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Schubkraft-Ablenk- und Umkehrvorrichtung für Strahltriebwerke Die
Erfindung betrifft eine Schubkraftablenk- und -umkehrvorrichtung für Strahltriebwerke
mit einem Gehäuse, welches an seinem in Strömungsrichtung hinteren Eide in einer
Schubdüse ausläuft, deren Öffnungsebene schräg zur Strömungsrichtung des Schubmittelstroms
durch das Gehäuse verläuft, wobei in der Nähe der in Strömungsrichtung hinteren
Öffnung bzw. der Schubdüse zwei Schaufelgitter verschwenkbar angeordnet sind, deren
Leitschaufeln in ihrer Lage veränderbar sind, um den Schubmittelstrom durch das
erste Schaufelgitter ab- und durch das zweite Schaufelgitter- umzulenken.
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Eine typische Triebwerksausbildung für Flugzeugantrieb ist die als
Zweikreis-Turbinenstrahltriebwerk oder als Vortriebsgebläse bekannte Bauart. Im
allgemeinen ist dies ein Triebwerk, bei dem ein großes Gebläse von einem rohrförmigen
Gehäuse oder einer Gondel umgeben ist und das Gebläse angetrieben wird, um .durch
das Gehäuse hindurch Luft zwecks Erzeugung von Schubkraft zu fördern. Zweckmäßigerweise
kann das Gebläse mittels einer Blattspitzenturbine angetrieben sein, bei welcher
die Turbinenschaufeln am Ende der Gebläseschaufeln angeordnet sind und von den Abgasen
eines an anderem Ort angeordneten Gasgenerators angetrieben werden. Darüber hinaus
lassen sich sowohl Flugzeub Einkreis-Turbinenstrahltriebwerke oder Blattspitzenturbinengebläse-
bzw. Zweikreis-Strahltriebwerke sowie auch Mantelschrauben als Antriebsmaschinen
verwenden. Solche Vortriebsgebläsetriebwerke -sind äußerst leistungsfähig und fördern
große Luftmengen bei verhältnismäßig niedrigen Strömungsgeschwindigkeiten. Zusätzlich
ist es bei einem mit solchen Triebwerken ausgerüsteten Flugzeug erwünscht, eine
vertikale Schubkomponente oder eine Auftriebskraft zu erhalten, was sich sowohl
bei Einkreis-Turbinenstrahltriebwerken als -auch bei Zweikreis-Turbinenstrahltriebwerken
in bekannter Weise durch Verschwenken der gesamten Antriebsmaschine erreichen läßt.
Die Schwierigkeit beim Verschwenken eines Zweikreis-Turbinenstrahltriebwerkes besteht
darin, daß Blattspitzenturbinengebläse im allgemeinen sowohl einen großen Durchmesser
als auch eine große Länge haben. Ein Verschwenken eines solchen Triebwerks ist ungünstig,
da das Triebwerk mit dem Erdboden, d. h. mit der Start- oder Landebahn, in Berührung
kommen könnte; infolge seiner Erdnähe werden unerwünschte Gegendrücke erzeugt; außerdem
macht das Verschwenken dieser großen Aggregate sehr erhebliche Betätigungskräfte
sowie auch einen komplizierten Mechanismus erforderlich. Ferner kann es bei einigen
Bauarten erwünscht sein, die Gondel oder das Gehäuseteil auf der Tragfläche eines
Flugzeugs od. dgl. zu verstreben, so daß ein Verschwenken nicht möglich ist. Die
Tragfläche liegt dann etwa in der Mitte der Gondel, so daß eine ihrer Hälften oberhalb
und die andere Hälfte unterhalb der Tragfläche oder des Flügels liegt. Bei anderen
Ausführungen kann das Triebwerk in bekannter Weise durch Verstrebungen gehalten
oder getragen werden. Bei einer solchen Anordnung der Triebwerke wird außerdem noch
zum Bremsen des Flugzeugs bei seiner Landung eine Schubkraftumkehrung verlangt.
