DE2607944A1

DE2607944A1 - Schubumkehrvorrichtung fuer duesentriebwerke

Info

Publication number: DE2607944A1
Application number: DE19762607944
Authority: DE
Inventors: George Thomas Drakeley
Original assignee: Boeing Co
Current assignee: Boeing Co
Priority date: 1975-03-27
Filing date: 1976-02-27
Publication date: 1976-10-07
Also published as: US3997134A; DE2607944C3; FR2305344A1; IT1065329B; GB1501044A; FR2305344B1; DE2607944B2

Description

Trier, den 26.2.1976 B 678

The Boeing Company

P.O. Box 3707 Seattle, Washington 9812/j., USA

Schubumkehrvorrichtung für Düsentriebwerke

Die Erfindung betrifft eine Schubumkehrvorrichtung für Düsentriebwerke von Flugzeugen, insbesondere eine nach unten und vorwärts gerichtete Schubumkehrdüse und eine Steuervorrichtung für eine solche Düse.

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Verschiedene Arten von Schubumkehrvorrichtungen für Düsentriebwerke sind bekannt. Aber diese bekannten Schubumkehrdüsen sind gewöhnlich entweder zur Seite des Triebwerkes oder des Flugzeugrumpfes gerichtet oder, wenn sie nach unten gerichtet sind, sind sie im allgemeinen nicht für ein Düsentriebwerk geeignet, das im Rumpfheck untergebracht 1st*

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Düsentriebwerk zu schaffen, das im Heck eines Flugzeugrumpfes untergebracht ist und das einen Schubumkehrkanal aufweist, in dem ein Düsenstrahl leicht und schnell umgelenkt werden kann.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß vom rückwärtigen Auslaßkanal ein Schubumkehrkanal abzweigt, der ausschließlich nach unten und vorwärts zum Auslaß des Düsenstrahls gerichtet ist, wobei der Schub eine rückwärtige und eine aufwärtige Komponente hat, und daß zwischen dem rückwärtigen Auslaßkanal und dem Schubumkehrkanal eine Steuervorrichtung zum Regeln des Düsenstrahlauslasses angeordnet ist.

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Vorteilhaft ist es, beide Enden des Schubumkehrkanals schließen zu können, wenn das Düsentriebwerk einen Vorwärfsschub erzeugt, und den Schubumkehrkanal in gesteuerter Weise öffnen zu können, wenn eine Schubumkehr erzielt werden soll.

Die Vorrichtung kann durch eine Steuerklappe in der rückwärtigen Auslaßleitung des Düsentriebwerkes und durch eine Steuerklappe am äußeren Ende des Schubumkehrkanals, der von der rückwärtigen Auslaßleitung abzweigt, ergänzt werden.

Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielhaft dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht des hinteren Teils eines Flugzeugrumpfes mit weggebrochenen Teilen,

Fig. 2 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 1 mit anderer Stellung einiger Teile.

Die Anordnung des Düsentriebwerkes im Heck eines Flugzeugrumpfes ist besonders bei Drei-Düsen-Flugzeugen

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zweckmäßig, sie kann jedoch auch bei jedem anderen Typ einer Flugzeugdüsentriebwerkanordnung verwendet werden. Daher ist die Düsentriebwerkanordnung, die in den Zeichnungen gezeigt ist, nur beispielhaft und schematisch.

Im Heck 1 eines Flugzeugrumpfes ist ein Düsentriebwerk 2 in einem Kanal, der in Längsrichtung des Rumpfe unterhalb einer Seitenflosse 3 verläuft, angeordnet. Die Seitenflosse ist von üblicher Art mit einem Seitenruder 1+, das an ihrer Hinterkante gehalten ist,und mit einem waagerechten Stabilisator 5 s der auf dem oberen Ende der Seitenflosse angeordnet ist.

Der Längskanal durch das Heck 1 des Rumpfes, in dem das Düsentriebwerk 2 angeordnet ist, hat einen vorderen Luftzuführkanalabschnitt 6 und einen hinteren Auslaßkanalabschnitt 7. Ein Schubumkehrkanal 8 zweigt an einer Verengung 9 des rückwärtigen Auslaßkanalabschnittes 7 ab und der untere Teil des Schubumkehrkanals ist nach vorn und unten in einem Winkel von 15 bis Zf5 gerichtet. Die Vorwärtskomponente eines Düsenstrahles,

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der von dem Schubumkehrkanal 8 ausgelassen wird, ergibt eine hemmende Kraft auf den Flugzeugrumpf 1, während die senkrechte Komponente des Düsenstrahles einen Aufwärtsschub auf das Heckteil 1 des Rumpfes ergibt.

Wenn das Plugzeug niedergeht, um zu landen, ist es üblich, in einem hohen Angriffswinkel zu fliegen, so daß die Nase des Rumpfes angehoben ist. Wenn das Flugzeugfahrgestell ein steuerbares Bugradfahrwerk hat, so kommt das Bugrad zunächst nicht mit dem Boden in Berührung, obwohl solche Bodenberührung sehr wünschenswert wäre, um das Bugrad drehen und das Flugzeug steuern zu können. Der Aufwärtsschub, der auf das Heck des Flugzeuges durch die senkrechte Komponente des Düsenstrahles, der von dem Schubumkehrkanal ausgelassen wird, ausgeübt wird, neigt dazu, das Heck anzuheben und entsprechend die Nase des Rumpfes um einen Drehpunkt niederzudrücken, der in der Nähe des HauptfahrWerkes liegt, Der Aufwärtsschub auf das Heck des Flugzeuges wird daher eine Berührung des Bugrades mit der Landebahn bewirken oder den Druck des Bugrades gegen die Landebahn vergrößern, so daß die Steuerwirkung des Bugrades wächst.

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Die Ablenkung des Düsenstrahls von dem rückwärtigen Auslaßkanalabschnitt 7 in den Schubumkehrkanal 8 kann durch eine Verengungsvorrichtung mit einer Steuerklappe 10 gesteuert werden, um den Umkehrschub, der auf das Flugzeug ausgeübt wird, einzustellen. Vorteilhaft ist die Steuerklappe einseitig klappbar und ihr hinterer Teil auf einem Drehzapfen 11 befestigt, dessen Achse sich quer zum Flugzeug erstreckt. Die Steuerklappe schwingt um den Drehzapfen zwischen einer Stellung, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist und bei der die Klappe auf der unteren Wand des rückwärtigen Auslaßkanales liegt, so daß dieser Kanal voll geöffnet ist, und einer aufwärts und vorwärts gerichteten Stellung, wie sie in Fig. 2 gezeigt ist, in der die Steuerklappe sich vollständig über den rückwärtigen Auslaßkanal erstreckt, um ihn zu verschließen.

Während des Fliegens wird der ganze Düsenstrahl infolge entsprechender Stellung der Klappe 10 durch den rückwärtigen Auslaßkanal 7 geführt. Wenn die Fluggeschwindigkeit verringert werden soll, kann die Klappe in eine ausgewählte Stellung zwischen ihren extremen

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Stellungen nach den Fig. 1 und 2 bewegt werden, um den gewünschten Umkehrschub zu erreichen, indem ein Teil des Düsenstrahles durch jeden der Kanäle 7 und 8 geleitet wird. Bei der Landung wird die Klappe 10 normalerweise in die Stellung nach Fig. 2 geklappt, um den ganzen Düsenstrahl durch den Schuburakehrkanal 8 zu leiten.

Der Drehzapfen 11 ist an der hinteren Seite der Verbindung zwischen dem rückwärtigen Auslaßkanal 7 und dem Schubumkehrkanal 8 angeordnet, so daß die Steuerklappe in der Stellung nach Fig. 2 den Düsenstrahl nach unten in den Schubumkehrkanal umlenkt. Das Ende des Schubumkehrkanals, das zum rückwärtigen Auslaßkanal führt, ist ganz offen, wenn die Steuerklappe in der Stellung ist, die in Fig. 2 gezeigt ist. Eine Ventilklappe 12 kann ferner vorgesehen sein, um das untere oder äußere Ende des Schubumkehrkanals zu verschließen. Diese Ventilklappe ist vorteilhaft ebenfalls einseitig klappbar und an einem Drehzapfen 13 angeordnet, der den hinteren Teil der Ventilklappe an der Rückwand des Schubumkehrkanals 8 hält. In geschlossener Stellung liegt die Führungskante der Ventilklappe hinter einer Schulter H,

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die eine Stufe in der vorderen Wandung des Schubumkehrkanals bildet, wie es in Fig. 1 gezeigt ist. Von dieser geschlossenen Stellung kann die Ventilklappe nach unten geschwungen werden, so daß sich die Klappe vom hinteren Teil des Schubumkehrkanals nach vorn und unten erstreckt.

Es ist vorteilhaft, wenn die Steuerklappe 10 und die Ventilklappe 12 zur gleichzeitigen und entsprechenden Bewegung miteinander verbunden sind. Das Schwingen der Klappen kann durch Drehung einer Schraube 15 bewirkt werden, die die Vorwärts- und Rückwärtsbewegung eines mit den Klappen verbundenen Kniegelenkes bewirkt. Die Schraube kann durch einen Elektromotor 16 gedreht werden. Das Kniegelenk kann auch durch eine hydraulische Antriebsvorrichtung betätigt werden.

Wenn die Steuerklappe 10 in der Stellung nach Fig. 1 ist, in der der rückwärtige Auslaßkanal ganz geöffnet ist, ist es vorteilhaft, wenn die vordere Kante der Klappe hinter einer Schulter 17 in dem rückwärtigen Auslaßkanal liegt, so daß der Fluß des Düsenstrahlgases von der Kraftquelle 2 so ungehemmt wie möglich ist. Auch ist es vorteilhaft, wie in Fig. 1 gezeigt,

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wenn die Klappe 10 gebogen ausgebildet ist, um eine Verengung in dem rückwärtigen Auslaßkanal zu ergeben, wenn die Klappe den Schubumkehrkanal verschließt, und eine Schaufelwirkung zu ergeben, um den Düsenstrahl von dem rückwärtigen Auslaßkanal in den Schubumkehrkanal umzulenken, wenn die Klappe den rückwärtigen Auslaßkanal verschließt, wie es in Fig. 2 gezeigt ist.

