DE1456085C - Flugzeug mit axial durchstromtem Gas turbinenstrahltnebwerk - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Flugzeug mit einem Gehäuse, in dem ein axial durchströmtes Gasturbinenstrahltriebwerk untergebracht ist, von dem Verdichterluft durch eine Vielzahl von Öffnungen, die ringförmig auf dem Außenumfang des Triebwerks verteilt sind, abgezapft wird und von einem Ringkanal an der Außenseite des Triebwerks aufgefangen und weitergeleitet wird.

Bei bekannten Flugzeugaufbauten dieser Art war ein großer Ringraum zwischen dem Flugzeuggehäuse und dem Triebwerksgehäuse vorgesehen, um die Anzapfluftringleitung aufzunehmen, die als getrennter Bauteil ausgeführt und am Triebwerksgehäuse verschraubt war. Hierdurch ergibt sich ein relativ großer Durchmesser des Triebwerksgehäuses.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Gehäusedurchmesser und damit den Strömungswiderstand zu verringern.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe bei einem Flugzeug der eingangs genannten Bauart dadurch gelöst, daß das Flugzeuggehäuse die Wand der Außenseite des Ringkanals bildet, wobei Ringdichtungen zwischen dem Triebwerksgehäuse und dem Flugzeuggehäuse den Ringkanal in Richtung zum vorderen und hinteren Triebwerksende abschließen. Damit fällt die bei herkömmlichen Flugzeugen vorgesehene getrennte Ringleitung weg, und Flugzeuggehäuse und Triebwerk können dichter benachbart zueinander angeordnet werden. Durch Wegfall der getrennten Ringleitungen wird außerdem Gewicht eingespart.

Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung bestehen die Ringdichtungen aus aufblasbaren Schläuchen. Dies ist insbesondere im Hinblick auf den Ein- und Ausbau der Triebwerke zweckmäßig, da bei der Montage die Schläuche entleert werden können und nach erfolgtem Einbau die Dichtung einfach durch Aufblasen der Schläuche hergestellt werden kann.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Profil des Ringkanals durch eine ringförmige Vertiefung In der Wand des Flugzeuggehäuses erweitert, wobei der Ringkanal und seine Erweiterung durch eine Wand mit Durchlaßöffnungen getrennt sein können, wobei diese Durchlaßöffnungen um so größer sind, je weiter sie von dem gemeinsamen Auslaß des Ringkanals entfernt liegen. Hierdurch wird eine gleichmäßige Wärmebeanspruchung der Gehäuseteile gewährleistet.

Statt dessen kann zur gleichmäßigen Verteilung der Luft die Anordnung auch derart getroffen werden, daß im Ringkanal im Bereich jeder Öffnung in der Triebwerkswand zur Regelung des Luftaustritts Schaufelkaskaden vorgesehen sind, wobei die Schaufeln so ausgebildet sind, daß ihr Strömungswiderstand um so größer ist, je näher die zugehörige Öffnung dem gemeinsamen Auslaß des Ringkanals liegt.

Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine Grundansicht eines erfindungsgemäß ausgebildeten Flugzeugs,

F i g. 2 in größerem Maßstab einen Schnitt nach der Linie 2-2 gemäß Fig. 1,

F i g. 3 einen Teilschnitt des Aufbaus nach Fi g. 2 in größcrem Maßstab,

F i g. 4 eine der F i g. 3 entsprechende Darstellung einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung.

Das Flugzeug 10 besitzt einen Rumpf 11 mit pfeilförmigen Tragflügeln 12, einem Leitwerk 13 und zwei in Längsrichtung verlaufenden, benachbart zum Rumpf beidseitig an diesem vorgesehenen Gehäusen 14. Ein Gasturbinenstrahltriebwerk 15 im Rumpf 11 wird über Lufteinlässe 16 am Vorderende der Gehäuse 14 mit Luft gespeist.

Die Abgase des Triebwerks 15 treten durch eine Düse 17 aus. In jedem der Gehäuse 14 sind hintereinander sieben senkrecht stehende Hubtriebwerke 18 montiert, die zum Zwecke des Senkrechtstarts und der Senkrechtlandung einen vertikal nach oben gerichteten Schub erzeugen.

