DE1506086C3 - Flugzeug mit zumindest einem Paar von Hubstrahltriebwerken - Google Patents
Flugzeug mit zumindest einem Paar von HubstrahltriebwerkenInfo
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C29/00—Aircraft capable of landing or taking-off vertically, e.g. vertical take-off and landing [VTOL] aircraft
- B64C29/0008—Aircraft capable of landing or taking-off vertically, e.g. vertical take-off and landing [VTOL] aircraft having its flight directional axis horizontal when grounded
- B64C29/0016—Aircraft capable of landing or taking-off vertically, e.g. vertical take-off and landing [VTOL] aircraft having its flight directional axis horizontal when grounded the lift during taking-off being created by free or ducted propellers or by blowers
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- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Flugzeug mit zumindest einem Paar von Hubstrahltriebwerken gemäß Oberbegriff
des Anspruchs 1.
Bei einem solchen, durch den »BP-Kurier«, Herbst 1961, S. 12 bis 25, Fig. 15.4, 16, 34 bekannten Flugzeug
sind die Turbinen-Gebläse mit den fest im Flugzeugrumpf eingebauten Gaserzeugern durch Heißgas-Leitungen
verbunden, die das Herausschwenken der Gebläse aus dem Flugzeugrumpf bzw. das Hineinschwenken
in Ruhelage erlauben müssen und infolge der Relativbewegung von Leitungselementen störanfällig sind.
Durch die »Umschau« 1961, Heft 22, Bild 5 auf S. 687, ist ebenfalls ein Flugzeug mit aus dem Rumpf ausschwenkbaren
Hubstrahltriebwerken bekannt, bei dem der obengenannte Nachteil auftritt.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Flugzeug der eingangs erwähnten Art zu
schaffen, bei dem das Ein- und Ausschwenken der Turbinengebläse sowie deren Verdrehung in unterschiedliche
Betriebsstellungen möglich ist, ohne daß flexible oder mit Gelenken versehene Verbindungsleitungen
erforderlich sind.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1. Die
Unteransprüche kennzeichnen vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.
Die Erfindung bringt den wesentlichen Fortschritt mit sich, daß die Betriebssicherheit und der Wirkungsgrad
des Flugzeugantriebs durch den Wegfall von flexiblen oder mit Gelenken versehenen Heißgas-Leitungen
größer sind, wobei infolge der Verschwenkbarkeit
ίο der Triebwerke in der Betriebsstellung um horizontale
Achsen auch der Übergang vom Steig- bzw. Sinkflug zum Horizontalflug und umgekehrt leichter beherrschbar
und weicher gestaltet wird.
Durch die US-PS. 30 33 492 sind zwar bereits Hubstrahltriebwerke bekannt, die um eine horizontale
Achse des Flugzeuges schwenkbar sind; jedoch können diese Triebwerke nicht in Ruhestellung in den Flugzeugrumpf
eingeklappt werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben.
Es zeigt
F i g. 1 einen schematischen, teilweise quergeschnittenen Grundriß einer Ausführungsform eines Flugzeugs,
F i g. 2 einen teilweisen Querschnitt eines Teils des Flugzeugs nach F i g. 1 entlang der Linie 2-2 in F i g. 1,
F i g. 3 einen schematischen, teilweise quergeschnittenen Grundriß einer weiteren Ausführungsform eines
Flugzeugs,
F i g. 4 einen schematischen Querschnitt entlang der Linie 4-4 in F i g. 3 und
F i g. 5 einen Grundriß des Aufbaus nach F i g. 4, gesehen von unten.
F i g. 1 und 2 zeigen ein Flugzeug 10 mit einem Rumpf 11, Flügeln 12, einem Heck 13 und einem Leitwerk
14. Das Flugzeug 10 hat z. B. zwei nicht dargestellte Marschtriebwerke und vier zusätzliche huberzeugende
Einheiten, die in zwei Paaren 15, 16 angeordnet sind. Diese vier Einheiten haben denselben Aufbau
und nur eines wird daher in der folgenden Beschreibung näher beschrieben.