Darüber hinaus wird verlangt, daß man mit Hilfe des Triebwerks sowohl eine vertikale
Schubkraft zur Ermöglichung von Senkrechtstarts und -landungen, als auch eine weitestgehend
ab- bzw. umgelenkte Schubkraft für Kurzstarts und -landungen des Flugzeugs erhalten
kann. Die übliche Montage des Triebwerks läßt ein Verschwenken des gesamten Triebwerks
nicht zu, so daß eine praktischere Maßnahme zum Erzeugen einer senkrechten Schubkraft
oder einer stark ab- bzw. umgelenkten Schubkraft aus den Vortriebsmitteln solcher
Triebwerke darin besteht, den Schubmittelstrom nach unten und bzw. oder vorn ab-
oder umzulenken. Außerdem ist es hierbei erwünscht, den Schub bei gleichbleibender
optimaler Turbinendrehzahl variieren zu können.
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Das Zweikreis-Turbinenstrahltriebwerk unterscheidet sich von einem
gewöhnlichen Einkreis-Turbinen-
Luftstrahltriebwerk darin, daß es
mit einem niedrigeren Druckverhältnis arbeitet und gegenüber Gegendruck ziemlich
empfindlich ist. Das erfordert, daß ein in Strömungsrichtung des Schubmittels hinter
dem Gebläse angeordnetes Bauteil zum Um- oder Ablenken des Schubmittelstroms nach
unten nur einen geringen oder vernachlässigbaren Gegendruck auf das Gebläse bedingen
darf, damit die hierdurch entstehenden Leistungsverluste auf ein Mindestmaß beschränkt
bleiben. Ein wirksamer Weg zum Um-oder Ablenken der Ausströmung ist die Ablenkung
mittels eines Schaufelgitters aus Leitschaufeln.
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Ein solches Gitter besteht lediglich aus einer Reihe von vorzugsweise
stromlinienförmig profilierten Leitschaufeln, die in einem Rahmen befestigt oder
in dem Rahmen schwenk- oder verstellbar angeordnet sind oder deren Krümmung oder
Wölbung veränderbar ist. Solche Gitter sind allgemein bekannt. Beispielsweise sind
dauernd im Bereich der Schubdüse eines Flugzeugs angeordnete Schaufelgitter bekannt,
die aber beim normalen Vorwärtsflug eines damit versehenen Flugzeugs einen zusätzlichen
Widerstand bedingen.
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Um diesen Nachteil zu vermeiden, hat man auch schon Schaufelgitter
außerhalb des direkten Schubgasstromes vorgesehen und den Schubdüsen zusammenschiebbare
Krümmer zugeordnet, mit denen im Bedarfsfall- der Schubgasstrom auf das Schaufelgitter
gelenkt werden kann. Auch ein solcher Aufbau ist mechanisch aufwendig und funktionell
ungünstig.
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Deshalb sind verschwenkbare Schaufelgitter vorgeschlagen worden. Bei
einigen Bauarten kann zu einer ausreichenden Ablenkung die Verwendung eines langen
vielschaufeligen Gitters notwendig sein. Dadurch entsteht aber ein großes Bauteil,
das erhebliche Betätigungskräfte erforderlich macht und hinsichtlich seiner Unterbringung
Probleme stellt. Es ist jedoch möglich, durch Verwendung von Doppelgittern, d. h.
