DE1781227A1 - Lufteinlassoeffnung fuer Hubschraubertriebwerk - Google Patents
Lufteinlassoeffnung fuer HubschraubertriebwerkInfo
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Description
Patentanwalt
β Frankfurt/Main 1
β Frankfurt/Main 1
Niddastr. 52
911-13DL-918
1 River Road Soheneotady, K.Y. / USA
Die Erfindung besieht βloh auf Lüfteinlaßöffnungen für Gasturbinentriebwerke zum Antrieb von Hubschraubern und insbesondere
auf verbesserte Lufteinlaßöffnungen, die es ermöglichen, den Verschleiß der Triebwerke auf ein Mindestmaß herab
zusetzen, der durch Verunreinigungen der Luft, beispielsweise Schmutzteilchen und 3alzwasserepritaer, hervorgerufen wird.
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Beträchtliche Schwierigkeiten treten auf, wenn Hubschrauber mit Gasturbinenantrieb im Schwebeflug in geringer Höhe
fliegen, wo Schmutz, Sand, Salzwassersprltzer und andere
Verunreinigungen vom Rotor aufgewirbelt werden und in die Gasturbinentriebwerke gelangen. Derartige Verunreinigungen
fe können die Funktionsteile des Triebwerks schnell beschädigen und die Lebensdauer der Triebwerke erheblieh herabsetzen.
In vielen Fällen ist ein LuftfOhrungsvorsatz vorgesehen, der
vor der tatsächlichen Triebwerkseinströmung, d. h. dem Eingang
zu den Axialkompressor, einen Strmungsweg für die einströmende Luft bildet. Ein derartiger Luftführungsvorsatz
bietet nur geringen Schutz gegen eindringende Verunreinigungen. Bs ist auch bereits vorgeschlagen worden, die normale
Einstrflmöffnung des Luftführungsvorsaties, die axial zu dem
Triebwerk angeordnet 1st, zu sperren, so daß die Luft radial
durch Filter einström;, die in dem Luftführungsvorsatz vor-.
'gesehen sind. Die letztgenannte Ausführung hat sich als sehr wirkungsvoll erwiesen, um die in das Triebwerk eindringenden
Verunreinigungen auf ein Mindestmaß herabzusetzen, insbesondere wenn Filterelemente nach der sogenannten Vortex-Art verwendet
wurden. Es ist bekannt, daß die radiale Einströmung durch den Luftführungsvorsatz hindurch einen meßbaren Verlust
der Trlebwerkeleistung zur Folge hat. Unter den meisten
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Flugverhältniseen kann man dieeen Leistungsverlust jedoch
hinnehmen; und wenn dies nicht möglich ist, kann der Pilot
die Sperrklappen öffnen, so daß Luft axial in das Triebwerk
einströmen kann, wenn Höchstleistung benötigt wird und die Menge der Verunreinigungen, die in das Triebwerk eindring η
könnte , keine Rolle spielt.
Wenn auch in bestimmten Fällen but Vermeidung eines erhöhten
Triebwerksversohlei&es wie es oben beschrieben worden ist,
ein Leistungsabfall hingenommen werden kann, so ist es doch erwünscht, daß zn allen anderen Zeiten die Höchstleistung sur
Verfugung steht· In diesem Zusammenhang wurde gefunden, daß
die oben beschriebenen Filterelemente in dem Luftführungsvor-8at
s eine Turbulent; in der in das Triebwerk einströmenden
Luft hervorrufen, wenn die Sperrklappen geöffnet sind und die Luft gane normal in axialer Richtung durch den LuftfUhrungsvorsatz
hindurohströmen kann. *
Ziel der vorliegenden Erfindung ist eine verbesserte, Verunreinigungen zurückhaltende Lufteinlaßöffnung für Gasturbinentriebwerke,
welche die Triebwerksleistung von Hubschraubern in den Zeiten, in denen keine Verunreinigungen heraussufiltern
sind, möglichst hoch macht..
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Luftführungsvorsatz vor dem Gasturbinentriebwerk aufweist, das die Antriebskraft für den Rotor liefert. Der Luftführungsvorsatz
ist mit Wirbelabscheidern für radiale Lufteinströmung ausgestattet, wenn der normale axiale Einlaß in den Luftführungsvorsatz
durch Sperrklappen verschlossen ist. Unter diesen Bedingungen ermöglichen Ventile, die auf den Filterelementen
vorgesehen sind, ungehindertes Einströmen der Luft P in radialer Richtung. Wenn die Sperrklappen geöffnet sind und
die Luft in axialer Richtung in das Gasturbinentriebwerk hineinströmt, sprechen die Ventile auf den Druck der axialen
Einströmung an und sperren den Luftstrom ,der in radialer Richtung durch den Vorsatz hindurch erfolgt. Die Ventile
sind vorzugsweise als Drosselklappenventile ausgebildet, so daß sie im geschlossenen Zustand für den Vorsatz eine glatte
Innenfläche bilden.
