DE3347679C2

DE3347679C2 - Doppelpropeller

Info

Publication number: DE3347679C2
Application number: DE3347679A
Authority: DE
Inventors: Uwe C. 4516 Bissingen Seefluth
Original assignee: Sita Bauelemente GmbH
Current assignee: SEEFLUTH U CHRISTIAN 6255 DORNBURG DE
Priority date: 1983-12-31
Filing date: 1983-12-31
Publication date: 1985-11-14
Also published as: US4676459A; DE3347679A1

Abstract

Doppelpropeller zum Antrieb von Luftfahrzeugen mit zwei koaxial und axial versetzt angeordneten Propellern, die mittels Zentral- und Hohlwelle jeweils getrennt von einem zugehörigen Triebwerk antreibbar sind und der - vorzugsweise in Rumpflängsachse des Flugzeuges antreibend - zum Zwecke einer niedrigen Geräuschentwicklung und eines auch bei Störung des einen Propellerantriebes noch zuverlässig arbeitenden Betrieb derart ausgestaltet ist, daß die Propeller gleiche Drehrichtung aufweisen und in wenigstens einer bestimmten Verdrehwinkelstellung zueinander mittels einer lösbaren Kupplung verdrehfest miteinander verbindbar sind.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Doppclpropeller

to zum Antrieb von Luftfahrzeugen mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches I.

Bislang vorgeschlagene Doppelschubpropeller arbeiten gegenläufig und erzeugen ein nicht mehr hinnehmbares zusätzliches Propellergeräusch. Andere Vorschläge gehen dahin, zwei Triebwerke auf einen gemeinsamen Schubpropeller am Heck des Flugzeuges arbeiten zu lassen. Aufgrund des dadurch unvermeidlich vor/.usehenen gemeinsamen Getriebes und der Propeller-Verstellsteuerung ist damit jedoch eine wirkliche Zwcimotorensicherheit nicht gegeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Doppelpropeller-Antrieb der eingangs genannten Art für Schub- oder Zugbetrieb zu schaffen, der keine zusätzlichen Geräusche erzeugt und der auch bei Störung des einen Propellerbetriebes noch zuverlässig arbeiten kann.

Ausgehend von einem Doppelpropeller mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1 wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst

Durch die erfindungsgemäß vorgesehene Antriebsweise der Propeller mit gleicher Propelier-Drchrichtung zusammen mit einer Kupplung, die eine optimale Winkelstellung zwischen den Flügeln der Propeller fest einzustellen gestattet, kann mit geringem Bauaufwand eine uneingeschränkte Zweimotorensicherheit bei geräuscharmem Betrieb erzielt werden.

Die Kupplung kann von Hand ein- und ausgerückt werden, insbesondere aber wird eine selbsttätige Stcuerung der Kupplung vorgesehen, und zwar einmal hinsichtlich der Abtastung der optimalen Drehwinkclslcllung der Propeller zueinander und zum anderen für das Lösen der Kupplung bei Störung oder Ausfall eines der Triebwerke, so daß das andere Triebwerk mit dem ihm zugeordneten Einzelpropeller ungehindert weiterarbeiten kann, wodurch ein erheblicher Beitrag für die Betriebssicherheit geleistet wird.

Um zu verhindern, daß der in Flugrichtung zweite Propeller in die Wirbelschleppe des ersten Propellers gerät, wird vorzugsweise die durch die Kupplung bestimmte Winkelstellung zwischen den Flügeln beider Propeller derart gewählt, daß die Flügel des in Flugrichtung vorderen Propellers in der Einkuppelstcllung um einen Winkel kleiner 90° den jeweils nächst benachbarten Flügeln des in Flugrichtung hinteren Propellers in Drehrichtung nachlaufend angeordnet sind.

Die beiden Triebwerke können in Flugrichtung gesehen nebeneinander angeordnet sein. Die Triebwerke können in anderer Ausführung, aber auch hinsichtlich der Propellerachse hintereinander angeordnet sein, ggf. parallel zu dieser versetzt Für diesen Fall ist dann die Zentralwelle des hinteren Triebwerks seitlich vom vorderen angeordnet, wobei wiederum beide Triebwerke über Untersetzungsgetriebe auf die jeweils zugcordne-

b5 ten Wellen bzw. Propeller arbeiten. Auch in einem solchen Falle ist natürlich die Kupplung entsprechend einzuschalten.