von hintereinander angeordneten Gittern, und dadurch bedingter Ablenkung in , zwei
Stufen ebensoviel Ablenkung und mehr zu erhalten. Das Anordnen von verschwenkbaren
Gittern quer zur Schubmittelströmung bringt das Problem der Unterbringung des Leitschaufelgitters
während des Normalbetriebs des Triebwerks, d. h. wenn keine abgelenkte Schubkraft
verlangt wird, mit sich. Es müssen also während des Reise- oder Horizontalflugbetriebs
des Flugzeugs die Leitschaufelgitter in praktischer Weise außerhalb des Schubmittelstroms
untergebracht werden oder zumindest derart, daß sie nur eine geringe oder vernachlässigbare
Drosselung bedingen, damit die Wirkleistung des Triebwerks nicht beeinträchtigt
wird. Im Betrieb sollte das Gitter den Schubmittelstrom möglichst -unter einem Winkel
von beispielsweise 67° zur Triebwerksachse schneiden, so daß der Schubmittelstrom
in Verbindung mit der Krümmung der einzelnen Leitschaufeln des Gitters bei geringer
Druckänderung an dem Gebläse um 90° oder mehr abgelenkt wird. Ein zusätzliches Ab-
oder Umlenken über 90° hinaus mittels einer anderen Krümmung der einzelnen Schaufeln
oder mittels verstellbarer Schaufeln sowie auch mit Hilfe eines anderen Winkels
des Gitterrahmens oder durch Verwendung eines gesonderten Doppelgitters bewirkt
bei einem Strahltriebwerk eine Schubumkehrung.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine möglichst
einfache und vielseitig verwendbare Schubkraftablenk- und -umkehrvorrichtung der
eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei der man zum Ablenken des sich in horizontaler
oder Längsrichtung durch das Triebwerk hindurch bewegenden Schubmittels in einer
oder in zwei Stufen zwei in dem Aufbau des Triebwerks bequem unterzubringende Schaufelgitter
verwendet. Der Aufbau der verstellbaren Gitter soll daneben möglichst derart sein,
daß aerodynamische Kräfte erzeugt werden, die zur Vereinfachung des Verstellmechanismus
das Verstellen der Gitter in der gewünschten Richtung unterstützen.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Schubkraftablenk- und -umkehrvorrichtung
für Strahltriebwerke mit einem Gehäuse, welches an seinem in Strömungsrichtung hinteren
Ende in einer Schubdüse ausläuft, deren Öffnungsebene schräg zur Strömungsrichtung
des Schubmittelstroms durch das Gehäuse verläuft, wobei in der Nähe der in Strömungsrichtung
hinteren Öffnung bzw. der Schubdüse zwei Schaufelgitter verschwenkbar angeordnet
sind, deren Leitschaufeln in ihrer Lage veränderbar sind, um den Schubmittelstrom
durch das erste Schaufelgitter ab- und durch das zweite Schaufelgitter umzulenken,
die erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß die Schwenkachse des einen Schaufelgitters
an dem zuhinterst liegenden Rand der Düsenaustrittsöffnung und die Schwenkachse
des anderen Schaufelgitters am zuvorderst liegenden Rand der Düsenaustrittsöffnung
angeordnet ist. Es ist zwar auch bereits eine Vorrichtung zum Umlenken eines Strahls
mit Schaufelgittern bekannt, in der aus je zwei Schaufelgittern bestehende Schaufelgittereinheiten
einseitig im Bereich des Endes des Schubdüsenmantels angeordnet sind. Diese einseitige
Anordnung bringt aber eine Reihe von Nachteilen mit sich, und zwar, abgesehen von
der bei der vorbekannten Einrichtung vorgesehenen verhältnismäßig umständlichen
mechanischen Anordnung zum Verschwenken und Einziehen der Schaufelgitter, ergeben
sich vor allen Dingen funktionelle Nachteile. Es ist nämlich zu beachten, daß mit
den beiden gegenüberliegenden Schaufelgittern nach der Erfindung nicht nur bei einfachstem
Aufbau eine Ab- bzw. Umlenkung des Schubgasstrahlstroms in einem praktisch beliebigen
Winkel bis zur Umkehrung um nahezu 180° erreicht werden kann, sondern daß darüber
hinaus auch eine Schubmodulation ohne Veränderung der effektiven Schubkraftrichtung
erzielbar ist. Hierzu brauchen beispielsweise die beiden Schaufelgitter nur jeweils
so über je den halben Querschnitt der Schubdüsenöffnung ausgeschwenkt zu werden,
daß sie mit ihren Enden in einem spitzen Winkel hinter der Schubdüse etwa in Höhe
der Schubdüsenachse zusammenlaufen. Auf diese Weise wird erreicht, daß je nach der
Stellung der verstellbaren Leitschaufeln gleiche Teile des Schubgasstroms nach oben
und unten bzw. rechts und links mehr oder weniger stark abgelenkt werden, so daß
sich eine von der Leitscbaufelstellung abhängige unterschiedliche effektive nach
vorwärts gerichtete Schubkraft ergibt, ohne daß die Tourenzahl des Strahltriebwerks
verändert werden muß.