Nachstehend soll die Erfindung anhand der Beschreibung und der Zeichnungen ein^s Ausführungsbeispiels näher erläutert
werden:
Fig. 1 zeigt eine Ansicht eines Hubschraubers der erfindungsgemäßen
Verbesserung;
Fig. 2 zeigt eine vergrößerte Ansicht eines Luftführungsvorsatzes für ein Gasturbinentriebwerk zum Antrieb eines Hubschraubers;
in dieser Figur sind einige Teile aufgeschnitten gezeichnet;
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Fig. 3 zeigt eine Ansicht des Luftführungsvorsatzes in
axialer Richtung und in der Stellung, in der das Eindringen von Verunreinigungen verhindert werden
soll;
Fig. 4 ist eine ähnliche Ansicht wie die aus Fig. 3» nur
ist der Luftführungsvorsatz in seiner normalen
Betriebsstellung gezeigt; (
Fig. 6 und 7 zeigen vergrößerte Schnitte durch die in Fig. 5 dargestellten Filterelemente, und zwar in verschiedenen
Betriebsstellungen.
Fig. 1 zeigt einen Hubehrauber H bekannter oder herkömmlicher
Bauart, dessen Rotoren R von Gasturbinentriebwerken E angetrieben
werden· Jedes Gasturbinentriebwerk weist eine von der Turbine getriebene Welle auf, die mit dem Rotorantrieb verbunden
ist. In Flg. 1 1st nur das Üebxerk auf der dem Betrachter zugewandten Seite des Hubschraubers gezeigt.
Der Lufteinlaß in das Gasturbinentriebwerk ist von einem Luftftthrungsvorsatz 14 (Fig. 2) umgeben, der am Rumpf des
Hubschraubers und vor dem tatsächlichen TriebwerkseinlaA angebracht
ist, der bei 16 (Fig. 5) angedeutet 1st.
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Der LuftführungBVoreatz 14 weist einen vorderen Rahmen 18
und einen hinteren Rahmen 20 auf« Die Anordnung zwischen
dem vorderen und dem hinteren Rahmen weist ein äußeres Sieb 22» ein äußeres Blech 24 und ein inneres Blech 26 auf. Auf
dem inneren Blech 26 und dem äußeren Blech 24 sind zahlreiche Filterelemente 28 montiert. Jedes Filterelement 28
(Fig. 6 und 7) weist eine Wirbelröhre 30, die an dem äußeren P Blech 24 befestigt ist und einen konischen Behälter 32 auf.
Wenn der Hubschrauber sich in Situationen befindet, wo Verunreinigungen, beispielsweise Sehmuts, Salzwasser oder
dergl. in das Triebwerk gesaugt werden könnten, wird die in
axialer Richtung liegende öffnung des Luftfuhrungevorsatzes
14 duroh Sperrklappen 34 geschlossen, wie es in den Figuren 3 und 5 gezeigt ist. Die Vorrichtungen zur Betätigung der
Klappen (nicht gezeigt) werden von dem Hubschrauberpiloten nach eigenem Ermessen bedient. Wenn die Sperrklappen 34
geschlossen sind, strömt die Luft in radialer Richtung duroh die Filterelemente 28 hinduroh in den Vorsatz 14 hinein. Da.
die Luft, die duroh die Rühren 30 strömt, in eine Wirbelbewegung versetzt wird, werden die mitgerissenen Verunreinigungen
in den Raum zwischen den Blechen 24 und 26 befördert, während die Luft, die duroh die Behälter 32 strömt, im wesent*
liohtn frei von Verunreinigungen ist, wenn sie in den Triebwerkeeinlaß 16 hineinströmt. Der abgeschiedene Sohmuts und
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die Luft können zwischen den Blechen 2JJ und 26 und schließlich
nach Außenbord ausströmen, beispielsweise durch die Auslaßöffnung, die in Fig· 2 mit 35 bezeichnet ist.
des Triebwerkes erheblich. Diese Vorzüge werden mit einem sehr geringen Leistungsverlust erreicht, da die Gefahr des g
wenn ein Hubschrauber in Bodennähe im Schwebeflug fliegt
und :iur eine geringe oder keine Auftreffwucht vorhanden
wäre, wie dies beim Vorwärtsflug der Fall wäre. In jedem
immer dann öffnen, wenn Höchstleistung erwünscht ist.
