DE3626979C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Lufteinlaßsystem für Flugzeuge, bestehend aus einer in der Rumpfaußenhaut des Flugzeuges angeordneten, verschließbaren Einlaßöffnung mit einem daran anschließenden Einlaßkanal sowie einer im Bereich der Öffnung um eine in der Konturebene und senkrecht zur Anströmrichtung liegenden Achse schwenkbar gehalterten Klappe, die in ihrer ausgeschwenkten Position als Stauklappe dient und die in ihrer einge­ schwenkten Position die Einlaßöffnung strakbündig ver­ schließt.

Lufteinlaßsysteme dieser Art werden in Flugzeugen für solche Einrichtungen verwendet, die zu ihrer Funktion Außenluft mit einem hohen Maß an Staudruckrückgewinn benötigen und die während des Fluges nicht ständig in Betrieb sind. Um einen möglichst großen Staudruckrück­ gewinn zu erzielen, ist es eine bereits bekannte Maßnahme, derartige Systeme mit einem Lufteinlauf zu versehen, der in die die Rumpfaußenhaut umgebende Grenzschicht hineinragt und die dort auftretenden höheren Strömungsgeschwindigkeiten nutzt. Andererseits sollen Systeme dieser Art, an unterschiedliche Betriebsbedingungen anpaßbar sein und, sofern sie nicht in Betrieb sind, einen möglichst geringen Luftwiderstand verursachen. Weiterhin wird von einem derartigen Lufteinlauf gefordert, daß die betreffenden Herstellkosten und das durch dessen Einbau verursachte Zusatzgewicht gering sind.

Die GB-PS 8 95 861 zeigt ein Flugzeug mit Schubtriebwerken und Hubtriebwerken, wobei die Einläufe der Hubtriebwerke jeweils mit zwischen einer eingeschwenkten und einer ausgeschwenkten Stellung bewegbaren Schaufelstrukturen versehen sind. Diese Schaufelstrukturen oder Schaufelgitter haben die Aufgabe, die Hubtriebwerke während der Startphase und in der Anfangsphase des Horizontalfluges unter Ausnutzung des im Horizontalflug auftretenden Staudruckes mit Luft zu versorgen. Bei dieser Stauklappe verläuft deren Schwenkachse senkrecht zur Anströmrichtung. Die Lösung ist nicht ohne weiteres auf für reinen Horizontalflug ausgelegte Flugzeuge übertragbar. Hier würden die Schaufeln zu Beginn des Ausschwenkens wegen des großen Anstellwinkels mit einem äußerst niedrigen Wirkungsgrad arbeiten und wären nur in ausgeschwenktem Zustand konstruktiv für einen bestimmten Auslegungspunkt optimal anpaßbar. Eine Anpassung dieses Gitters an unterschiedliche Betriebsbedingungen durch einfache Variation der Geometrie ist hierbei nicht möglich. Ein weiterer Nachteil dieser Lösung besteht darin, daß zum Verschließen der Einlaßkanäle besondere Klappen erforderlich sind.

Die US-PS 31 36 500 zeigt eine Schaufelanordnung, im wesentlichen bestehend aus einem um eine Achse schwenkbaren Schaufelgitter, dessen einzelne Schaufeln um zur Schwenkachse des Gitters parallele Achsen in eine Schließstellung schwenkbar sind. Hierbei zeigen die Schaufeln in ausgeschwenkter Position des Gitters eine vertikale Ausrichtung. Bei dieser nicht als Stauklappe dienenden Anordnung liegen die Schaufeln innerhalb der gekrümmten Rumpfaußenhaut mit parallel zur Rumpfachse ausgerichteten Schwenkachsen. Aus der Anordnung der Schaufeln in Schließstellung, worin die Sehnen der einzelnen Schaufeln jeweils einen anderen Winkel zur Horizontalen aufweisen und ihrer Parallelität in der ausgeschwenkten Stellung ergibt sich, daß jede dieser Schaufeln beim Ausschwenken des Gitters um einen anderen Winkelwert gedreht werden muß. Die hierzu erforderliche kinematische Anordnung zeigt, daß den Schaufeln jeweils zwei Stangen von individuell bemessener Länge zugeordnet sind, wodurch sich je Schaufel vier Gelenkpunkte ergeben. Eine Lehre zur Ausbildung einer im Horizontalflug anwendbaren Stauklappe mit variabler Geometrie ist hier nicht zu entnehmen.

Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Lufteinlaßsystem derart auszubilden, daß sich dieses gegenüber dem vorgenannten Stand der Technik durch folgende Eigenschaften auszeichnet;

• - einen größeren Staudruckrückgewinn bei minimalem zusätzlichem Luftwiderstand,
• - eine verbesserte Anpaßbarkeit an unterschiedliche Betriebszustände und
• - eine auf ein Minimum beschränkte Anzahl zum Aufbau des Systems erforderlicher unterschiedlicher Einzelteile.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Lufteinlaßsystem durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Dabei ist vorgesehen, daß die durch die Schließposition gegebene Ausrichtung der Leitschaufeln gegenüber der Rumpfstruktur beim Ausschwenken der Klappe im wesentlichen konstant bleibt. Hierbei ist vorteilhaft, daß zur Realisierung der gleichzeitigen deckungsgleichen Schwenkung aller Leitschaufeln relativ einfache kinematische Anordnungen in Betracht kommen. Zum Einfangen der benötigten Luftmenge kann die Klappe mehr oder weniger weit ausgeschwenkt werden, wodurch diese immer nur den gerade nötigen Luftwiderstand verursacht. Die nicht näher angegebene Anordnung zur Betätigung der Klappen ist gegenüber der Lösung gemäß obiger GB-PS wesentlich vereinfacht. Weiterhin entfallen bei der erfindungsgemäßen Stauklappe besondere Klappen gemäß der vorgenannten US-PS zum Verschließen des Einlaßkanals.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

So besteht ein Vorteil der Ausgestaltung nach Anspruch 2 darin, daß die Zwangsführung beispielsweise mittels einer einfachen Parallelogrammordnung erreicht werden kann.

