DE2222457A1 - Gasturbinenluftschraube - Google Patents

Description

• G A S U R B I N E N L U F g S C H R A U B S GASTURBINENLUFT SCHRAUBE Die vorliegende Erfindung betrifft eine Luftschraube, welche sich durch die Reaktionswirkung von ausströmenden Gasen an den Blatt -enden selbst antreibt und sowohl als Zug- oder Druckschraube für Flugzeuge aller Art, sowie -auch als Hubschraube für Hubschrauber oder Senkrechtstarter verwendet werden kann. Da diese iuftschraube sich das benötigte Heißgas selbst erzeugt, ist sie zugleich Antrieb und erübrigt den Einbau eines zusätzlichen Motors.
• Der Zweck der gegenständlichen Erfindung ist es, einen einfachen, leichten und betriebssicheren Antrieb für Beichtflugzeuge und Hub -schrauber zu schaffen, der im Herstelluhgspreis weit unter den Prei -sen herkömmlicher Flugzeugtriebwerke liegt. Da auch das Einbauge -wicht dieses Triebwerkes unter 25 % des Gewichtes herkömmlicher Flugzeugtriebwerke liegt, handelt es sich um einen idealen Antrieb vor allem für Motorsegelflugzeuge, teichtflugzeuge und Kleinhub -schrauber aller Art.
• Es wurden schon viele Versuche gemacht, Luftschrauben und vor allem Hubschrauben durch die Reaktionswirkung von an denBlattenden aus -tretenden Gasen anzutreiben. Entweder wurden an den Blattenden-kleine Düsen- Staustrahl- oder Pulsotriebwerke angebracht, oder man verwendete eine normale Gasturbine als Heißgaserzeuger und ließ dann die heissen Abgase durch die hohlen tuftschraubenblätter zu deren Enden strömen, wo sie nach Umlenkung ins Freie austreten konnten und damit den gewünschten Rückstoss erzeugten. Die erstgenannte Art dieser Antriebsmethode erwies sich durch zu hohen Ureibstoffver -brauch als unwirtschaftlich, die zweite Art als viel zu teuer in der Anschaffung, da der Preis herkömmlicher Gasturbinen noch weit über dem Preis von Kolbenflugzeugmotoren liegt.
• Der genannten Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die Nach -teile der bisher versuchten Ausführungsformen von reaktionsgetrie -benen Luft schrauben, bzw. von Heißgasrotoren zu vermeiden und die Bauweise wesentlich zu vereinfachen.
• Diese Aufgabe wird erfindungsmäßig dadurch gelöst, daß die Luft-, bzw. Hubschraube zugleich auch der Heißgaserzeuger ist, also eine in Propellerform gebaute Gasturbine darstellt. Diese Gasturbinenform wurde bisher noch nicht in Anwendung gebracht, ermöglicht äe -doch, auch noch dort angewendet zu werden, wo Flugzeugtriebwerke herkömmlicher Bauart entweder zu teuer oder zu schwer sind. Die Gasturbinenluftschraube weist wohl alle Merkmale einer Gasturbine auf, erspart jedoch sowohl eine Arbeitsturbine, als auch eine Tur -bine zum Antrieb des Verdichters. Es kann auch eine Pulsations -verbrennung (nach dem Schmidt-Argus Rohr) entweder mit mechanischen, als auch mit dynamischen Ventilen verwendet werden. Der Verdichter befindet sich in der Nabe der Gasturbinenluftschraube. Es kann so -wohl ein Radialverdichter, als auch ein ein- oder mehrstufiger Axi -alverdichter oder eine Kombination zwischen diesen beiden Verdich -terarten gewählt werden. Dieser Verdichter saugt durch die vordere Öffnung an der Nabe Luft an und drückt diese in die Luftachrauben -blätter; in denen die eigentlichen Brennkammern eingebaut sind. Dort verbrennt nun mit dieser Luft der nach dorthin eingebrachte Treib -stoff und die heissen Abgase gelangen durch die hohlen Luftschrau -benblätter nach Umlenkung an deren Enden ins Freie und treiben da -durch die Luft schraube im gewünschten Drehsinn an. Dabei bleibt eine eventuell gewünschte Verstellbarkeit der Luftschraube sogar bis zur Segelstellung voll erhalten. Der sich durch die Reaktionswirkung nun drehende Propeller treibt über ein ubersetzungsgetriebe den Ver -dichter an. Zum Anlassen ist ein jeder Anlasser zu verwenden, der auch ohne Mitdrehen von Getriebe oder Luft schraube nur den Verdich -ter in Drehung zu versetzen braucht. Durch die erhaltene Verstell -möglichkeit der Luftachraubenblätter kann diese Art des Flugzeugan -triebes auch zum Bremsen des Flugzeuges beim Ausrollen nach der Lan dung verwendet werden, wobei der Bremseffekt durch die Rückstoss wirkung des austretenden Heißgases noch höher liegt, als bei Triebwerken herkömmlicher Bauart, von der Strahlumlenkung bei reinen Dü -sentriebwerken abgesehen.
