DE1011288B - Einrichtung zum Steuern und Stabilisieren eines Hubschraubers - Google Patents

Description

• Einrichtung zum Steuern und Stabilisieren eines Hubschraubers Es sind schon Einrichtungen vorgeschlagen worden, welche dazu dienen, einen aus einer Leitung oder einem Rohr ausströmenden Strahl von seiner normalen Bahn abzulenken, und bei welchen ein Hindernis zur Anwendung gelangt, das in bezug auf den Querschnitt des Strahles von kleinen Abmessungen ist und indem Strahl ein System von Kräften zu erzeugen vermag, die den Strahl an eine in Richtung der gewünschten Ablenkung gekrümmte Fortsetzung der Wandung des Rohres anschmiegen.
• Weiterhin ist vorgeschlagen worden, außerhalb der Strömungsbahn des nicht abgelenkten Strahles einer Düse ein Gitter von Schaufeln anzuordnen, auf welches der Strahl bei seiner durch das Hindernis eingeleiteten Ablenkung auftritt und welches eine Verstärkung der Ablenkung herbeiführt.
• Die Wirkung der vorstehend genannten Mittel ist im allgemeinen eine plötzliche und heftige, sobald das Hindernis in dem Strahl zur Wirkung gebracht wird.
• Gemäß einem weiteren Vorschlag kann die Ab- lenkung eines Strahles von seiner normalen Bahn dadurch herbeigeführt werden, daß in den Strahl ein Hilfsmediumstrahl mit großer Geschwindigkeit eingeführt wird, wobei die Ablenkung in progressiver und kontinuierlicher Weise geändert werden kann, indem die Richtung der Einführung des Hilfsmediums und die Größe seiner Austrittsöffnung geändert und der Druck des Mediums oder seine abgegebene Menge geändert werden.
• Zweck der Erfindung ist die Schaffung einer Einrichtung zum Steuern und Stabilisieren eines Hubschraubers, dessen Rumpf durch einen Stabilisierungsschwanz verlängert ist.
• Gemäß der Erfindung ist das Ende des den Rumpf des Hubschraubers verlängernden Stabilisierungsschwanzes mit einer Antriebsdüse ausgerüstet, die gewöhnlich einen axialen Strahl liefert, aber mit einer Ablenkvorrichtung versehen ist, welche wenigstens einen Teil des Strahles von seiner normalen Bahn in unsymmetrischer Weise seitlich abzulenken und dadurch am Rumpf des Hubschraubers ein Drehmoment zu erzeugen gestattet und welche derart regelbar ist, daß die auf den Strahl ausgeübte Ablenkung in progressiverWeise erfogt.
• Es ist einleuchtend, daß mit einer Veränderung der Richtung des aus der Düse austretenden Strahles eine identische Richtungsänderung des durch den Strahl erzeugten Schubs einhergeht und daß durch die Schaffung der Möglichkeit der progressiven Veränderung der Schubrichtung die gleichen Manöver und Bewegungen durchgeführt werden können, wie sie bisher mit mechanischen Steuereinrichtungen erhalten wurden, die der Einwirkung des Fahrtwindes unterliegen und welche auf Grund der sehr hohen Schubkräfte, denen sie :unterworfen sind, immer schwierig auszuführen und zu betätigen sind.
• Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert.
• Fig. 1 ist eine schematische Draufsicht, teilweise im Schnitt, eines Hubschraubers mit einer Steuereinrichtung gemäß der Erfindung; Fig. 2 ist eine in vergrößertem Maßstab gehaltene Endansicht der in Fig.1 wiedergegebenen Steuereinrichtung.
• Fig. 1 stellt einen Hubschrauber dar, bei welchem die Energie, die für den Antrieb des Drehflügels, dessen Blätter 20 an ihren Enden mit nicht dargestellten Rückstoßdüsen versehen sind, benötigt wird, einer Gasturbinenanlage entnommen wird, welche eine Turbine 21 und einen Luftverdichter 22 umfaßt, wobei der Luftverdichter nicht nur die zum Betrieb der Turbine benötigte Luft, sondern auch die Luft liefert, welche durch die Blätter 20 des Drehflügels hindurch zu dereu Rückstoßdüsen geführt wird, um den Flügel in Drehung zu versetzen. Die aus der Turbine austretenden Gase werden in eine Auspuffdüse 23 geleitet, in welcher sie einen im allgemeinen kleinen Hilfsschub auf Grund ihrer Schlußentspannung liefern. Diese Auspufidüse 23 ist am Ende des Stabilisierungsschwanzes 24 angeordnet, der mit der Zelle 25 des Hubschraubers verbunden ist.
• In einem solchen Fall gestattet die Ausrüstung der Düse 23 mit einer eine progressive Ablenkung bewirkenden Einrichtung gemäß der Erfindung, entweder einen axialen Ausstoß der Gase, der dann einen den Antrieb des- Hubschraubers unterstützenden Schub liefert, oder eine Ablenkung des Strahles um einen veränderbaren Winkel herbeizuführen, was die Erzielung einer Richtwirkung ermöglicht.