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Es ist festzustellen, daß mit der Erfindung eine nicht nur mechanisch
in vorteilhaftester Weise ausgestaltete, sondern funktionell allseitig verwendbare
Vorrichtung zur Modulation und zum Ab- bzw. Um-_ lenken des Schubgasstrahls geschaffen
worden ist. -
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es vorteilhaft,
wenn mindestens eine der Schwenkachsen innerhalb des Schubdüsenmantels in dessen
Längsrichtung verschiebbar gelagert ist.
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In den F i g. 1 bis 6 ist der Gegenstand der Erfindung an Hand eines
besonders bevorzugten Ausführungsbeispiels dargestellt, welches nachstehend im einzelnen
näher beschrieben und erläutert ist. Es zeigt F i g. 1 einen Längsschnitt durch
ein Turbinenstrahltriebwerk mit dem zweiten Leitschaufelgitter in eingefahrener
Lage, F i g. 2 eine Teilansicht des hinteren Endes des Triebwerks gemäß F i g. 1
mit ausgefahrenem zweiten Leitschaufelgitter, F i g. 2 a eine Vektordarstellung
der an dem zweiten Leitschaufelgitter wirksamen Kräfte, F i g. 3 eine schematische
Darstellung eines bevorzugten Winkelverhältnisses der beiden Leitschaufelgitter
zueinander, F i g. 4 bis 6 schematische Darstellungen der beiden Gitter unter Veranschaulichung
der mit ihrer Hilfe erzielbaren verschiedenen Betriebsphasen.
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F i g. 1 zeigt einen Längsschnitt durch die Schaufelgitteranordnung
eines Zweikreis-Turbinenstrahltriebwerks, d. h. eines Triebwerks mit Vortriebs-
oder Reisefiuggebläse. Das Triebwerk ist in einem rohr-bzw. tonnenähnlichen Gehäuse
10 angeordnet und mit Hilfe von zur Halterung von Strahltriebwerken an Flugzeugen
üblichen Verstrebungen od. dgl. an den Tragflächen eines Flugzeugs befestigt. Um
eine einfache Arbeitsweise der nachfolgend beschriebenen Schaufelgitter zu ermöglichen,
läuft das Gehäuse 10 vorzugsweise an seinem in Strömungsrichtung hinteren Ende in
eine Schubdüse 11 mit im wesentlichen rechteckigem Querschnitt aus. Dieser zweckmäßige,
jedoch nicht notwendig rechteckige Querschnitt vereinfacht die Ausbildung und Anordnung
des Schaufelgitters. Das Gehäuse 10 hat in dem Bereich 12, in welchem das Schaufelgitter
untergebracht ist, im wesentlichen einen rechteckförmigen Querschnitt und geht in
die rechteckige Düse über. Während das Triebwerk selbstverständlich auch ein Einkreis-Turbinenstrahltriebwerk
sein kann, weist es vorzugsweise ein Gebläserad 13 auf, das drehbar auf einem Zentralkörper
14 mit aerodynamisch günstiger Form angeordnet ist. Das Gebläse 13 kann zweckmäßigerweise
ein Blattspitzenturbinengebläse sein, welches Blattspitzenturbinenschaufeln 15 aufweist,
die mit Hilfe der Abgase aus einer in geeigneter Weise angeordneten und nicht dargestellten
Gas erzeugenden Vorrichtung angetrieben werden.
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Um das horizontal durch das Gehäuse hindurchströmende Schubmittel
abzulenken, ist eine Ablenkvorrichtung vorgesehen, die ein erstes Schaufelgitter
16 mit Leitschaufeln aufweist, welches aus einem einzigen flachen Bauteil besteht,
und das rechteckig ist, so daß es bestmöglich in die Schubdüse 11 paßt. Dieses Gitter
erstreckt sich während des Betriebes vollständig quer über die Öffnung und steht
in einem Winkel zur horizontalen Strömungsrichtung. Das Gitter muß die gesamte Schubdüse
überdecken, damit es während des Betriebs jederzeit das gesamte Schubmittel ablenken
kann. Außer Betrieb läßt sich das Gitter mit Hilfe einer beliebigen, geeigneten,
nicht dargestellten Vorrichtung aus dem Weg des Schubmittels in das Gehäuse 10 hineinbewegen.