F i g. 2 zeigt eine solche Triebwerkseinheit im einzelnen. Sie umfaßt einen als Axialtriebwerk ausgebildeten
Gaserzeuger 20 mit im wesentlichen horizontaler Längsachse 21. Bei 22 ist am stromabwärtigen Ende des
Gaserzeugers 20 ein Spiralgehäuse 23 angebaut, das mit diesem einen Bauteil bildet und innerhalb dessen
ein mit 24 bezeichnetes Turbinengebläse angeordnet ist. Das Turbinengebläse 24 hat eine hohle Nabe 25, auf
welcher drehbar eine Vielzahl von winkelmäßig versetzten Axialgebläseschaufeln 26 befestigt ist. Auf dem
radial außen liegenden Ende jeder Gebläseschaufel 26 ist eine Turbinenschaufel 27 einer Axialturbine angebaut,
welche über das Spiralgehäuse 23 mit den Abgasen des Gaserzeugers 20 beschickt wird. Stromaufwärts
der Gebläseschaufeln 26 befindet sich ein Satz von Einlaßleitschaufeln 28 und stromabwärts der Gebläseschaufeln
26 ein Satz von Auslaßleitschaufeln 30. Wie aus F i g. 1 und 2 ersichtlich ist, liegt die Symmetrielängsachse
31 des Turbinengebläses im Winkel von 90° zur Achse 21 des Gaserzeugers 20.
Der Gaserzeuger 20 ist drehbar in einem Lager 32 gelagert, das auf einem Ständer 33 angeordnet ist, welcher
seinerseits schwenkbar über einem senkrechten Zapfen 34 am Flugzeugrumpf 11 befestigt ist.
Die huberzeugenden Einheiten sind in F i g. 1 voll ausgezogen in ihrer Außerbetriebsstellung dargestellt,
in welcher sie im Rumpf 11 des Flugzeugs mit den
Längsachsen 21 der Gaserzeuger 20 parallel zur Längsachse des Flugzeugs und im wesentlichen horizontal
stehen. Die Einlasse der Gaserzeuger 20 jeden Paars der Einheiten sind in entgegengesetzte Richtungen gerichtet.
Wenn die Turbinengebläse eingesetzt werden sollen, werden die Einheiten durch nicht dargestellte Mitte!
um die Drehzapfen 34 in einer im wesentlichen horizontalen Ebene aus der in F i g. 1 voll ausgezogen gezeichneten
Stellung in die in F i g. 1 gestrichelt gezeichnete Stellung verschwenku so daß die Achsen 21 der
Gaserzeuger 20 aus der zur Längsachse des Flugzeugs 11 parallelen Lage in eine Stellung gebracht werden, in
welcher diese Achsen senkrecht zur Längsachse des Flugzeugs stehen. In dieser Stellung liegen die zusätzlichen
Triebwerkseinheiten teilweise außerhalb des Flugzeugs.
In dieser Betriebsstellung können die Turbinengebläse 24 am Flugzeug Hubkräfte erzeugen, die von den
aerodynamisch beim Vorwärtsflug des Flugzeugs erzeugten Hubkräften unabhängig sind, da die Achsen 31
der Gebläse 24 vertikal stehen. Wenn das Flugzeug eine genügende Höhe erreicht hat und der Übergang
von Senkrechtflug zum Horizontalflug vorgenommen werden soll, werden nicht näher dargestellte Mittel betätigt,
um die gesamten Einheiten um die Achsen 21 der Gaserzeuger 20 zu drehen, so daß der Schub der Turbinengebläse
24 aus dem Flugzeug nach rückwärts gerichtet werden kann. Wenn das Flugzeug andererseits
gebremst werden soll, werden die Einheiten um die Achsen 21 so gestellt, daß der Schub der Turbinengebläse
24 nach vorn wirksam wird.
Wenn die Turbinengebläse nicht mehr für den Senkrecht- oder Kurzstreckenstart benötigt werden, werden
sie in die in F i g. 1 voll ausgezogen gezeichnete Lage zurückgebracht, in welcher sie innerhalb des Rumpfes
des Flugzeugs liegen, so daß der Luftwiderstand verringert wird. Der Vortrieb wird dann durch die nicht dargestellten
Marschtriebwerke des Flugzeugs geliefert.
Obwohl in der beschriebenen Ausführungsform die Einheiten jeweils ein von einem einzigen Gaserzeuger
angetriebenes Turbinengebläse umfassen, kann jede Einheit auch zwei oder mehr Gaserzeuger umfassen,
die jeweils ein oder mehrere Turbinengebläse betreiben. Bei dieser Anordnung führt das Ausfallen eines
Gaserzeugers einer Einheit nicht zum vollständigen Schubverlust dieser Einheit.
Es ist zu ersehen, daß infolge der Anordnung der Gaserzeuger und Turbinengebläse als integrale Einheiten,
die als Ganzes in die Betriebs- und Außerbetriebsstellung gebracht werden, die Verbindungsleitungen
zwischen den Gaserzeugern und den Turbinengebläsen relative Schwenkbewegungen nicht aufzunehmen brauchen.