• Es kann insbesondere die Ablenkung in einer Ebene senkrecht. zur Achse des Drehflügels in solcher Weise herbeigeführt werden, daß ein Drehmoment hervorgerufen wird, durch welches die Zelle 25 stabilisiert wird, wenn sie die Neigung hat, sich aus irgendeinem Grunde in der einen oder anderen Richtung zu drehen.
• Bei der dargestellten Ausführungsform hat die Düse 23 einen rechteckigen Querschnitt. Die Innenseiten ihrer - senkrechten Wände 26 und 27 gehen in nach außen gekrümmte Flächen über, wie aus Fig. 1 zu entnehmen ist. In der senkrechten Mittelebene der Düse 23 (F ig. 2) befindet sich ein Rohr 28 mit stromlinienförmigen Profil, welches durch eine schräge Wand 29 in zwei Teile unterteilt ist. Jeder der beiden Abschnitte des Rohres ist mit der Förderseite des Luftverdichters 22 durch eine Leitung 30 bzw. 31 verbunden, deren jede mit einem Hahn 32 bzw. 33 versehen ist. Jeder der Abschnitte des Rohres 28 weist außerdem einen Schlitz 34 bzw.35 auf, der gegen die gegenüberliegende Wand der Düse 23 gerichtet ist.
• Wenn die beiden Hähne 32 und 33 geschlossen sind, strömen die aus der Gasturbine entweichenden Gase parallel zur Achse der Düse 23 aus und liefern infolgedessen einen axialen Schub, der zum Antrieb der Zelle herangezogen werden kann. Wenn einer der ; Hähne, z. B. der Hahn 32, geöffnet wird; wird die vom Verdichter 22 kommende Druckluft durch den Schlitz 34 ausgeblasen und erzeugt eine Ablenkung der betreffenden Gasstrahlhälfte gegen die gekrümmte Fläche 27. Diese Ablenkung erzeugt eine Querkomponente des Schubs, die bewirkt, daß die Zelle gedreht oder dadurch stabilisiert wird, daß sie einem Drehmoment von umgekehrter Richtung, welches die Zelle zu drehen sucht, entgegenwirkt. Die Größe der Ablenkung und infolgedessen des Querschubes kann dadurch geregelt werden, daß der Hahn 32 mehr oder weniger geöffnet wird.
• Eine Ablenkung der anderen Hälfte des Rückstoßstrahles gegen die gekrümmte Fläche 26 der Düse 23 kann in gleicher Weise dadurch erhalten werden, daß der Hahn 33 mehr oder weniger geöffnet wird.
• In jedem dieser Fälle tritt die nicht abgelenkte Hälfte des Strahles in Richtung der Düsenachse ohne nennenswerte Änderung aus, und diese Hälfte gestattet infolgedessen einen antreibenden axialen Schub aufrechtzuerhalten. Wenn die Hähne 32 und 33 um den gleichen Betrag geöffnet werden, kann durch die symmetrische Ablenkung der beiden Hälften des Strahles jeder axiale Schub aufgehoben werden.
• Die in dieser Weise auf einen Hubschrauber angewendete Erfindung liefert somit ein neues Mittel zum Manövrieren und Steuern eines solchen Flugkörpers.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Einrichtung zum Steuern und Stabilisieren eines Hubschraubers, dessen Rumpf durch einen Stabilisierungsschwanz verlängert ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende des Stabilisierungsschwanzes mit einer Antriebsdüse ausgerüstet ist, die gewöhnlich einen axialen. Strahl liefert, aber mit einer Ablenkvorrichtung versehen ist, welche wenigstens einen Teil des Strahles von seiner, normalen Bahn in unsymmetrischer Weise seitlich abzulenken und dadurch am Rumpf des Hubschraubers ein Drehmoment zu erzeugen gestattet und welche derart regelbar ist, daß die auf den Strahl ausgeübte Ablenkung in progressiver Weise erfolgt.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Ablenkvorrichtungen symmetrisch zum Ausgang der Düse angeordnet sind; wobei jede dieser Ablenkvorrichtungen eine Ablenkung in entgegengesetzter Richtung herbeiführen kann.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkvorrichtung einen quer zur Düse verlaufenden Schlitz oder analogen Durchlaß aufweist, aus welchem ein Hilfsstrahl austritt, der einen beträchtlichen Winkel mit der Richtung des Hauptstrahles bildet, wobei der Schlitz oder Durchlaß mit komprimierter Luft oder einem anderen komprimierten Gas gespeichert wird.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei sich gegenüberliegende Schlitze oder analoge Durchlässe mit zwei verschiedenen Speiseleitungen verbunden sind.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Speiseleitung mit einem Ventil versehen ist.
6. 6. Einrichtung nach Anspruch 3, 4, und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Quelle für komprimierteLuft ein Verdichter ist, der von einer im Rumpf untergebrachten Gasturbine angetrieben wird, und daß die Düse die Auspuffgase der Turbine aufnimmt.