Wenngleich die Ventilklappe 12 nicht unbedingt erforderlich ist, ist sie doch wünschenswert, um durch Schließen der Öffnung des Schubumkehrkanals den Widerstand am Rumpf zu reduzieren, wenn das ganze Düsenstrahlgas durch den rückwärtigen Auslaßkanal 7 strömt, und eine bessere Steuerung der Richtung zu erreichen, in der das Düsenstrahlgas von dem Schubumkehrkanal 8 ausgelassen wird, wenn die Steuerklappe 10 in der Stellung ist, wie sie in Fig. 2 gezeigt ist.

Obwohl Gleitelemente zum Schwingen der Klappen 10 und von der Stellung nach Fig. 2 zur Stellung nach Fig. 1 vorgesehen sein können, können die Klappen auch einfach durch Federdruck in die Stellung nach Fig. 1 gebracht werden. Sie können dann durch Auslösorgane, die über

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die Leitkanten hinter den Schultern IZf und 17 ragen, entsprechend geöffnet werden, so daß ein Stoß von Düsenstrahlgas die Klappen ganz in ihre Stellungen nach Fig. 2 schwingen und sie in diesen Stellungen so lange halten, wie die Düsenstrahlgasmenge ausreichend ist, um die Kraft zu erzeugen, die durch die Federn ausgeübt wird. Wenn das Düsentriebwerk 2. gedrosselt wird, um den Auslaß des Düsenstrahlgases wesentlich zu reduzieren, bringen die Federn die Klappen in die Stellung nach Fig. 1 zurück und halten sie in dieser Stellung, bis die vorderen Kanten der Klappen wieder aus der Stellung hinter ihren Schutzschultern gedrückt werden.

Um das Geräusch des Düsenstrahles zu reduzieren, wenn das Gas durch den rückwärtigen Auslaßkanal 7 ausgelassen wird, wie beim Start des Flugzeuges, kann der Teil des Kanals hinter der Steuerklappe 10 mit einem geeigneten geräuschdämpfenden Material, wie perforiertes Sandwich-Material ausgerüstet werden. Eine waagerechte Schallablenkplatte 18 aus diesem Material kann am Boden des rückwärtigen Auslaßkanals 7 angeordnet

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sein und senkrechte !Schallschutzplatten 20 dieses Materials können gegenüberliegend aufrecht an den Seiten des Kanals angeordnet sein. Die obere innere Oberfläche des Kanals und die Oberfläche der Steuerklappe können ebenfalls mit diesem Material bedeckt sein. Darüber hinaus wird die nach unten gerichtete Neigung der Platte 18 die Geräuschwellen, die von dem rückwärtigen Auslaßkanal 7 ausgestoßen werden, nach unten lenken, was weiterhin zur Verringerung des Düsenstrahlgerausches führt.

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Claims

Patentansprüche

Im hinteren Rumpfteil eines Plugzeuges eingebautes Düsentriebwerk mit rückwärtiger Auslaßkanalöffnung im Heck, dadurch gekennzeichnet, daß vom rückwärtigen Auslaßkanal (7) ein Schubumkehrkanal (8) abzweigt, der ausschließlich nach unten und vorwärts zum Auslaß des Düsenstrahls gerichtet ist, wobei der Schub eine rückwärtige und eine aufwärtige Komponente hat, und daß zwischen dem rückwärtigen Auslaßkanal und dem Schubumkehrkanal eine Steuervorrichtung (10) zum Regeln des Düsenstrahlauslasses angeordnet ist.
2. Düsentriebwerk nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Ventilklappe (12), die einseitig an der Rückseite des Auslaßendes des Schubumkehrkanals (8) drehbar angeordnet ist, wobei die Klappe zwischen einer den Schubumkehrkanal verschließenden Stellung und einer nach außen die Flugzeugoberfläche überragenden und nach vorn und unten gerichteten Stellung schwingbar ist.

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3. Düsentriebwerk nach den Ansprüchen 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Steuervorrichtung (10), die eine Verengung des rückwärtigen Ausläßkanals (7) bewirkt, wenn der Schubumkehrkanal (8) geschlossen ist.
4. Düsentriebwerk nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet," daß an der Verbindungsstelle an der unteren Wand des rückwärtigen Auslaßkanals'(7) und der hinteren Wand des Schubumkehrkanals (8) eine Steuerklappe (10) drehbar angeordnet ist, die nach oben gewölbt ausgebildet ist und deren Vorderkante bei geschlossenem Schubumkehrkanal hinter eine Schulter (17) in der unteren Wandung des Auslaßkanals vor der Abzweigung greift.
5· Düsentriebwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 4j dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerklappe (10) und die Ventilklappe (12) durch eine gemeinsame Betätigungsvorrichtung (15, 16) synchron betätigbar sind.
6. Düsentriebwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß am Boden und an der Seite des rückwärtigen Auslaßkanals (7) geräuschdämmende Vorrichtungen (18, 20) angeordnet sind.

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