinen Horizontalflug keinen zusätzlichen Strömungswiderstand.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können die schwenkbaren Hebelarme der Hubtriebwerke Teile der Flugzeugrumpfaußenwandung sein. Auf diese Weise wird erreicht, daß die schwenkbaren Hebelarme während des Ein- Lind Ausschwenkens der Hubtriebwerke nicht in das Rumpfinnere des Flugzeugs hineinragen und damit keinen zusätzlichen Raum innerhalb des Flugzeugrumpfes in Anspruch nehmen.

Im folgenden ist die Erfindung an Hand einiger in den Zeichnungen beispielsweise dargestellten Ausführungsformen weiter erläutert; in den Zeichnungen zeigen

Fig. 1 die seitliche Ansicht eines Flugzeugs mit Hubtriebwerken, die sich in einer Endstellung befinden,

909824/0649

- 5

P-ig. 2 eine Schnittansicht nach der Linie II-II der Pig. I und

Fig. 3 die seitliche Ansicht eines Plugzeugs mit Hubtriebwerken, die sich in einer anderen Endstellung befinden.

In Pig. 1 ist ein senkrecht startendes und landendes Plugzeug dargestellt ;:iit reinen Hubtriebwerken 2, die sich in der einen voll ausgefahrenen Endstellung für den reinen Senkrechtflug befinden. Die resultierenden Schubwirkungslinien 3 derjenigen seitlich am Flugzeugrumpf 4 angeordneten Hubtriebwerke 2, die sich vor dem Schwerpunkt 5 des Plugzeugs befinden, sind unter einem Y/inkel 20° gleichzeitig schräg nach hinten und seitwärts nach innen (Pig. 2) zur resultierenden Achse 6 des Schwerpunktes 5 geneigt, während die resultierenden Schubwirkungslinien 7 der entsprechenden Hubtriebwerke 2, die sich hinter dem Plugzeugschwerpunkt 5 befinden, unter einem Y/inkel von 20° gleichzeitig schräg nach vorn und seitwärts nach innen (Pig. 2) zur resultierenden Achse 6 des Schwerpunkts 5 geneigt sind. Auf diese Y/eise wird eine gute Quer- und Längsstabilität des Plugzeugs Leim Senkrechtflug gewährleistet. Die Hubtriebwerke 2 sind dabei so beiderseits des Plugzeugrumpfes 4 angeordnet, daß deren resultierender Schubvektor durch den Schwerpunkt 5 des Plugzeugs geht.

Αία hinteren Ende des Plugzeugs ist die Gasaustrittsöffnung 8 eines der beiderseits im Rumpfende nur für den reinen Horizon- ■ talflug bestimmten Llarüchtriebwerke zu erkennen.

909824/0649 - 6 -

In Fig. 2 sind die Hubtriebwerlce 2 in ihrer voll ausgefahrenen einen Endstellung für den reinen Senkrechtflug gezeigt. Ihre voll eingefahrene andere Endstellung innerhalb des Flugzeugrumpfes 4 ist strich-punlctiert angedeutet. Die Hubtriebwerlce 2 sind durch Schwenklager 9 mit den Hebelarmen IO an deren einem Ende verbunden, wobei die Hebelarme 10 in diesem Fall Seile der Flugzeugrumpfaußenwandung sind. An ihrem anderen Ende sind die Hebelarme 10 schwenkbar in den Punkten 11 am Flugzeugrumpf befestigt. Die Vorrichtung zur Betätigung des Ein- und Ausfahrens der Hubtriebwerlce 2 erfolgt durch hydraulisch betätigte, teleskopartig ineinanderschiebbare Hubzylinder 12, die mit ihrem einen Ende an den Punkten 13 gelenkig mit den Hebelarmen 10 verbunden sind, an ihrem anderen Ende mittels Drehgelenken 14 an einer im Flugzeugrumpf befestigten Quertraverse 15 verbunden sind.

Befinden sich die Hubtriebwerlce 2 in der eingefahrenen strichpunktiert dargestellten Lage, dann werden ebenfalls von Teilen der Flugzeugrumpfwandung gebildete Klappen 16 vor die Einlaufe der Triebwerke 2 geschwenkt, so daß die äußere Rumpfkontur vollkommen geschlossen ist.

Fig. 3 zeigt das Flugzeug gemäß Fig. 1 in einer Übergangsphase vom Senkrechtflug in den Horizontalflug. Hiebei sind die vor dem Flugzeug schwerpunkt 5 befindlichen Hubtriebwerlce 2, welche mittels Schwenklagern 9 an den Hebelarmen 10 befestigt sind (Fig. 2) so gerichtet, daß die resultierenden Schubwirkungslinien 17 der Hubtriebwerke 2 schräg nach vorn gerichtet sind, und die Schubwirkungslinien 18 der hinter dem Flugzeugschwer-

909824/0649 . - ? -

punkt 5 befindlichen Hubtriebwerke 2 ebenfalls in einem gewünschten Winkel nach vorn gerichtet sind.

Die vor dem Flugzeugschwerpunkt 5 angeordneten Hubtriebwerke 2 können aber auch für die Übergangsphase vom Horizontalflug in den Senkrechtflug in eine solche Stellung geschwenkt sein, daß deren resultierende Seliubwirkungslinien im wesentlichen schräg nach hinten gerichtet sind, um einen Bremseffekt hervorzurufen.

Aus Pig. 3 ist su erkennen, daß die vor und hinter dem Plugzeugschwerpunkt 5 angeordneten Hub triebwerke 2 gegeneinander versetzt angeordnet sind, damit deren Sc^ubstrahlen sich nicht gegenseitig beeinflussen.

909824/0649

Claims

M.A.U. TURBO GMBH Ö

München, den 27. 7. 1966

Patentansprüche

Schwenkbare Hubtriebwerke für senkrecht startende und lan-, dende Plugzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubtrieb-_ werke für den Senkrechtflug auf beiden Seiten des Plug- · zeugs mittels seitlich am Rumpf vorzugsweise oberhalb der waagerechten Quernittelebene des Flugzeugs schwenkbar gelagerter Hebelarme derart aus dem Rumpfinneren eines Flugzeugs herausschwenkbar sind, daß deren Schubdüsen im wesentlichen senkrecht nach unten gerichtet sind.

2c Schwenkbare Hubtriebwerke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie für eine unwirksame Position, beispielsweise beim reinen Horizontalflug etwa im Bereich unterhalb'' der waagerechten Quermittelebene des Flugzeugs beiderseitig in dessen Rumpfinneres derart eingeschwenkt sind, daß deren Einlaufe im wesentlichen nach unten gerichtet sind und zwischen den Hubtriebwerken ein Raum, vorzugsweise für Abwarf last en, verbleibt.

3. Schwenkbare Hubtriebwerke nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die schwenkbaren Hebelarme Teile der Flugzeugrumpf außenv/andung sind.

4. Schwenkbare Hubtriebwerke nach den Ansprüchen 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Steuerung des

909824/0649

Ein- und Ausχahrens eines oder mehrerer Hebelarne ein hydraulisch betätigter, teleskopartiger Hubzylinder ist.

5. Schwenkbare Hubtriebwerke nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Hubtriebwerke an einen Hebelarn befestigt sind.

6. Schwenkbare Hubtriebwerke nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Hubtriebwerke jeweils zu beiden Seiten der Flugzeuglüngsmittelachse parallel zueinander vor und hinter dem Bereich der Flugzeugtragfläche so angeordnet sind, daß deren resultierender Schubvektor durch den Schwerpunkt des Plugzeugs geht.

7. Schwenkbare Hubtriebwerke nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie in der Weise drehbeweglich an den schwenkbaren Hebelarmen befestigt sind, daß beispielsweise bei der Transition vom Senkrechtflug in den Horizontalflug die Gasstrahlen von der vertikalen in die horizontale Lage gerichtet werden.

S. Schwenkbare Hubtriebwerke nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie beim Senkrechtflug seitlich parallel zur Quennittelebene des Flugzeugs oder in der Höhe parallel zur vertikalen Längsmittelebene des Plugzeugs so gegeneinander versetzt angeordnet sind, daß deren Gasstrahlen sich nicht gegenseitig berühren.

- 3 -909824/0649

9. Schwenkbare Hubtriebwerke nach den Ansprüchen 1 bis 8» durch gekennzeichnet, daß beim reinen Senkreclitflug die Schubwirkungslinie tier I-Iubstrahlen eines jeden seitlich am Plugzeugrumpf angeordneten Hubtriebwerkes, welches vor den Flugzeugs chwerpunkt angeordnet ist, unter einem Winkel von IO bis 25° gleichzeitig schräg nach hinten (Pig. 1) und seitv/ärts nach innen (Pig. 2) zur resultierenden Achse des Plugzeugschwerpunkts geneigt ist, während -die Schubwirkungslinie der Gasstrahlen eines jeden entsprechenden Hubtriebwerkes hinter dem Plugzeugschwerpunkt unter einem 7inkel von 10 -bis 25° gleichzeitig schräg nach vorn (Pig. 1) und seitwärts nach innen (Pig. 2) zur resultierenden Achse des Plugzeugschwerpunktes geneigt ist.

909824/0649