Weitcrc Ausführungen Uw Erfindung ergeben sich

aus Unteranspröchen in Zusammenhang mit den in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispielen, auf die besonders Bezug genommen wird und deren nachfolgende Beschreibung die Erfindung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine erste Ausführungsform eines Doppelpropeller-Antriebes in schematischer Wiedergabe und teilweise aufgebrochen dargestellt;

F i g. 2 eine schematische Draufsicht auf den Doppelpropeller, wobei die bestimmte Winkelstellung derart gewählt ist, daß jeweils ein Flügel des einen Propellers um etwa 90" gegenüber einem Nachbarflügel des anderen Propellers versetzt gehalten ist;

F i g. 3 eine Draufsicht auf den Doppelpropeller entsprechend F i g. 2, jedoch in einer bevorzugten Winkelstellung, in der die Flügel des in Fahrtrichtung ersten Propellers den am engsten benachbarten Flügeln des in Fahrtrichtung zweiten Propellers gegenüber um einen Winkel kleiner 90°, beispielsweise 60°, nachlaufend angeordnet sind;

F i g. 4 und 5 weitere AusführungEformen und Modifikationen in schematischer Darstellung ähnlich Fig. 1.

Wie F i g. 1 erkennen läßt, sind zwei Propeller 1 und 2 koaxial zueinander und axial beabstandet an Wellen angeordnet, die mit Hufe einer Kupplung 3 miteinander verbindbar sind. Vorzugsweise ist der Kupplung 3 ein nicht dargestelltes Abtastgerät zugeordnet, mit Hilfe dessen die Winkelstellung der beiden Propeller 1 und 2 zueinander abgetastet wird. In wenigstens einer, insbesondere optimierten Winkelstellung wird dann durch das Abtastgerät die Kupplung 3 eingeschaltet, so daß die beiden Propeller 1 und 2 verdrehfest miteinander verbunden sind.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 verläuft das Drehmoment eines Triebwerks 4 über Zahnräder 5 und 6 auf eine Zentralwelle 7, an welche der Propeller 1 verdrehfest angeschlossen ist.

Von einem Triebwerk 8 ausgehend wird dessen Drehmoment über Zahnräder 9 und 10 auf eine Hohlwelle 11 übertragen an welche der Propeller 2 verdrehfest angeschlossen ist.

Sobald nach Anlassen der Triebwerke 4,8 zumindest annähernd Gleichlauf der beiden Propeller 1 und 2 vorliegt, werden deren Wellen 7 und 11 durch die Kupplung 3 verdrehfest miteinander verbunden. Vorzugsweise geschieht dies ausschließlich in einer frestimmten Winkelstellung zwischen den Flügeln der Propeller, die mit Hilfe der Abtastvorrichtung jeweils festgestellt wird, worauf die Kupplung 3 einschaltet.

Die verdrehfeste Verbindung zwischen den Propellern 1 sind 2 wird durch die Kupplung 3 so lange aufrechterhalten, bis zwischen den Wellen 7 und 11 ein Drehmoment von bestimmter vorgegebenen Größenordnung entsteht, was beispielsweise durch Störung oder Ausfall eines der Triebwerke hervorgerufen werden kann. Die Kupplung 3 läßt sich aber auch anders oder zusätzlich vom Betriebszustand der Triebwerke 4, 8 abhängig steuern, beispielsweise über Signale, die auf eine Übererwärmung reagieren und dergleichen mehr. Darüber hinaus kann die Kupplung 3 auch willkürlich manuell gesteuert werden.

Die Winkelstellung zwischen den Propellern 1 und 2, die im Einkupplungszustand vorliegt, kann gemäß Fig. 2 symmetrisch oder aber nach Fig. 3 asymmetrisch sein.

Der Wirkungsgrad der Propeller 1, 2 läßt sich erhöhen, wenn die Propcllerf!'igel des in Flugrichtung vorderen Propellers 1 um einen kurzen Winkelweg hinter den Propellerflügeln des in Flugrichtung hinteren Propellers 2 nacheilend drehen. Auf diese Weise befinden sich die Propellerflügel des vorderen, in Drehrichtung nachfolgenden Propellers 1 nicht in der Wirbelschleppe des vorlaufend drehenden, hinteren Propellers 2. was bei symmetrischer Winkelfixierung der Propeller 1, 2 der Fall wäre.