Selbstverständlich muß nicht notwendigerweise ein Turbinengebläse mit Spitzenantrieb verwendet werden,
sondern jedes geeignete Gebläse kann in den huberzeugenden Einheiten eingesetzt werden. Auch müssen
im Flugzeug nicht vier solche Einheiten eingebaut sein, sondern ihre Zahl kann den besonderen Anforderungen
angepaßt werden.
Die Ausführungsform nach F i g. 3 bis 5 zeigt ein Flugzeug 40 mit Flügeln 41, die mit Marschtriebwerken
42 ausgestattet sind und mit einem Rumpf 43, in welchem zwei huberzeugende Einheiten 44 eingebaut sind,
welche in der Längsrichtung im Abstand stehen und an entgegengesetzten Seiten der Flügel 41 angeordnet
sind.
Jede Einheit 44 ist ein integraler Bauteil und umfaßt zwei horizontal angeordnete, Rücken an Rücken liegende
Gaserzeuger 45, deren Abgase in eine gemeinsame Sammelkammer 46 einströmen.
Die Sammelkammer 46 jeder Einheit 44 kommuniziert mit zwei Spiralgehäusen 47, die jeweils ein Turbinengebläse
50 ummanteln. Jedes Turbinengebläse 50 hat Schaufeln 51, an deren radial außen liegenden Enden
Schaufeln 52 einer Axialturbine montiert sind, welche in dem zugeordneten Spiralgehäuse 47 liegen. Die
Turbinengebläse 50 werden daher von den Abgasen der entsprechenden Gaserzeuger 45 angetrieben.
Jede Einheit 44 ist sowohl um eine vertikale Achse 53 und um eine horizontale Achse 54 verschwenkbar und
kann um beide Achsen durch nicht dargestellte Mittel bewegt werden. So läßt sich jede Einheit 44 aus der in
F i g. 3 ausgezogen gezeichneten Stellung, in welcher sie vollkommen im Rumpf 43 liegt, in die in F i g. 3 gestrichelte
Stellung bringen, in welcher sie teilweise außerhalb des Rumpfes 43 liegt. In dieser letzten Stellung
kann jede Einheit 44 um die Achse 54 aus der Stellung nach F i g. 4, in welcher der Gebläseschub
nach unten gerichtet ist, in andere, nicht dargestellte Stellungen gebracht werden, in denen der Schub der
Turbinengebläse eine horizontal gerichtete Komponente hat, um das Bremsen des Flugzeugs zu gestatten
oder den Übergang vom Senkrechtflug zum Horizontalflug zu ermöglichen.
Erwünschtenfalls können die Gaserzeuger 45, an Stelle der dargestellten horizontalen Anordnung, auch
vertikal angeordnet sein.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Flugzeug mit zumindest einem Paar von Hubstrahltriebwerken, die aus einer Ruhestellung im
Flugzeugrumpf um Achsen parallel zur Flugzeughochachse in eine Betriebsstellung schwenkbar sind,
in der sie zu beiden Seiten des Flugzeugrumpfes in derselben Flugzeugquerebene liegen, und die in den
Flugzeugrumpf — das eine Triebwerk nach vorn und das andere Triebwerk nach hinten — derart
einschwenkbar sind, daß in der Ruhestellung beide Triebwerke im Flugzeugrumpf hintereinander liegen,
gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
a) jedes Hubstrahl-Triebwerk bildet mit dem oder den Gaserzeugern (20, 45), die das Turbinengebläse
(24, 50) des Hubstrahltriebwerks antreiben, eine Einheit, die als Ganzes in die Betriebsstellung
schwenkbar ist;
b) die Hubstrahltriebwerk-Gaserzeuger-Einheit ist in ihrer Betriebsstellung um eine Achse parallel
zur Flugzeugquerachse schwenkbar.
2. Flugzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß — bei einem einzigen axial durchströmten
Gaserzeuger (20) für jedes Turbinengebläse (24) — der Gaserzeuger horizontal liegt, an seinem
stromabwärtigen Ende (22) das Turbinengebläse (24) trägt und an seinem Umfang drehbar in
einem Ständer (33) gelagert ist, der seinerseits um einen vertikalen Zapfen (34) drehbar ist.
3. Flugzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß jeweils ein Paar Turbinengebläse (50) und zwei axial durchströmte Gaserzeuger (45) derart
zu einer Einheit verbunden sind, daß in der Betriebsstellung die beiden Gebläse auf beiden Seiten
des Flugzeugrumpfes sich gegenüberliegen und daß die Gaserzeuger (45) in der Betriebsstellung in der
vertikalen Längssymmetrieebene des Flugzeugs angeordnet sind und in einen gemeinsamen, zwischen
ihnen angeordneten Gasraum (46) fördern, der die Turbinengebläse (50) speist.
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