DE2511468B2

DE2511468B2 - Triebwerkseinlauf mit einer Hilfseinlaufklappe

Info

Publication number: DE2511468B2
Application number: DE2511468A
Authority: DE
Inventors: Hans-Juergen 8021 Taufkirchen Schwaerzler
Original assignee: VEREINIGTE FLUGTECHNISCHE WERKE- FOKKER 2800 BREMEN GmbH
Current assignee: Airbus Operations GmbH
Priority date: 1975-03-15
Filing date: 1975-03-15
Publication date: 1980-03-20
Also published as: IT1063949B; DE2511468A1; SU912040A3; CA1041308A; GB1530712A; DE2511468C3; US3991782A; FR2304514A1; FR2304514B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Triebwerkseinlauf mit schwenkbar an ihrem stromaufwärtigen Ende angelenkter Hilfseinlaufklappe, deren ihrem stromaufwärtigen Ende abgewandter Bereich über einen Lenker und eine an diesem angelenkte Schwinge mit der Zellenstruktur verbunden ist.

Schnell fliegende Düsenflugzeuge werden neben der., Hauptlufteinlauf für das bzw. die Triebwerke vielfach mit einem Hilfseinlauf ausgerüstet. Dieser Hilfseinlauf, der aus einzelnen Klappenöffnungen oder Schlitzen bestehen kann, öffnet in der Start- bzw. Langsamflugphase, so daß das Triebwerk durch diesen zusätzlichen Eintrittsquerschnitt die erforderliche Luft ansaugen kann. Bei Flugzeugen, die für den Überschallflug ausgelegt sind, tritt im Lufteinlauf zum Triebwerk häufig ein sogenannter Hammerschock auf. Das ist eine heftige Druckstörung, die von Strömungsunregelmäßigkeiten am Verdichter herrührt und sich als Druckwelle vom Verdichter her stromaufwärts in der Einlaufröhre bewegt. Da dieser Hammerschock auch im Langsamflugbereich bei geöffneten Hilfseinlaufklappen auftreten kann, besteht die Gefahr, daß die Klappen durch diese Druckwelle zugeschlagen und dabei dermaßen stark beschleunigt werden, daß beim Aufprall der Klappe auf die Struktur der Einlaufwand mechanische Beschädigungen auftreten. Es ist daher zweckmäßig, eine solche stark beschleunigte Klappenbewegung auf geeignete Weise zu dämpfen. Hierbei ist zu beachten, daß die Auswirkungen der durch den Hammerschock ausgelösten Druckwelle bei maximal geöffneten Klappen weniger stark, bei wenig geöffneten Klappen besonders heftig im Hinblick auf die Klappenbeschleunigung sind.

Für eine wirksame Dämpfung zur Vermeidung dieser unerwünschten Klappenoeschleunigung ist daher eine besondere Dämpfungscharakteristik zu fordern.

Durch die US-PS 36 18 876 ist bereits ein Triebwerk-

ί seinlauf der eingangs genannten Art bekannt Bei diesem bekannten Treibwerkseinlauf wirken der am stromabwärtigen Ende der Hilfseinlaufklappe angeordnete Lenker sowie die an diesem angelenkte Schwinge mit einer Rückstellfeder zusammen, um auf dies ■? Weise

ίο das Schließen der Hilfseinlaufklappe sicherzustellen. Zweck dieser bekannten kinematischen Anordnung ist dabei nicht die Dämpfung der Schließbewegung der Hilfseinlaufklappe, sondern vielmehr eine Beschleunigung des Schließvorgangs.