• Die mit dieser Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesonders darin, daß hier ein Triebwerk geschaffen wurde, welches in seiner Einfachheit und baulich bedingten Betriebssicherheit kaum mehr zu überbieten sein dürfte. Das ganze Triebwerk wiegt nicht mehr, wie eine Verstell-Luftschraube herkömmlicher Bauart für die gleiche PS -Leistung. Es wird also damit das Gewichtes Motors überhaupt eingespart. Und was für den Leichtflugzeugbau noch wichtiger ist: es kostet auch nicht mehr, als wie eine Verstell-Luftschraube herkömmlicher Bauart. Durch die einfache Bauart wird eine Betriebssicherheit erreicht, welche den stetig strenger werdenden Sicherheitsbe -stimmungen in jeder Art und Weise mehr als gerecht wird. Da die Turbinenluftschraube auch mit den billigsten Treibstoffen betrieben werden kann, ist der etwas höhere Treibstoffverbrauch gegenüber von Kolbenmotoren weitgehendst ~ausgeglichen. Als Idealtreibstoff wäre das sehr billige Flüssiggas zu erwähnen, welches besonders bei Einsatz der Gasturbinenluftschraube in Motorsegelflugzeugen vorteil -haft wäre.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist inder Zeichnung verein -facht dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
• Die Zeichnung stellt die gegenständliche Erfindung teilweise nur schematisch dar. Das nur schematisch dargestellte Buftschrauben -blatt (1) ist innen hohl und weist am äussren Ende entgegen der Drehrichtung eine Öffnung auf, durch welche mit oder ohne Umlenkschaufeln die heissen Abgase ins Freie austreten können. Ziffer (2) stellt vereinfacht die im hohlen Luftschraubenblatt angebrachte Brennkammer mit Flammhalter dar. Auf das Einzeichnen der Treibstoffzufuhrleitungen, sowie der Zündung wurde bewusst verzichtet, da es sich hier um bewährte technische Gegebenheiten handelt. Ziffer (3) stellt die Nabenhaube mit der vorderen Einlaßöffnung'dar, sie kann strömungsgerecht in beliebiger Form gebaut werden. Ziffer (4) ist die Darstellung eines Verdichters, hier als Radialverdichter symbolisiert. Auf-das Einzeichnen von Leitschaufeln wurde ebenfalls verzichtet. Es ist auch der Einbau eines mehrstufigen Axialverdichters möglich, doch würde diese Verdichterart die Konstruktion wieder verteuern, was nicht im Sinne dieser Erfindung liegt. Ziffer (5) stellt die eigentliche Luftschraubennabe mit der Propellerblatthalterung dar u.zw. in vereinfachter Form. Auf das Einzeichnen eines Verstellapparates konnte verzichtet werden. Ziffer (6) ist die unabhängig von der Luftschraubennabe umlaufende Verdichterwelle. Ziffer (7) ist der die Nabe tragende Anschlußflansch zur Befestigung des ge -samten Triebwerkes am Flugzeug, oder, falls es sich um eine auf gleicher Basis arbeitende Hubschraube handelt, am Hubschrauber.
• Ziffer (8) ist ein ubersetzungsgetriebe, das die Drehzahl der um -laufenden Luft schraube auf die zum Antrieb des Verdichters nötige Drehzahl erhöht. Ziffer (9) ist der Anlasser. Es kann sowohl ein elektrischer Anlasser, als auch ein Druckgasanlasser oder ein hand -betriebener Anlasser verwendet werden. Die Funktion dieses Trieb -werkes ist so einfach und klar, daß auf eine weitere Beschreibung verzichtet werden kann.