Jedes Triebwerk 18 besitzt einen Verdichter, eine Brennkammer und eine Turbine, deren Abgase nach unten ausgestoßen werden, um den Vertikalschub zu liefern. Jedes Triebwerk besitzt ein Triebwerksgehäuse 20 und ist in einem Flugzeuggehäuse 21 mit Wabenstruktur abgedichtet. Jedes Triebwerksgehäuse 20 besitzt mehrere Luftablaßöffnungen 22, durch welche vom Verdichter des Triebwerks abgezapfte Luft strömen kann. An den über den Umfang des Triebwerksgehäuses 20 herum angeordneten Öffnungen 22 und in deren axialer Höhe besitzt das Flugzeuggehäuse 21 eine ringförmige Vertiefung 23, die einen Ringkanal 24 bildet.

Am Triebwerksgehäuse 20 sind in der Höhe versetzt über bzw. unter den Öffnungen 22 ringförmige Schultern 25 vorgesehen, gegen die sich ringförmige Dichtungen in Gestalt von Schläuchen 26 anlegen können, um den Ringraum zwischen dem Triebwerksgehäuse 20 und der ringförmigen Vertiefung 23 abzudichten. Dieser abgedichtete Ringraum bildet den Ringkanal 24 für die aus den Öffnungen 22 austretende Luft. Die sich im Ringkanal 24 ansammelnde Luft strömt durch einen gemeinsamen Auslaß 27 zu Verbrauchern innerhalb des Flugzeugs, z. B. zu Stabilisierungsdüsen, Druckluftmotoren u. dgl.

Innerhalb des Ringkanals 24 sind im Bereich jeder Öffnung 22 in der Triebwerkswand zur Regelung des Luftaustritts Schaufelkaskaden vorgesehen, deren Schaufeln 30 so ausgebildet sind, daß ihr Strömungswiderstand um so größer ist, je näher die zugehörige Öffnung dem gemeinsamen Auslaß 27 des Ringkanals Hegt. Demzufolge haben die Schaufeln 30 an den vom gemeinsamen Auslaß 27 am weitesten entfernt liegenden Öffnungen 22 einen verhältnismäßig kleinen Aufprallwinkel für die aus den Öffnungen 22 ausströmende Luft und setzen dieser Luft- einen verhältnismäßig geringen Widerstand entgegen. Die Schaufeln 30 an den dem gemeinsamen Auslaß 27 benachbart liegenden Öffnungen 22 besitzen dagegen einen relativ großen Aufprallwinkel und setzen der durch diese Öffnungen 22 strömenden Luft einen entsprechend größeren Widerstand entgegen. Durch diese Anordnung der Schaufelkaskaden kann der Luftstrom durch die Öffnungen 22 um den ganzen Umfang des Triebwerks 18 im wesentlichen konstant gehalten werden, so daß das Auftreten thermisch hochbeanspruchter Stellen verhindert wird.

Die Anwendung aufblasbarer Schläuche 26 zum Abdichten der Triebwerke 18 innerhalb der Flugzeuggehäuse 21 erleichtert den Ein- und Ausbau der Triebwerke 18 beträchtlich. Die Triebwerke 18 können eingesetzt werden, bevor die Schläuche 26 aufgeblasen sind, und diese Schläuche 26 bilden nach dem Aufblasen eine zuverlässige Dichtung gegenüber dem Triebwerksgehäuse 20.

Das Flugzeug ist mit einer nichtdargestellten Vorrichtung versehen, durch die die Schläuche 26 nach dem Einbau der Triebwerke entleert und wieder aufgeblasen werden können, so daß diese Schläuche 26 als »Ablaßventile« benutzt werden können, um die vom Verdichter abgezapfte Luft unmittelbar an die Außenluft ablassen zu können. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn der Verdichter beim Hochlauf des Triebwerks entlastet werden soll.