Die Aufgabe der Erfindung besteht demgegenüber darin, für Triebwerkseinläufe mit Hilfseinlaufklappen eine konstruktive Lösung zur Dämpfung der Klappenbewegung zu schaffen, wobei diese insbesondere in ihrer Dämpfungscharakteristik an die zuvor erwähnten

2i) Auswirkungen des Hammerschocks in einem Triebwerkseinlauf angepaßt sein soll.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß die zellenfesl in einem ersten Gelenk angelenkte Hilfseinlaufklappe und die ebenfalls zellen-

2i fest in einem zweiten Gelenk angelenkte Schwinge über den Lenker und ein drittes und viertes Gelenk zu einem an sich bekannten Viergelenkgetriebe verbunden sind und daß zwischen einem Gelenk des Lenkers und dem ersten zellenseitigen Gelenk der Hilfseinlaufklappe ein

>'i die Klappenbewegung beeinflussendes Dämpfungsglied angeordnet ist.

Durch den erfindungsgemäßen Triebwerkseinlauf wird die Nachbildung der geforderten Dämpfungscharakteristik ermöglicht. Hierfür ist es nämlich notwendig,

i^r> daß die Klappenbewegung bei kleinen Öffnungswinkeln, also unmittelbar vor dem Zuschlagen, besonders stark, bei großen Öffnungswinkeln dagegen weniger stark gedämpft wird. Für die Bewegung der Kolbenstange des Dämpfungsgliedes bedeutet dies, daß die

■i" Dämpfungskolbengeschwindigkeit bd kleinen Öffnungswinkeln der Klappe stärker als bei großen sein muß. Diese geforderte Charakteristik wird durch die Übersetzung der Klappenbewegung mit Hilfe von Lenker und Schwinge im gewünschten Maße erreicht.

•i'> Feinheiten der Übersei/ung bzw. der daraus resultierenden Dämpfungscharakteristik können durch geeignete Verlegungen der Dämpferanlenkungspunkte erzielt werden, wie dies in der Beschreibung der Zeichnungen noch ausführlich erläutert wird.

■>o Die erfindungsgemäße Konstruktion hat den Vorteil eines geringen Gewichtes, da durch das Viergelenkgetriebe ein Minimum von Teilen, die zudem noch leicht ausgebildet werden können, benötigt wird — eine relativ schwer bauende Kurvenführung des Dämpferan-

">i lenkungspunktes in einer Gleitbahn kann beispielsweise vermieden werden. Schließlich ist gegenüber einer Kurvenführung als Vorteil zu erwähnen, daß die erfindungsgemäß vorgesehenen Getriebeglieder kein Spiel haben und schlagartig auftretende Kräfte übertraft" gen können. Ein systematisches und ein konstruktives Ausführungsbeispiel der Erfindung sind in den F i g. 2 bis 4 dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigt
Fig.! eine nicht erfindungsgemäße Lösung zur

μ Dämpfung einer Hilfseinlaufklappe,

Fig. 2 eine teilweise Darstellung des erfindungsgemäßen Triebwerkseinlaufs bei geschlossener Hilfseinlaufklappe mit Systemskizze,

F i g, 3 eine teilweise Darstellung des erfindungsgemäßen Triebwerkseinlaufs bei geöffneter Hilfseinlaufklappe mit Systemskizze und

F i g. 4 eine konstruktive Ausführung der erfindungsgemäßen Lösung.

Die in F i g. 1 dargestellte Skizze zeigt eine Möglichkeit, wie man die Bewegung einer Hilfseinlaufklappe dämpfen kann. Hierzu ivt an einem Punkt der Hilfseinlaufklappe und der Einlaufwand ein Dämpfungszylinder angeordnet, dessen Dämpfungskolbenstange bei Schließen der Klappe herausgezogen wird. Diese Hubbewegung des Dämpfungskolbens in Abhängigkeit vom öffnungswinkel λ der Klappe ist bei großen Öffnungswinkeln wesentlich größer als bei kleinen Öffnungswinkeln, d. h. die Klappe wird unmittelbar vor dem Zuschlagen kaum gedämpft. Daher ist diese Dämpfungsmöglichkeit zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe nicht brauchbar; sie soll lediglich veranschaulichen, daß für die Erfüllung der Forderungen, wie sie speziell bei einem Hammerschock auftreten, erheblich mehr konstruktiver Aufwand getrieben werden muß.

Diese Forderungen werden durch die in F i g. 2 systematisch dargestellte erfindungsgemäße Lösung erfüllt. An der Wand 2 eines Triebwerkseinlaufes ist die Hilfseinlaufklappe 3 in einem ersten Gelenk 9 derart schwenkbar gelagert, daß sie bei entsprechendem Unterdruck im Triebwerkseinlauf, also bei Start und Langsamflug, nach innen aufschwingt und eine zusätzliche Lufteintrittsöffnung freigibt. Im mittleren bis mehr stromabwärtigen Bereich der Klappe 3 ist in einem als viertes Gelenk bezeichnetem Gelenk 8 ein Lenker 4 befestigt, der seinerseits über ein als drittes Gelenk bezeichnetes Gelenk 7 mit einer Schwinge 5 und andererseits über ein weiteres Gelenk 6 des Lenkers 4 mit der Kolbenstange eines Dämpfungszylinders 1 verbunden ist. Letzterer ist mit seinem anderen Ende ebenfalls im ersten Gelenk 9 angelenkt, so daß sich bei einer Entfernung der Gelenke 6 und 9 Hubvergrößerung bzw. bei einer Annäherung der Gelenke 6 und 9 eine Hubverkürzung für den Dämpfungszylinder 1 ergibt. Die Schwinge 5 ist mit ihrem anderen Ende durch ein als zweites Gelenk bezeichnetes Gelenk iO mit der Struktur der Einlaufwand zellenfest verbunden, so daß die starre Verbindung der beiden zellenfesten Gelenke 9 und 10 als festes Glied eines Vierg»lenkgetriebes zu betrachten ist. Dagegen werden die beweglichen Glieder dieses Viergelenkgetriebes durch die Hilfseinlaufklappe 3, den Lenker 4 und die Schwinge 5 mit den beiden weiteren Gelenken 7 und 8 gebildet. Der Dämpfungszylinder 1 hat auf die Bahnen der Gelenke keinen Einfluß und dient lediglich zur Dämpfung der Bewegung der Getriebeglieder, insbesondere der Klappe 3. Die LAge der Gelenke 6 und 7 auf dem Lenker 4 zueinander beeinflußt die Geschwindigkeit des Dämpfungskolbens, dessen Kolbenstange am Gelenk 6 angeienkt ist. Hierdurch kann die geforderte Dämpfungsch'irakteri'itik durch veränderte Kolbengeschwin-'jigkeit 'lachgebildet werden. Erforderlichenfalls können die Gelenke 6 und 7 auch zu einem gemeinsamen Gelenk zusammengefaßt werden, wie dies in dem konstruktiven Ausführungsbeispiel in Fig.4 zu sehen ist Hierbei handelt es sich jedoch, kinematisch betrachtet, um dieselbe Kopplung der Gelenke 6 und 7, die einen Sonderfall darstellt, bei dem auf wichtige Anpassungsparameter verzichtet wurde. Mit Hilfe der Systemskizze in F i g. 2 läßt sich der Bewegungsablauf des Viergelenkgetriebss leicht verfolgen. Insbesondere

ίο ist erkennbar, daß sich das dritte Gelenk 7 und ebenso das Gelenk 6, das in der Systemskizze nicht dargestellt ist, bei kleinen Öffnungswinkeln relativ schnell vom ersten Gelenk 9 entfernen und damit eine relativ starke Dämpfung bewirken. In F i g. 3 ist die Hilfseinlaufklappe

π 3 in geöffneter Stellung bei maximalem öffnungswinkel dargestellt Hierbei nehmen der Dämpfungszylinder 1 und der Lenker 4 eine nur schwach gegenüber der Hilfseinlaufklappe geneigte Stellung ein. Aus der Systemskizze ist erkennbar, daß das vierte Gelenk 8 sich

μ unmittelbar vor einer Totpunktlage befindet, in der die Hilfseinlaufklappe 3 und Lenker 4 ei ·.* Gerade bilden. Bei solchen großen Öffnungswinkel)! ist die Kolbengeschwindigkeit und damit die Dämpfungswirkung relativ klein.

2ϊ Fig.4 zeigt eine konstruktive Ausführung der erfindun^sgemäßen Klappendämpfung. Hierbei ist die Struktur der Triebwerkseinlaufwand mit 102 bezeichnet, während die eigentliche Klappe durch das Teil 103 gebildet wird, welches im Schwenkgelenk 109 mit der

«ι Einlaufwand zellenfest verbunden ist. Die Verkleidung der Klappe 103 nach außen wird durch die im Strak liegende Abdeckklappe 113 gebildet, die im Schwenkgelenk 111 ebenfalls mit der Zelle verbunden ist und sich durch eine nicht dargestellte Zwangsführung parallel

π zur Klappe 103 bewegt. Die Abdeckklappe 113 ist kein Bestandteil des Viergelenkgetriebes. Die weiteren Glieder des Viergelenkgetriebes sind der im Gelenk 108 mit der Klappe 103 verbundene Lenker 104 und die im Gelenk 110 mit der Zelle 102 verbundene Schwing: 105.

Um die Hilfseinlaufklappe 103 möglichst flach zu bauen, wurden in dieser konstruktiven Lösung die oben erwannten Gelenke 6 und 7 zusammengefaßt und die Verbindungspunkte von Kolbenstange des hydraulischen Dämpfungszylinders 101 und der Schwinge 105 in

■^r> einem gemeinsamen Gelenk 107 vereinigt. Aus konstruktiven Gründen greift das andere Ende des Dämpfungszylinders 101 nicht im Schwenkgelenk 109 der Klappe 103. sondern im Gelenk 112 an. Hierdurch wird jedoch die Kinematik des Viergelenkgetriebes gar

"^l0 nicht und die Dämpfungswirkung nur unwesentlich verändert. Wie sich aus dieser Fig. 4 ersehen läßt, ergibt sich für die Einlaufklappe 103 eine relativ geringe Bauhöhe, so daß die Strömung im Innern des Einlaufes nu^r geringfügig durch die aerodynamisch günstige

'"' Verkleidung gestört wird.

Schließlich stelle,, die Getriebeglieder 10"! und 105 leichte und einfach zu fertigende Bauteile dar, die lediglich auf Zug bzw. Druck beansprucht werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Triebwerkseinlauf mit schwenkbar an ihrem stromaufwärtigen Ende angelenkter Hilfseinlaufklappe, deren ihrem stromaufwärtigen Ende abgewandter Bereich über einen Lenker und eine an diesem angelenkte Schwinge mit der Zellenstruktur verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die zellenfest in einem ersten Gelenk (9, 109) angelenkte Hilfseinlaufklappe (3, 103) und die ebenfalls zellenfest in einem zweiten Gelenk (10, 110) angelenkte Schwinge (5, 105) über den Lenker (4,104) und ein drittes und viertes Gelenk (7,107 und 8,108) zu einem an sich bekannten Viergelenkgetriebe verbunden sind und daß zwischen einem Gelenk (6, 107) des Lenkers und dem ersten zellenseitigen Gelenk (9,112) der Hilfseinlaufklappe (3,103) ein die Klappenbewegung beeinflussendes Dämpfungsglied (1,101) angeordnet ist.

2. Triebwerkseinlauf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Getriebeglieder Hilfseinlaufklappe (3, 103) und Lenker (4, 104) sich bei maximal geöffneter Hilfseinlaufklappe (3, 103) unmittelbar vor einer Totpunktlage befinden, bei der das erste (9, 109), dritte (7, 107) und vierte (8, 108) Gelenk auf einer gemeinsamen Geraden liegen.

3. Triebwerkseinlauf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenke (6) bzw. drittes Gelenk (7) am Lenker (4) für die Anlenkung des Dämpfungsgliedes (1,101) bzw. der Schwinge (5) als gemeinsames Gelenk (107) des Lenkers (104) ausgebildet s,,id.