Die Lösung nach Anspruch 3 bietet den Vorteil, daß der Wirkungsgrad des Schaufelgitters in jeder Stellung der Klappe minimierbar ist.

Im folgenden soll die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher er­ läutert werden. Die Figur zeigt dabei einen Schnitt durch ein Lufteinlaßsystem gemäß der Erfindung.

In der Rumpfaußenhaut 1 eines Flugzeuges ist eine Einlaßöffnung 2 angeordnet, an die sich ein Einlaßkanal 3 anschließt. Die Einlaßöffnung 2 ist durch eine Klappe 4 verschließbar, die an einer Schwenkachse A angelenkt ist. Die Schwenkachse A liegt dabei in der Konturebene der Rumpfaußenhaut 1 und angenähert senkrecht zu der in der Figur durch einen horizontalen Pfeil angedeuteten Anströmrichtung.

Die Klappe 4 ist, wie aus der Figur ersichtlich, als Schaufelgitter ausgebildet und besteht aus, im Fall des hier gezeigten Ausführungsbeispiels der Neuerung sechs, parallel zur Schwenkachse A angeordneten Leitschaufeln 5 bis 10. Letztere sind jeweils um ihre Längsachse schwenkbar an einem Rahmen 11 gehaltert, wobei ihr Abstand voneinander in etwa ihrer Breite entspricht. Die Winkelposition der Leitschaufeln 5 bis 10 in bezug auf ihre jeweilige Schwenkachse wird dabei über eine (hier nicht dargestellte) Verstelleinrichtung kontrolliert. Diese ist im Fall des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Neuerung über eine Zwangsführung mit dem Antriebs­ mechanismus für das Verschwenken der Klappe 4 gekoppelt. Es ist aber auch möglich, eine völlig separate Verstell­ einrichtung für die Leitschaufeln 5 bis 10 sowie Mittel zum wahlweisen Entkoppeln der beiden Verstelleinrichtungen vorzusehen.

Das Verschwenken der Klappe 4 erfolgt über einen Antriebsarm 12, auf den ein (in der Figur nicht dargestellter) Stellantrieb wirkt. Es sei noch ange­ merkt, daß in die Figur die beiden Endpositionen der Klappe 4 eingezeichnet sind.

Die Wirkungsweise der gezeigten Anordnung ist dabei wie folgt: Bei Nichtbetrieb des erfindungsgemäßen Lufteinlaß­ systems, d.h., wenn keine Bordsysteme in Betrieb sind, die mit Stauluft betrieben werden, liegt die Klappe 4 auf der Einlaßöffnung 2. Die Leitschaufeln 5 bis 10 nehmen dann eine Stellung ein, in der sie in etwa parallel zur Konturebene der Rumpfaußenhaut 1 liegen und sich gegenseitig mit ihren Längskanten berühren. In dieser Position ist die Einlaßöffnung 2 vollständig durch die Klappe 4 verschlossen.

Soll das Lufteinlaßsystem in Betrieb genommen werden, so wird mittels des auf die Schwenkachse A wirkenden Antriebsarms 12 die Klappe 4 als Ganzes in ihre ausgefahrene Position verschwenkt, in der sie einen Winkel von etwa 90 Grad mit der Rumpfaußenhaut 1 bildet. Aufgrund der Zwangskopplung werden bei dieser Schwenk­ bewegung gleichzeitig auch die Leitschaufeln um ihre jeweilige Längsachse gedreht, so daß sie die in der Figur angedeutete Stellung einnehmen, in der sie in die die Rumpfaußenhaut umgebende Strömung hineinragen, wobei die gegenüber der Anströmrichtung angestellten Leitschaufeln den angestrebten Staudruckrückgewinn sicherstellen.

Claims (3)

1. Lufteinlaßsystem für Flugzeuge, bestehend aus einer in der Rumpfaußenhaut des Flugzeuges angeordneten, verschließbaren Einlaßöffnung mit einem daran anschließenden Einlaßkanal sowie einer im Bereich der Öffnung um eine innerhalb der Konturebene senkrecht zur Anströmrichtung verlaufende Achse schwenkbar gehalterten Klappe, die in ihrer ausgeschwenkten Position als Stauklappe dient und die in ihrer eingeschwenkten Schließposition die Einlaßöffnung verschließt, wobei die Klappe als Schaufelgitter mit parallel zueinander ausgerichteten um ihre Längsachsen schwenkbar gehalterten gekrümmten Leitschaufeln ausgebildet ist, und die Breite der Leitschaufeln in etwa deren Achsabstand entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Schließposition gegebene Ausrichtung der Leitschaufeln (5 bis 10) gegenüber der Rumpfstruktur (1) beim Ausschwenken der Klappe (4) im wesentlichen konstant bleibt.

2. Lufteinlaßsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verstellen der Leitschaufeln (5 bis 10) eine mit dem Antriebsmechanismus für die Klappe (4) gekoppelte Zwangsführung vorgesehen ist.

3. Lufteinlaßsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, um die Leitschaufeln (5 bis 10) unabhängig von der Stellung der Klappe (4) zu verstellen.