Claims (6)

1. G A S U U R B I N z N L U F U S C H R A U B E

   GASTURBINENLUFTSCHRAUBE P a t e n t a n s p r ü c -h e 1.) Gasturbinenluftschraube, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftschraube eine in Propellerform gebaute Gasturbine ist, bei der jedoch in der genannten Bauweise Arbeits- und Verdichterturbi -ne entfallen, ohne dass dadurch die Funktion des Triebwerkes in Frage gestellt wird.
2. 2.) Gasturbinenluftschraube nach Patentanspruch 1.), dadurch ge -kennzeichnet, daß in der Luftschraubennabe ein Verdichter in beliebiger Bauart angebracht ist, welcher durch eine Öffnung an der Nabe Luft ansaugt, diese verdichtet und in die Luft -schraubenblätter, welche in beliebiger Anzahl eingebaut wer -den können, drückt, sich in Brenukammern, die in den Luft -schraubenblättern eingebaut sind, mit Treibstoff mischt und nach Zündung mittels einer beliebigen Zündvorrichtung gelangt das nun heiße Gas durch die hohlen Luftschraubenblätter zu den am Ende derselben befindlichen Austrittsöffnungen in der Richtung hin umgelenkt, daß der Reaktionseffekt die Luftschraube in Drehung versetzt.
3. 3.) Gasturbinenluftschraube nach den Patentansprüchen 1.) und 2.), dadurch gekennzeichnet, daß trotz dieses Antriebsprinzips die volle Verstellbarkeit der Luftschraubenblätter erhalten bleibt, diese also wahrend-des Betriebs von der Bremsstellung bis zur Segelstellung ohne großen Aufwand verstellt werden können.
4. 4.) Gasturbinenluftschraube nach den Patentansprüchen 1.), 2.) und 3.), dadurch gekennzeichnet, daß nach dem gleichen Prinzip auch Hubschrauben von Hubschraubern und Senkrechtstartern angetrie ben werden können, wobei auch in diesem Falle die volle Ver -stellbarkeit der Rotorblätter erhalten bleibt.

   P a t e n t a n 5 p r ü c h e , B 1 a t t 2.
5. 5.) Gasturbinenluftschraube nach den Patentansprüchen 1.) bis 4.), dadurch gekennzeichnet, daß bei gleicher Bauweise auch das Prinzip der Schwingungsverbrennung (Schmidt - Argus Rohr;) angewendet werden kann, wobei sowohl mechanische, als auch dynamische Ventile verwendet werden können.
6. 6.) Gasturbinenluftschraube nach den Patentansprüchen 2.) und 5.), dadurch gekennzeichnet, daß ein auf dieser Basis gebauter Pro -peller kleineren oder, falls es sich um ein Hubtriebwerk han -delt, auch größeren Durchmessers, in ein Gehäuse eingebaut und mit oder ohne Nachbrenner auch als Düsentriebwerk funk -tionieren kann, wobei durch diese Bauweise eine äusserst hohe Luftmenge (hohes Nebenstromverhältnis) durchsetzbar wird.

   U n t e r a n s p r~ü c h e : 1.) Gasturbinenluftschraube nach PatentaSspruch 5.),dadurch ge -kennzeichnet, daß bei der Anwendung der Schwingungsverbrennung der Einbau eines Verdichters durch die Selbstansaugung bei dieser Verbrennungsart überhaupt entfallen kann.