Wenn der Hubschrauber in Gegenden fliegt, in denen keine Gefahr des Eindringens von Verunreinigungen besteht, ist
es besonders während des Vorwärtβflugea erwünscht, daß die "
Luft in axialer Richtung durch den Vorsatz in die Triebwerkseinlaßöffnung hineinströmt. Es steht wiederum im Ermessen
des Piloten, beim normalen Vorwärtsflug die Sperrklappen in die geöffnete Stellung zu bringen, wie es in Fig. 4 und
gezeigt, ist* In diesem Fall wird eine weitere radiale Luftströmung
durch den Vorsatz mittels der Drosselklappenventile verhindert, die auf Stiften 37 an den Innenseiten der Filterelemente
28, wie am Boden der Behälter 32, schwenkbar gelagert
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sind. Die Auftreffwucht der in axialer Richtung durch den
Vorsatζ strömenden Luft erzeugt eine so große Druckdifferenz,
daß die Ventile in der geschlossenen Stellung gehalten werden, wie es in Fig. 7 gezeigt ist. Auf diese Weise wird nicht
nur die Luftströmung in radialer Richtung ausgeschaltet, die an dem Lufteinlaß des Turbinentriebwerkes Turbulenzen in der
Luft hervorrufen könnte, sondern es wird auch ein praktisch gleichförmiger Strömungsweg für die Luft erzeugt, wenn diese
an der Innenseite des Vorsatzes 14 entlangstreicht. Es sei ferner bemerkt, daß, wenn die Gefahr des Eindringens von Verunreinigungen
besteht und die Klappen 34 geschlossen sind, die schwenkbar gelagerten Ventile 36 der radialen Lufteinströmung
durch die Filterelemente 28 hinduroh sehr geringen Widerstand bieten, wie es in Fig. 6 gezeigt ist. Auf diese Weise
kann sowohl unter normalen Bedingungen als auch, in einer sehmutzhaltigen Umgebung eine Höchstleistung des Triebwerkes
erzielt werden. ^r
Obwohl die abgebildeten Drosselklappenventile aus Gründen der
Einfaohheit und Wirtschaftlichkeit bevorzugt werden, können im Rahmen der Erfindung natürlich auch andere Ventilarten
benutzt werden, um den Luftstrom durch die Filter hinduroh zu sperren.
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Claims (1)
- ANSPRÜCHE:1. Luffcführungsvorsatz für Hubschrauber mit Gasturbinentriebwerk, der vor und axial zu der Triebwerksöffnung einen Luft Strömungskanal bildet, dadurch gekennzeichnet , daß eine Vielzahl von Filterelementen (28) durch den Luftführungevorβatζ (l4) radial hindurchführen, die Verunreinigungen entfernen und, falls Luft λ durch sie hindurchströmt, praktisch reine Luft in das Innere des LuftfUhrungsvorsatzes (1*) einleiten, jedem Filterelement (28) ein entsprechendes Ventil (36) zugeordnet ist, Sperrklappen (34) zwischen einer ersten Stellung, in der Luft in axialer Richtung in den Triebwerkseinlaß (16) strömen kann, sowie einer zweiten Stellung bewegbar sind, in der dieser Luftstrom verhindert ist, und die Filterventile (36) in Abhängigkeit von einer axialen Luftströmung durch den Vorsatz (14) hinduroh geschlossen sind, wenn sich die Sperrklappen (34) in ihrer ersten Stellung befinden, so daß ein Luftstrom duroh die Filterelemente (28) verhindert ist, und geöffnet sind, wenn in der zweiten Stellung der Sperrklappen (34) keine axiale Luftströmung besteht.009851/0105c LuftfUhrungsvorsatz nach Anspruch I9 dadurch gekennzeichnet , daft jedes Filterventil ein Ventilslement aufweist, das in Abhängigkeit von der axial gerichteten Luftströmung durch den Vorsatz in eine geschlossene Stellung verschiebbar ist.3. Luftführungevorsats nach Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet , daÄ Jedes Ventil ein Drosselklappenventil aufweist.009851/0105eerse ite
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