DE1506086C3

DE1506086C3 - Flugzeug mit zumindest einem Paar von Hubstrahltriebwerken

Info

Publication number: DE1506086C3
Application number: DE1506086A
Authority: DE
Inventors: John Frederick Derby Derbyshire Coplin (Grossbritannien)
Original assignee: UK Secretary of State for Defence
Current assignee: UK Secretary of State for Defence
Priority date: 1965-06-14
Filing date: 1966-06-10
Publication date: 1976-01-02
Also published as: US3383074A; GB1089549A; DE1506086B2; DE1506086A1

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

Patentansprüche:

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.