F i g. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform zur Leitung der durch die öffnungen 22 in den Ringkanal 24 eintretenden Luft. Die den F i g. 3 und 4 gemeinsamen Teile tragen die gleichen Bezugszeichen. Bei der Anordnung nach Fig. 4 ist an Stelle der Schaufelkaskaden 30 eine gelochte Wand 40 vorgesehen. Die Durchlässe 41 dieser Wand 40 liegen jeweils neben einer entsprechenden öffnung 22. Diese Durchlässe 41 bilden die einzige Verbindung zwischen den Öffnungen 22 und dem durch die ringförmige Vertiefung 23 gebildeten Teil des Ringkanals 24, so daß die durch die Öffnungen 22 strömende Luft durch die Durchlässe 41 hindurchtreten muß, um den Ringkanal und den Auslaß 27 zu erreichen. Die Größe dieser Durchlässe ist unterschiedlich je nach Entfernung vom gemeinsamen Auslaß 27. Je weiter die Öffnungen vom Auslaß weg liegen, desto größer sind sie. Auf diese Weise wird die durch die Öffnungen 22 strömende Luft in ähnlicher Weise gesteuert wie durch die Schaufelkaskaden nach F i g. 3, so daß die Luftverteilung über den gesamten Umfang des Triebwerks im wesentlichen konstant ist.

Die wabenförmigen Flugzeuggehäuse 21 bilden einen integralen Bestandteil des Flugzeugaufbaus und verstärken die Flugzeugzelle an jenen Stellen, die sonst wegen der Anordnung der Gehäuse geschwächt würden. Wie aus F i g. 2 ersichtlich, sind um die Einlasse der Triebwerke herum aufblasbare Ringe 42 vorgesehen, die in der Zeichnung entleert dargestellt sind. Im aufgeblasenen Zustand bilden sie glatte Lufteinlässe für die Triebwerke 18. Über jedem Triebwerk 18 sind Schwenkklappen 43 angeordnet, die während des Betriebs der Triebwerke 18 geöffnet werden.

Dadurch, daß die Ablaßluftleitung zwischen dem Triebwerk und dem.Triebwerksgehäuse gelagert ist, ergibt sich eine zweckmäßige Vereinigung zwischen Triebwerk und Flugzeuggehäuse. Außerdem wird der Gesamtdurchmesser und damit auch der Durchmesser des im Flugzeug vorzusehenden Gehäuses verkleinert, und es wird ein stabiler Aufbau geschaffen. Da die Leitung außerhalb des Triebwerks angeordnet ist, ist auch die Lage des Auslasses 27 nicht fest, sondern es kann dieser Auslaß auch an einer anderen Stelle des Flugzeugs vorgesehen werden.

Die Erfindung wurde vorstehend in Verbindung mit Hubstrahltriebwerken beschrieben. Sie ist jedoch auch horizontal angeordnete Vorwärtsschubtriebwerke anwendbar.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Flugzeug mit einem Gehäuse, in dem ein axial durchströmtes Gasturbinenstrahltriebwerk untergebracht ist, von dem Verdichterluft durch eine Vielzahl von Öffnungen, die ringförmig auf dem Außenumfang des Triebwerks verteilt sind, abgezapft wird und von einem Ringkanal an der Außenseite des Triebwerks aufgefangen und weitergeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Flugzeuggehäuse (21) die Wand der Außenseite des Ringkanals (24) bildet, wobei Ringdichtungen (26) zwischen dem Triebwerksgehäuse (20) und dem Flugzeuggehäuse den Ringkanal in Richtung zum vorderen und hinteren Triebwerksende abschließen.

2. Flugzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringdichtungen (26) aus aufblasbaren Schläuchen bestehen.

3. Flugzeug nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Profil des Ringkanals (24) durch eine ringförmige Vertiefung (23) in der Wand des Flugzeuggehäuses (21) erweitert ist, wobei der Ringkanal und seine Erweiterung durch eine Wand (40) mit Durchlaßöffnungen (41) getrennt sein können.

4. Flugzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlaßöffnungen (41) um so größer sind, je weiter sie von dem gemeinsamen Auslaß (27) des Ringkanals entfernt liegen.

5. Flugzeug nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Ringkanal im Bereich jeder Öffnung (22) in der Triebwerkswand zur Regelung des Luftaustritts Schaufelkaskaden vorgesehen sind, wobei die Schaufeln (30) so ausgebildet sind, daß ihr Strömungswiderstand um so größer ist, je näher die zugehörige Öffnung dem gemeinsamen Auslaß (27) des Ringkanals liegt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen