DE3319566A1 - Drive system for aircraft, especially for motor-gliders - Google Patents

Abstract

A drive system for aircraft, especially motor-gliders. The engine is located at the tip of the fuselage. A long shaft connects the engine to a transmission behind the cockpit. The transmission has one or more outputs. A hinged shaft is flanged-on to each output at an angle of approximately 45 DEG with respect to the fuselage longitudinal axis which connects the transmission to the propeller hub. The propeller hubs are arranged in a fixed manner on the sides and/or above the fuselage.

Description

Beschreibungdescription

Die Erfindung betrifft ein Antriebssystem für Flugzeuge, insbesondere für Motorsegler, bei dem der Motor in der Rumpfspitze angeordnet ist, seine Leistung über eine (Fern)welle in einen Getriebe-(spant) eingeleitet wird, in dem wenn nötig die Motordrehzahl auf eine für den oder die Propeller wünschenswerte Drehzahl gebracht wird und bei dem das Getriebe ein oder mehrere - vorzugsweise zwei - Abtriebe hat, an denen über Kreuzgelenkwellen die Propeller angetrieben werden. The invention relates to a propulsion system for aircraft, in particular for motor gliders, where the engine is arranged in the nose of the fuselage, its performance is introduced via a (remote) shaft into a transmission (bulkhead), in which if necessary brought the engine speed to a speed that is desirable for the propeller or propellers and in which the gearbox has one or more - preferably two - outputs, on which the propellers are driven via universal joint shafts.

Die Propellernaben sind fest zum Rumpf abgestützt.The propeller hubs are firmly supported on the hull.

Nach dem Stand der Technik werden kleinere Motorflugzeuge und Motorsegler meistens mit einem konventionellen Antrieb versehen, d.h. Smaller powered airplanes and powered gliders are state of the art mostly provided with a conventional drive, i.e.

der Motor an der Rumpfspitze wird mit einem Zugpropeller versehen, der entweder direkt an der Kurbelwelle angeflanscht ist oder es ist ein Getriebe dazwischengeschaltet. Die Nachteile dieser Anordnung wie z.B.the motor at the tip of the fuselage is fitted with a pull propeller, which is either flanged directly to the crankshaft or it is a gearbox interposed. The disadvantages of this arrangement, e.g.

schlechteren Wirkungsgrad, weil der Rumpf im Propellerwind liegt, oder wegen der notwendigen Bodenfreiheit ein hohes Fahrwerk, nimmt man bewußt in Kauf, weil die Anordnung einfach ist.poor efficiency because the hull lies in the propeller wind, or a high landing gear because of the necessary ground clearance, one consciously takes in Buy because the arrangement is easy.

Es gibt aber bereits aerodynamisch hochwertigere Konstruktionen, die aber mehr baulichen Aufwand erfordern und damit relativ schwer werden. Beispiele dafür sind: ein Motorsegler, dessen Motor mit dem Propeller an einem nach oben aus dem Rumpf herausschwenkbaren Arm angebracht ist. Um den schädlichen Widerstand des Antriebssystems gering zu halten, werden Verschlußklappen an der Rumpfoberseite nur während der Ausfahr- bzw. Einfahrphase geöffnet und dann wieder geschlossen. But there are already aerodynamically higher quality constructions, which, however, require more structural effort and are therefore relatively difficult. Examples for this are: a motor glider, its engine with the propeller on one up the fuselage is attached to the swing-out arm. To avoid the harmful resistance of the To keep the drive system low, there are flaps on the top of the fuselage only opened during the extension or retraction phase and then closed again.

Ein anderes bekanntes System (Pat. 24 27 245) benutzt zwei Propeller, wobei der Motor fest im Rumpf angebracht ist. Ober einen Getriebespant mit zwei Abgängen werden die Propeller mit reduzierter Motordrehzahl angetrieben. Die Propeller sind ebenfalls an Armen angebracht, die sich für den Segelflug in den Rumpf einschwenken lassen. Der Rumpf wird durch Klappen sowohl für den Kraftflug als auch für den Segelflug geschlossen.Another known system (Pat. 24 27 245) uses two propellers, with the engine firmly attached to the fuselage. Above a gear bulkhead with two The propellers are driven with reduced engine speed. The propeller are also attached to arms that swivel into the fuselage for gliding permit. The fuselage is flapped for both powered flight and glider flight closed.

Beiden Konstruktionsbeispielen ist gemeinsam, daß dem Aus- und Einfahren der Propellerarme ein großer Unsicherheitsfaktor anhaftet, weil mehrere Bedingungen folgerichtig erfüllt sein müssen. Die Praxis zeigt, daß auch erfahrene Piloten wenig Vertrauen in die Funktion dieser Technik haben und lieber den Motorsegler als Motorflugzeug mit ausgestellten Propellerarmen betreiben.Both construction examples have in common that the extension and retraction the propeller arms is a great factor of uncertainty because there are several conditions must consequently be fulfilled. Practice shows that even experienced pilots do little Have confidence in the function of this technology and prefer the motor glider to the motor airplane operate with propeller arms extended.

