DE964204C

DE964204C - Hubschrauber, insbesondere Wandelflugzeug, mit Gasturbinenantrieb

Info

Publication number: DE964204C
Application number: DEB38036A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Leibach; Horst Schneider
Original assignee: BMW Studiengesellschaft fuer Triebwerksbau GmbH
Current assignee: BMW Studiengesellschaft fuer Triebwerksbau GmbH
Priority date: 1955-11-26
Filing date: 1955-11-26
Publication date: 1957-05-16

Description

Hubschrauber, insbesondere Wandelflugzeug, mit Gasturbinenantrieb Die Erfindung bezieht sich auf Hubschrauber, insbesondere auf sogenannte Wandelflugzeuge, bei denen im Waagerechtflug ein Gasturbinentriebwerk über ein Übersetzungsgetriebe mit der Luftschraube mechanisch gekuppelt ist. Bei diesen Flugzeugtypen wird beim Senkrechtstart eine beträchtlich größere Leistung benötigt, als für den Waagerechtflug erforderlich ist. Diese Mehrleistung kann bei gewöhnlichen Hubschraubern je nach Rotorleistung und gewünschter Steiggeschwindigkeit 3o bis 700/0., bei Wandelflugzeugen sogar 50 bis I5o% betragen. Bei Auslegung der Gasturbine für diese maximale Startleistung fällt das Triebwerk entsprechend schwer aus und muß im Waagerechtflug, der zeitlich den größten Anteil einnimmt, mit stark gedrosselter Leistung und dementsprechend geringem Wirkungsgrad arbeiten.
Zur Vermeidung dieses Nachteils schlägt die Erfindung vor, eine zweite Gasturbine vorzusehen, die einen Kompressor antreibt, der der Luftschraube zwecks Reaktionsantriebes Druckluft zuführt.
Die Aufteilung der Leistung wird dabei so gewählt, daß der mechanische Antrieb durch die Gasturbine mit Übersetzungsgetriebe zur Luftschraube für die aufzubringende Dauerleistung im Waagerechtflug und der Luftreaktionsantrieb mit Rückstoßdüsen an den Blattspitzen für die benötigte Mehrleistung beim Start ausgelegt wird.
Die vorgeschlagene Ausrüstung wirkt sich hinsichtlich Gewicht und Wirtschaftilichkeit des Betriebes vorteilhaft aus gegenüber einem reinen mechanischen Antrieb und gegenüber einem reinen Luftreaktionsantrieb. Weitere Vorteile ergeben sich, wenn die Mehrleistung für den Start nicht mehr als 5o% gegenüber der Dauerleistung beträgt. In diesen Fällen kann als Antrieb für den Drucklufterzeuger und für den mechanischen Antrieb je eine Gasturbine der gleichen Type und als Drucklufterzeuger ebenfalls je ein Verdichter der gleichen Type verwendet werden.
Die beiden Gasturbinen können getrennt voneinander, nur durch eine Luftleitung verbunden, an einer beliebigen und geeigneten Stelle des Flugzeuges untergebracht werden. Im Hinblick auf die Anwendung in einem Wandelflugzeug schlägt die Erfindung vor, die Gasturbine für den Reaktionsantrieb starr im Rumpf des Flugzeuges zu lagern und die Gasturbine mit Übersetzungsgetriebe und Luftschraube als Einheit schwenkbar außerhalb des Rumpfes im Tragflügel oder an Auslegern anzuordnen. Hierbei wird die von der Gasturbine für den Reaktionsantrieb kommende Druckluftleitung im Schwenkpunkt der schwenkbaren Einheit an die Hohlwelle der Luftschraube angeschlossen. Durch diese Anordnung braucht für den Senkrechtstart nur ein Teil des Gesamttriebwerkes geschwenkt werden, außerdem wird die Außenaerodynamik des Flugzeuges durch die zusätzliche Gasturbine in keiner Weise gestört. Die zur Zeit in Wandelflugzeugen üblichen Fernwellen und Verteilergetriebe falben, dabei fort.
Für die Anordnung der schwenkbaren Gasturbine in einem starren Tragflügel wird vorteilhafterweise die Luftschraubenwelle gegenüber der Gasturbinenachse derart versetzt, daß die schwenkbare Einheit mit ihrem oberen Teil in einer vorderen Aussparung des Tragflügels und die eigentliche Gasturbine unter dem Tragflügel liegt, der hier nicht durchbrochen zu werden braucht. Die schwenkbare Lagerung erfolgt dabei im Tragflügel zu beiden Seiten und im wesentlichen im Schwerpunkt der Einheit.
Zur Erhöhung der Luftschraubendrehzahl beim Start sieht die Erfindung die Anordnung eines Zweigang-Überholgetriebes vor, bei der das Einschalten des zweiten Ganges automatisch bei einem festgelegten Drehzahlverhältnis zwischen Luftschraube und schwenkbarer Gasturbine erfolgt. Der Freilauf des Überholgetriebes schafft außerdem die Möglichkeit, bei Ausfall der schwenkbaren Gasturbine oder beim Blockieren derselben die Luftschraube mit der anderen Gasturbine weiter anzutreiben.
Der Drucklufterzeuger kann im Senkrecht- und Übergangsflug auch zur Aufbringung der zu Steuerzwecken durch Luftreaktionsdüsen benötigten Druckluft verwendet werden, so daß unter Umständen auf eine Steuerung der Rotorblätter bzw. Luftschraubenblätter verzichtet werden kann. Die Zeichnung zeigt in schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Der Tragflügel I eines Flugzeuges weist an seiner vorderen Kante eine Aussparung 2 auf, in der eine Triebwerkseinheit mit ihrem oberen Teil um den Punkt 3 schwenkbar gelagert ist. Diese Triebwerkseinheit besteht aus der Gasturbine 4 mit seitlich angeordneten Lufteinlässen 5, einem zweigängigen Überholgetriebe 6, der Luftschraubenhohlwelle 7 und der Luftschraube B. Die Anordnung der einzelner Aggregate ist hierbei so getroffen, daß die Luftschraubenhohlwelle 7 gegenüber der Längsachse der Gasturbine 4 derart versetzt ist, daß die Gasturbine mit dem zweigängigen Überholgetriebe 6 unterhalb dem Tragflügel I zu liegen kommt. Die strichpunktierten Umrißlinien deuten die Stellung des Triebwerkes für den Senkrechtstart an.
Räumlich getrennt von dieser Gasturbine ist beispielsweise im Rumpf des Flugzeuges eine zweite Gasturbine 9 angeordnet, die aus der Gasturbine einen Lufteintritt Io besitzt und den Drucklufterzeuger II antreibt. Der Drucklufterzeuger II, der Luft durch den Eintritt I2 ansaugt, fördert diese nach der Verdichtung durch eine Rohrleitung 13, die im Schwenkpunkt 3 der anderen Gasturbine an die Luftschraubenhohlwelle 7 angeschlossen ist. Von hier strömt die Druckluft durch die hohl ausgeführte Luftschraube 8 zu Rückstoßdüsen 14 an den Blattspitzen der Luftschraube.
Soll der Drucklufterzeuger II die zu Steuerzwecken durch Luftreaktionsdüsen benötigte Druckluft miterzeugen, dann kann dieselbe beispielsweise am Druckluftauslaß 15 entnommen werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Hubschrauber, insbesondere Wandelflugzeug, mit mechanischem Antrieb der Luftschraube durch eine Gasturbine, dadurch gekennzeichnet, daß für die benötigte Mehrleistung beim Start eine zweite Gasturbine vorgesehen ist, die einen Kompressor antreibt, der der Luftschraube zwecks Reaktionsantriebes Druckluft zuführt.
2. Hubschrauber nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftschraube mit der Gasturbine für den mechanischen Antrieb (4, 5) einschließlich des Übersetzungsgetriebes (6) als Einheit im Tragflügel (I) schwenkbar angeordnet ist.
3. Hubschrauber nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasturbine für den mechanischen Antrieb (4, 5) mit Übersetzungs getriebe (6) und Luftschraube (7, 8) als Einheit an Auslegern schwenkbar gelagert ist.
4. Hubschrauber nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasturbine für dken Luftreaktionsantrieb (9, io) im Rumpf des Flugzeuges starr gelagert ist, wobei die Luftzuführungsleitung (13) zur Luftschraube (8) im Schwenkpunkt (3) des Triebwerkes für den mechanischen Antrieb an die Luftschraubenhohlwelle (7) angeschlossen ist.
5. Hubschrauber nach Anspruch I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftschraubenhohlwelle (7) versetzt zur Achse der Gasturbine (4,5) für den mechanischen Antrieb angeordnet ist.
6. Hubschrauber nach Anspruch I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die schwenkbare Einheit (4, 5, 6, 7) mit ihrem oberen Teil in einer vorderen Aussparung (2) des Tragflügels (I) und mit ihrem unteren Teil unterhalb des Tragflügels liegt.
7. Hubschrauber nach Anspruch I bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Übersetzungsgetriebe (6) zwischen Gasturbine (4, 5) und Luftschraubenwelle (7) als zweigängiges Überholgetriebe ausgebildet ist. B. Hubschrauber nach Anspruch I bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Schalten des zweigängigen Überholgetriebes (6) automatisch in Abhängigkeit vom Drehzahlverhältnis zwischen der Luftschraube (8) und der Gasturbine (4) für den mechanischen Antrieb erfolgt.