Eine vergleichbare Konstruktion läßt sich auch bei mehrflügeiigen bzw. vielflügeligen Propellern anwenden. Insbesondere bei einer solchen vielflügeligen Auslegung nach Art einer Turbine werden in bevorzugter Ausführung zwischen den Propellern 1 und 2 feste Leitschaufeln 13 angebracht, und zwar vorzugsweise zusammen mit einer Ummantelung 12 der Propeller 1 und 2, wie dies Fig.4 erkennen läßt. Solche Leitschaufeln können auch vor und/oder hinter dem Doppelpropeller, ggf. mit den dazwischen vorgesehenen Leitschaufeln 13 angebracht werden. Auch auf diese Weise läßt sich der Wirkungsgrad der Propeller weiter erhöhen.
Bei dem Beispiel gemäß F i g. 1 s^;p<i die beiden Triebwerke 4 und 8 in Flugrichtung ges«*en nebeneinanderliegend angeordnet und jeweils über ein Untersetzungsgetriebe 5, 6 bzw. 9, 10 mit den zugehörigen Wellen 7 und 11 getrieblich verbunden. In anderer Ausführung können die Triebwerke 4, 8 in Flugrichtung gesehen hintereinander angeordnet werden. Für diesen Fall sind daneben angeordnete Umgehungswellen — wenigstens eine — vorgesehen, die ihrerseits wiederum über Untersetzungsgetriebe an die zugehörigen Wellen angeschlossen sind. Diese Hintereinander-Anordnung muß nicht unbedingt in fluchtender Anordnung der Triebwerkwellen vorgesehen sein, es können aus Platzgründen bereits vorteilhafte Lösungen erreicht werden, wenn die Triebwerkwellen parallel zur Propellerlängsachse angeordnet sind, wie dies F i g. 5 zeigt. Dort sind die beiden Triebwerke 4 und 8 räumlich unterhalb der Propellerwellen 7,11 parallel und hinsichtlich ihrer Achsen fluchtend hintereinander angeordnet. Die Zentralwelle 7 bildet hier die Umgehungswelle für das Triebwerk 8. Weitere modifizierte Ausführungen sind je nach Ple'zangebot, der vom Flugzeugtyp her bestimmt sein kann, möglich. Die Umgehungswelle muß demnach auch nicht mit der Hohlwelle 11 zusammenfallen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Doppelpropeller zum Antrieb von Luftfahrzeugen mit zwei koaxial und axial versetzt angeordneten Propellern, die mittels Zentral- und Hohlwelle jeweils getrennt von einem zugehörigen Triebwerk antreibbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Propeller (1,2) gleiche Drehrichtung aufweisen und in wenigstens einer bestimmten Winkelstellung ihrer Flügel zueinander mittels einer lösbaren Kupplung (3) verdrehfest miteinander verbindbar sind.

2. Doppelpropeller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden axial versetzten Propeller (1,2) jeweils zwei- oder mehrflügelig ausgebildet sind.

3. Doppelpropeller nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (3) selbsttätig lösbar dnd/oder einrückbar ausgebildet ist.

4. Doppeipropeiier nach einem der Ansprüche 1 —3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (3) ein Drehmomentabtastgerät aufweist

5. Doppelpropeller nach einem der Ansprüche 1 —4. dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (3) zwischen der Zentralwelle (7) und der Hohlwelle (11) angeordnet ist

6. Doppelpropeller nach einem der Ansprüche 1 —5, dadurch gekennzeichnet daß die Zentralwelle (7) und die Hohlwelle (11) jeweils über ein Getriebe (5, 6 bzw. H, '.G) an ein Triebwerk (4 bzw. 8) angeschlossen sind.

7. DoppeipropeUer nach einem der Ansprüche 1 —6, dadurch gekennzeichnet, d ~<3 die Kupplung (3) in axialer Richtung der Wellen (7,11) gesehen zwischen dem Getriebe (5,6) des Triebwerkes (4) für die Zentralwelle (7) und dem Getriebe (9,10) des Triebwerkes (8) für die Hohlwelle (11) angeordnet ist.

8. Doppelpropeller nach einem der Ansprüche 1—7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (3) ein Verdrehwinkel-Abtastgerät aufweist

9. Doppeipropeiier nach einem der Ansprüche 1 —8, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel der Propeller (1, 2) in der Einkuppelstellung einen Winkel einschließen, der größer als 0° ist

10. Doppelpropeller nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel des in Flugrichtung vorderen Propellers (1) in der Einkuppelstellung der Propeller (1, 2) um einen Winkel kleiner 90° den jeweils nächst benachbarten Flügeln des in Flugrichtung hinteren Propellers (2) in Drehrichtung nachlaufend angeordnet sind.

11. Doppelpropeller nach einem der Ansprüche 1 — 10, dadurch gekennzeichnet daß vor, zwischen und/oder hinter den Propellern (1, 2) feststehende Lf itschaufeln (13) angeordnet sind.

12. Doppelpropeller nach einem der Ansprüche 1 — 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Propeller (1, 2) von einer mit der Flugzeugzelle fest verbundenen Ummantelung (12) umfaßt sind.

13. Doppclpropeller nach einem der Ansprüche 1 — 12. dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Triebwerke (4, 8) hinsichtlich der Längsrichtung der beiden Wellen (7, II) nebeneinander angeordnet sind.

14. Doppeipropeiier nach einem der Ansprüche 1 — 12. dadurch gekennzeichnet, daß die beiden I riebwerke (4, 8) etwa in Längsrichtung der Wellen und/oder parallel dazu hintereinander angeordnet sind, wobei die Zentralwelle (7) des hinteren Triebwerks (4) seitlich vom vorderen Triebwerk (8) angeordnet ist