Ziel vorliegender Erfindung ist es, mit vertretbarem Aufwand die Aerodynamik eines Flugzeug- bzw. Motorseglerantriebes sowohl für den Kraftflug als auch für den Segelflug zu optimieren. The aim of the present invention is to provide the Aerodynamics of an airplane or motor glider drive both for powered flight as can also be optimized for gliding.

Gemaß der Erfindung ist der Motor in der Rumpfspitze des Flugzeuges angebracht. Der Motor in der Rumpfspitze bringt den Vorteil der leichten Zugängigkeit für die Wartung, die wirkungsvolle Kühlung durch den Fahrtwind (nötigenfalls unterstützt durch ein Gebläse) und günstige Gewichtsverteilung (die Besatzung und Zuladung kann im oder nahe am Schwerpunkt untergebracht werden. Besonders bei doppel- und mehrsitzigen Flugzeugen kann eine Fernwelle ohne Beeinträchtigung des Sitzraumes durch die Kabine geführt werden). Die (Fern)welle verbindet den Motor mit einem Getriebe hinter der Kabine. Zweckmäßig hat das Getriebe zwei zur Motordrehzahl reduzierte Abgänge an denen je eine, erfindungsgemäß nach hinten zeigende, reuzgelenkwelle angeflanscht ist. An den anderen Enden der Gelenkwellen sind die zum Rumpf abgestützten Naben der Propeller. According to the invention, the engine is in the nose of the aircraft appropriate. The motor in the tip of the fuselage has the advantage of easy access for maintenance, the effective cooling by the airstream (if necessary supported by a blower) and favorable weight distribution (the crew and payload can be housed in or near the center of gravity. Especially with double and multi-seaters Airplanes can make a long-distance wave without affecting the seating area through the cabin are guided). The (remote) shaft connects the engine to a gearbox behind the Cabin. The gearbox expediently has two outlets that are reduced to the engine speed each of which is flanged with a reuz joint shaft pointing backwards according to the invention is. At the other ends of the cardan shafts are the hubs that are supported on the fuselage the propeller.

Die Motorleistung auf zwei Propeller aufzuteilen hat den großen Vorteil der Wirkungsgradverbesserung. Die Motorleistung mit gleichem Wirkungsgrad nur auf einen Propeller gebracht, verlangt einen Propeller mit größerem Durchmesser. Die Reduzierung der Propellerdrehzahl durch das Getriebe bringt eine Verminderung des Propellerlärms. Splitting the engine power between two propellers has the great advantage the improvement in efficiency. The engine power with the same efficiency only on brought a propeller, requires a propeller with a larger diameter. the Reducing the propeller speed through the gearbox reduces the Propeller noise.

Diese beiden Vorteile (der bessere Wirkungsgrad durch 2 Propeller und die Lärmverminderung wurden zwar auch durch das Pat. 24 27 245 angestrebt, die Erfahrung hat aber gezeigt, daß ein Interferenzlärm dadurch entsteht, weil durch die Anordnung der Propellerebenen im Flügel-Rumpf-übergangsbereich die Propeller in inhomogener Strömung arbeiter. These two advantages (the better efficiency due to 2 propellers and the noise reduction were also aimed at by Pat. 24 27 245, the Experience has shown, however, that interference noise arises because of the arrangement of the propeller levels in the wing-fuselage transition area the propellers workers in an inhomogeneous flow.

Zusätzlich ist der Widerstand der Propelleranne relativ groß, wenn der Propeller der Einfachheit wegen mit Zahnflachriemen, die in den Propellerarmen untergebracht sind, angetrieben wird. Zwangsläufig ergibt sich dadurch ein zweiholmiger Aufbau der Propellerarme.In addition, the resistance of the propeller pan is relatively large when the Propeller for the sake of simplicity with toothed flat belts, which in the propeller arms are housed, is driven. Inevitably it arises thus a two-spar structure of the propeller arms.

Ferner sind gemäß der Erfindung die Propeller nicht mehr einziehbar sondern die Propellernabe ist fest gegen den Rumpf abgestützt. Die Abstützungselemente erstrecken sich zweckmäßig entlang der Gelenkwellen, die wegen kinematischer Notwendigkeiten etwa in einen Winkel nicht größer als 450 zur Rumpflängsachse nach hinten außen zeigen. Die Propellernabenachsen werden dann wieder etwa parallel zur Rumpfachse ausgerichtet. Durch diese Anordnung werden die Propellerebenen nach hinten verlagert und die Propeller werden durch den Flügel-Rumpfübergang nicht mehr oder nicht mehr so stark beeinflußt, was den Interferenzlärm vermeidet oder vermindert. Dadurch daß die Propellerebene nach hinten verlegt ist, d.h. auch weiter weg von der Kabine liegt, ist auch der innere Lärm geringer. Furthermore, according to the invention, the propellers can no longer be retracted but the propeller hub is firmly supported against the hull. The support elements expediently extend along the propeller shafts because of kinematic necessities approximately at an angle not greater than 450 to the longitudinal axis of the trunk to the rear outside demonstrate. The propeller hub axes are then again approximately parallel to the fuselage axis aligned. This arrangement shifts the propeller levels to the rear and the propellers are no longer or no longer due to the wing-fuselage transition so strongly influenced, which avoids or reduces the interference noise. Through this that the propeller level is moved to the rear, i.e. further away from the cabin the internal noise is also lower.

Nicht Gegenstand der Erfindung aber in Verbindung mit der Erfindung sehr wirksam ist die Benutzung von Verstellpropellern, die in bekannter Weise bei Stillsetzung des Motors zur Verringerung des Widerstandes in Segelstellung gebracht werden können. Ein Verstellpropeller in Segelstellung hat vernachlässigbaren Widerstand. Die aufwendigen Maßnahmen anderer Systeme bei denen die Propellerarme zur Widerstandsminderung in den Rumpf eingeklappt werden, sind gemäß der Erfindung nicht mehr nötig. Not the subject of the invention but in connection with the invention The use of controllable pitch propellers, which are used in a known manner, is very effective Bring the engine to a standstill to reduce the resistance in the feathered position can be. A controllable pitch propeller in the sail position has negligible drag. The complex measures of other systems in which the propeller arms are used to reduce drag are folded into the fuselage, are no longer necessary according to the invention.

Durch die Erfindung wird gegenüber anderen Systemen ein besserer Wirkungsgrad, eine Lärmverminderung, eine leichtere weil einfachere Bauausführung und eine größere Betriebssicherheit erreicht. The invention provides a better system than other systems Efficiency, a reduction in noise, a lighter because simpler construction and achieved greater operational reliability.

Auf der Zeichnung ist das erfindungsgemäße Antriebssystem für einen Motorsegler mit 2 Propellern gezeigt. In the drawing, the drive system according to the invention is for a Motor glider shown with 2 propellers.

Vor dem Brandschott 1 ist der Motor 2 angebracht. Die Kühl luft wird durch die öffnung 3 eingeleitet. Eine Fernwelle 4 verbindet den Motor mit dem Getriebe 5 . Das Getriebe hat zwei Abtriebe 6 und 7 die mittels Zahnflachriemen 8 und 9 von der Fernwelle angetrieben werden. An den Abtrieben des Getriebes sind die Gelenkwellen angeflanscht, die sich aus folgenden Elementen zusammensetzen: einem ersten Doppelgelenk 10 bzw. 11, einer Rohrwelle 12 bzw. 13 und einem zweiten Doppelgelenk 14 bzw. 15 . Die Propellernaben 16 und 17 sind wieder etwa parallel zur Rumpfachse ausgerichtet. Die Kreise 18 und 19 stellen die Propellerebenen dar. 20 und 21 sind die Verkleidungen sowohl der Gelenkwellen als auch der Propellernaben-Abstützung. The engine 2 is attached in front of the firewall 1. The cooling air is initiated through the opening 3. A long-distance wave 4 connects the engine with the gear 5. The gearbox has two output drives 6 and 7 which are operated by means of a toothed flat belt 8 and 9 are driven by the long-distance shaft. At the output of the gearbox are the cardan shafts flanged, which are composed of the following elements: a first double joint 10 or 11, a tubular shaft 12 or 13 and a second Double joint 14 or 15. The propeller hubs 16 and 17 are again approximately parallel aligned to the fuselage axis. The circles 18 and 19 represent the propeller planes. 20 and 21 are the fairings of both the propeller shafts and the propeller hub supports.

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Claims (1)

Antriebssystem für Flugzeuge, insbesondere für Motorsegler Patentanspruch Antriebssystem für Flugzeuge insbesondere Motorsegler, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor in der Rumpfspitze untergebracht ist, daß dem Motor ein Getriebe, das sich hinter der Kabine befindet, nachgeschaltet ist, daß das Getriebe ein oder mehrere Abtriebe hat, daß die Getriebeabgänge mittels Kreuzgelenkwellen mit den Propellernaben verbunden sind und daß die Propellernaben fest zum Rumpf seitlich und/oder darüber angeordnet sind. Propulsion system for aircraft, in particular for motor gliders Patent claim Propulsion system for aircraft, in particular motor gliders, characterized in that the engine is housed in the nose of the fuselage, that the engine is a gearbox that is located behind the cabin, downstream is that the transmission is one or more Outputs that the transmission outlets by means of universal joint shafts with the propeller hubs are connected and that the propeller hubs are fixed to the hull on the side and / or above are arranged.