Es nimmt dann die in F i g. 1 dargestellte Lage ein. Um das Schubmittel derart umzulenken,
daß eine senkrechte Schubkomponente am Triebwerk auftritt, ist in dem Gitter eine
Vielzahl von Leitschaufeln 17 mit veränderbarer Krümmung oder Wölbung vorgesehen,
die eine beliebige geeignete Form annehmen können, durch welche die Krümmung oder
Wölbung der einzelnen Schaufeln verändert wird. Das Schubmittel wird mittels dieser
Schaufeln abgelenkt, die mit Hilfe einer geeigneten Vorrichtung 18, mit welcher
die Krümmung aller Schaufeln unterschiedlich verändert werden kann, betätigt werden.
Die Schaufeln 17 sind in dem Gitter 16 quer zur Schubdüse angeordnet, wodurch zusammen
mit dem rechteckförmigen Düsenquerschnitt und der Anordnung des Gitters quer zur
Düsenöffnung die maximale Nutzung der Schaufeln und das Ablenken des gesamten Schubmittels
gewährleistet ist. Dieses Gitter ist in der dargestellten Lage derart angeordnet,
daß es sich allen bei ungelenkter Schubkraft auftretenden Betriebsbedingungen, denen
das Triebwerk ausgesetzt wird, anpassen kann.
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Die Lage der Leitschaufeln und der Winkel der an die Schaufeln anströmenden
und von ihnen abströmenden Luft ist bestimmend für den Reaktionszustand. Dieser
Zustand ist vorhanden, wenn die zur Anströmung senkrechte Fläche des Gitters gleich
der zur Abströmung senkrechten Fläche des Gitters ist und die An- und Abströmgeschwindigkeiten
gleich sind. Mit anderen Worten sind bei einer konstanten Fläche an der Anströmung
und der Abströmung die Druckveränderung an dem Gitter und ebenso die Beeinflussung
des Gebläses vernachlässigbar. Darüber hinaus wird das Gitter 16, wie in F i g.
1 gezeigt, in einem Winkel von etwa 67° zu der horizontalen Strömungsrichtung gestellt,
um eine maximale Um- oder Ablenkwirkung zu erzielen.
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Um einen Kurzstart mittels des abgelenkten Schubmittels durchführen
zu können, läßt sich die Anordnung nach F i g. 1 verwenden, bei welcher das Gitter
16 das Schubmittel nach unten ablenkt, wobei der Vektor der abwärtsgerichteten Schubkraft
durch Veränderung der Krümmung der einzelnen Schaufeln beeinflußt werden kann.
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Bei einem Senkrechtstart, der eine noch stärkere Umlenkung oder gar
eine Umkehrung der Schubkraft erforderlich macht, sind Schubkraftlenkmittel mit
einem zweiten Schaufelgitter versehen, das wie das Gitter 16 vorzugsweise eben und
rechteckig ist, und, wie dargestellt, am Boden des Gehäuses 10 verstellbar angeordnet
ist. Wie in F i g. 1 gezeigt, kann das Gitter 19, dessen Arbeitsweise an Hand von
F i g. 2 erläutert wird, mittels Steuermittel 20 nach vorn in eine geeignete Ausnehmung
ganz in den Boden des Gehäuses eingezogen werden.
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Der Aufbau und die Arbeitsweise des in F i g. 2 gezeigten Gitters
16 stimmen mit denen des Gitters 16 nach F i g. 1 überein. Das zusätzliche zweite
Gitter 19 ist mit Leitschaufeln 21 mit veränderbarer Krümmung bestückt, die mit
Hilfe einer geeigneten Steuervorrichtung vorzugsweise unterschiedlich betätigt,
d. h. verstellt, werden. Wie gezeigt, ist das Gitter 19 nach F i g. 2 an seinem
in Strömungsrichtung vorderen Ende bei 23 am Boden des Gehäuses 10 verschwenkbar
angelenkt. Diese Anordnung gestattet, das Gitter 19 aus seiner geöffneten Stellung
in einem Winkel zu dem Gitter 16 im Gegenuhrzeigersinn in seine Staulage 24 in dem
Boden des Gehäuses 10 zu schwenken.
Das Gitter 19 ist dazu
bestimmt, zum Verändern des Maßes der Ablenkung das vom Gitter 16 abströmende Schubmittel
zu steuern, und ist derart aufgebaut, daß es kontinuierlich über einen Winkelbereich
Zwischenstellungen einnehmen kann, von denen eine in F i g. 2 dargestellt ist, wobei
der Winkel zwischen den beiden Gittern verändert wird. Die verschiedenen Zwischenstellungen
des Gitters 19 zusammen mit der Veränderbarkeit der Leitschaufeln gestatten in weiten
Grenzen eine kontinuierliche Beeinflussung der umgelenkten Schubkraft in ihrer Größe
und Richtung. Außerdem wird das gesamte, mittels des Gitters 16 gelenkte Schubmittel
bei geöffneter Stellung des zweiten Gitters von diesem aufgenommen und weiter umgelenkt.
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Es gibt bevorzugte Winkelverhältnisse zwischen den Richtungen des
an die Gitter anströmenden und von ihnen abströmenden Schubmittelflusses. In F i
g. 3 sind die optimalen Bedingungen veranschaulicht. Es wird der vorstehend definierte
Reaktionszustand an den Gittern angestrebt. Dieser ist bei dem Gitter 16 gegeben,
wenn der Winkel B 1, nämlich der Winkel zwischen der Richtung des anströmenden Schubmittels
und der Gitterachse gleich dem Winkel B 2 ist, nämlich dem Winkel zwischen der Richtung
des abströmenden Schubmittels und der Gitterachse. Das gleiche Winkelverhältnis
wird für das Gitter 19 verlangt, d. h., der Winkel B 3 ist gleich dem Winkel B4.
Außerdem muß die aerodynamische Belastung an jedem Gitter gleich sein, damit der
von jedem Gitter verlangte maximale Strömungsablenkwinkel den kleinstmöglichen Wert
hat. Dies ist gegeben, wenn der mit dem Gitter 16 erzeugte Umlenkwinkel (B'1 plus
B 2) gleich dem in dem Gitter 19 erzeugten Umlenkwinkel (B 3 plus B 4) ist. Mit
anderen Worten lenkt jedes Gitter den Schubmittelstrom um den gleichen Betrag um
oder ab.
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Außerdem gibt es ein bevorzugtes Winkelverhältnis zwischen den Gittern,
das sich aus dem Vorstehenden ergibt und das zu einer optimalen Dimensionierung
jedes Gitters, d. h. zu kleinstmöglichen Abmessungen sowie zu kleinstmöglichem Gewicht
führt. Aus Gründen der Zweckmäßigkeit ist diese durch ein zur Lotrechten gemessenes
Winkelverhältnis definiert. Wie in F i g. 3 gezeigt, ist A 1 der Winkel zwischen
, der Lotrechten und der Ebene des Gitters 716. Dieser Winkel A 1 muß gleich
dem Winkel B 1 sein. A 2 ist der Winkel zwischen der Lotrechten und
der Ebene des Gitters 19. Das bevorzugte Verhältnis besteht darin, daß der Winkel
A 2 gleich der Summe der ; Winkel B 1 plus B 2 plus B 3 ist.
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Bei beiden beschriebenen Bauarten ist von praktischer Bedeutung, daß
beim Reaktionszustand der durch das zweite Gitter 19 erzeugte Schubvektor bezüglich
des Schwenkpunktes 23 stets radial nach ; außen gerichtet ist, was an Hand der in
F i g. 2 a gezeigten Vektorzeichnung veranschaulicht ist. Die Pfeile x und y in
F i g. 2 stellen die Geschwindigkeitsvektoren des Schubmittels dar, welches gegen
das bzw. von dem zweiten Gitter 19 unter den auf die Gitterachsen bezogenen Winkeln
B 3 bzw. B 4 an-bzw. abströmt. Aus der kleinen Vektorzeichnung nach
F i g. 2 a geht hervor, daß die Richtungsänderung dieser beiden Geschwindigkeiten
x und y der in der Ebene des Gitters liegende Vektor r ist. Mit anderen Worten veranschaulicht
der Vektor r die Richtung und Größe der zum Um- oder Ablenken der Luft mittels des
Gitters 19 erforderlichen Kraft. Dieser Kraft wirkt über den Drehpunkt 23 eine gleiche,
entgegengesetzte Kraft entgegen. Da diese Kräfte über den Drehpunkt 23 wirken, ist
die zuin Verstellen des Gitters 19 um den Drehpunkt erfor-5 derliche Kraft ziemlich
gering. Auch diese geringe Kraft kann dem Gitter 19 mittels Leitschaufeln mit veränderbarer
Krümmung zugeführt werden. Wie vorstehend erörtert, arbeitet das Gitter 19 im Reaktionszustand,
d. h., die zur Anströmungsrichtung a senkrechte Fläche des Gitters ist gleich der
zu der Abströmungsrichtung senkrechten Fläche des Gitters, und Abströmgeschwindigkeit
sowie statischer Druck sind in ihrer Größe gleich der Anströmgeschwindigkeit bzw.
dem entsprechenden statischen Druck. Mit anderen Worten sind die Anström- und Abströmflächen
gleich, und diese Flächen sind eine Funktion des Kosinus der Winkel B. Wird die
Krümmung der Schaufeln 21 zur Verringerung der Abströmfläche verändert, wird die
Abströmgeschwindigkeit größer als die Anströmgeschwindigkeit, und es entsteht am
Gitter 19 des sich ergebenden Druckunterschieds eine positive Kraft. Die Geschwindigkeitssteigerung
wird in der Vektordarstellung mit der Lageverschiebung des Vektors y in die gestrichelt
dargestellte Lage y` veranschaulicht, wobei, wie durch das Plus-und Minuszeichen
in F i g. 2 auf jeder Seite des Gitters 19 gezeigt, zwischen den beiden Gitterseiten
eine Druckdifferenz entsteht. Bei dem genannten Beispiel würde auf der Plusseite
des Gitters ein höherer Druck herrschen, so daß eine das Gitter um den Drehpunkt
23 zur Minusseite hin verschwenkende Kraft entstünde. Hieraus ergibt sich zusammenfassend,
daß das Schließen der Abströmfläche durch Verändern der Krümmung der Schaufeln am
Gitter einen Druckunterschied erzeugt, der bestrebt ist, das Gitter in die gewünschte
Richtung zu verschwenken. Ein Öffnen der Abströmfläche bewirkt natürlich ein Verschwenken
des Gitters in entgegengesetzter Richtung.
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In dem Diagramm nach F i g. 4 sind die Gitter in einer Zwischenstellung
dargestellt, wie sie bei einer Form von Kurzstart und -landeng oder bei teilweisem
Senkrechtstart und teilweiser Senkrechtlandung erforderlich sein könnte. Die veränderbare
Krümmung der einzelnen Schaufeln kombiniert mit der Verstellbarkeit des Gitters
19 gestatten in wirksamer Weise die Ausrichtung und Beeinflussung der an den Gittern
entstehenden Schubkräfte, In F i g. 5 zeigt eine schematische Darstellung die Schubkraftumkehrung,
bei der durch die stärkere Krümmung oder Wölbung der einzelnen Schaufeln und die
Winkellage des Gitters das Schubmittel wie in F i g. 3 veranschaulicht zum Bremsen
in eine Vorwärtsrichtung umgelenkt werden kann.
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F i g. 6 veranschaulicht die Wirkungsweise bei Kurzstart- und -landeng,
wobei das Gitter 16 das Schubmittel nach unten ablenkt und das Gitter 19 in seiner
Außerbetriebsstellung zurückgezogen ist. In gleicher Weise werden die Schaufelgitter
bei Reiseflug eingestellt, wobei die Schaufeln ungekrümmt sind oder sich in gerader
Durchlaßstellung befinden, wie auch in F i g.1 veranschaulicht ist, wobei das zweite
Gitter 19 eingezogen ist.
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Bei der Doppelgitterbauart kann die Schubkraft in weiten Grenzen gerichtet
und umgelenkt werden. Die Kombination des feststehenden Schaufelgitters mit dem
verstellbaren Gitter in Verbindung mit den Schaufeln mit veränderbarer Krummeng
oder Wölbung
gestattet eine kontinuierliche Veränderung der Schubwinkel
sowie einen geringen Kraftbedarf für die Verstellbewegung der Stahlbauteile.