DE1294220B - Flugzeug mit schwenkbarem Triebwerk - Google Patents

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf ein Flugzeug mit zumindest einem zwischen einer waagerechten und einer senkrechten Lage schwenkbaren Triebwerk, dessen Verschwenkung durch eine am Triebwerk schwenkbar gelagerte, vom Triebwerksstrahl beaufschlagte Klappe erfolgt.
• Bei Flugzeugen dieser Gattung wird die Aufmerksamkeit des Piloten während des Übergangsfluges hinsichtlich der Steuerung des Flugzeuges und der Überwachung der Kontrollgeräte stark beansprucht.
• Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, zur Entlastung des Piloten die Triebwerksschwenkeinrichtung derart auszubilden, daß nach Auslösung eines Impulses zur Verschwenkung des Triebwerks die Schwenklappen in dem Maß in ihre neutrale Lage zurückgeführt werden, wie das entsprechende Triebwerk schwenkt und die Winkelstellung erreicht, die durch den willkürlich aufgebrachten anfänglichen Klappenanstellwinkel bestimmt ist. Solche Rückführungen sind an sich bei Hilfsklappen bekannt, jedoch handelt es sich dabei z. B. bei Leitwerken um Einrichtungen, bei denen die Hilfsklappe am Ende der Schwenkbewegung der Hauptklappe so weit angestellt bleibt, daß das Moment auf die ausgeschwenkte Hauptklappe ausgeglichen ist.
• Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Rückführung der Klappe in ihre neutrale Lage durch die Schwenkbewegung des Triebwerks - bezogen auf waagerechte Lage des Triebwerks und neutrale Lage der Klappe - das Ende eines um die Schwenkachse des Triebwerks willkürlich schwenkbaren, nach unten gerichteten Hebels durch einen sich etwa waagerechten nach hinten erstreckenden ersten Lenker mit dem unteren Ende eines etwa senkrecht stehenden, am Triebwerk schwenkbar gelagerten, doppelarmigen Hebels verbunden ist, von dessen anderem Ende ein zweiter Lenker zu einer Stelle der Klappe führt, die unterhalb deren Schwenkachse liegt.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigen F i g. 1 in Seitenansicht die aerodynamische Schwenkvorrichtung eines Triebwerks, und zwar zu , Beginn und am Ende eines Schwenkvorganges, und F i g. 3 ein mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgestattetes Flugzeug in perspektivischer Darstellung.
• Das Flugzeug nach F i g. 3 hat einen Rumpf 1, ein ; Fahrwerk 1 a und ein Leitwerk 2. Der über dem Rumpf liegende, im Grundriß V-förmige Tragflügel 4 ist mit dem Rumpf durch Streben 5 und 6 über zum Rumpf gehörige Ausbauchungen 7 und 8 verbunden und an seiner hinteren V-Spitze in das Seitenleitwerk eingefügt und an diesem befestigt.
• Die Triebwerksgruppe 10 wird durch vier Turbinentriebwerke gebildet, die zu zwei unabhängigen Einheiten vereinigt sind, die eine zum Antrieb der Luftschraube 11 in der Verkleidung 12, die andere zum Antrieb der Luftschraube 1.3 in der Verkleidung 14. Die Verkleidungen 12, 14 sind über Streben b mit profilierten Zentralkörpern f, f i verbunden, in denen die Luftschraubenwellen gelagert sind. Diese Verkleidungen samt Luftschrauben können sich frei um die Schwenkachse yo, yo' drehen, die senkrecht zur Symmetrielängsebene der Maschine liegt. Ihre Stellungen werden durch aerodynamische Klappen dl, d2 bestimmt, die sich im Austrittsstrom der Luftschrauben 11 bzw. 13 befinden.
• Die Höhensteuerung des Flugzeugs erfolgt durch symmetrisches Schwenken der in den Triebwerksstrahlen liegenden Klappen, die Quer- und Seitensteuerung durch Veränderung der Triebwerksschubkräfte und durch Ruderbedienung.
• Die Stellvorrichtung, die eine willkürliche Schwenkung eines Klappenpaares dl, dz um seine Achse y1, y1' erlaubt, ist in F i g. 1 und 2 in zwei Betriebszuständen dargestellt. Sie ist so entworfen, daß sich bei der Schwenkung des Triebwerks die Klappen dl, dz nach und nach automatisch zurückschwenken bis auf den Anstellwinkel Null, wenn das Triebwerk sich um den gewünschten Winkel geschwenkt hat. Diese Stellvorrichtung besteht im wesentlichen aus drei doppelarmigen Hebeln ei, e2, e3, die um drei zu yo-y0' parallele Achsen drehbar gelagert sind. Diese Achsen sind jeweils fest verbunden mit der Triebwerksverkleidung 12 (Achse des Hebels ei), mit dem Rohrs (Achse des Hebels e2) und mit dem Tragflügel 4 (Achse des Hebels e3).
• Weiterhin verbindet ein Lenker t1 das Klappenpaar dl, dz mit dem Hebel ei, ein Lenker t2 den Hebel e1 mit dem Hebel e., ein Lenker t3 den Hebel e2 mit dem Hebel e3 und ein Lenker t¢ den Hebel e3 mit einem beliebigen (nicht dargestellten) Steuergerät hydraulischer, pneumatischer oder sonstiger Bauart, das vom Piloten bedient oder ferngesteuert wird.
• Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende: Unter der Annahme, daß die verschiedenen Bauteile der Stellvorrichtung des Triebwerks sich in den in F i g. 1 angegebenen Stellungen befinden, die dem Reiseflug entsprechen, und das Triebwerk um einen Winkel ß schwenken soll, um seine Achse z2, z2' in die Stellung z2Q, z, Q zu bringen (F i g. 2), wird mittels des Steuergeräts der Lenker t4 in Richtung F1 um einen dem gewünschten Schwenkwinkel entsprechenden Betrag verstellt. Als Ergebnis werden über die Lenker t3, t2 und t1 die Hebel e3, e2, ei sowie das Klappenpaar dl, d2 in die gestrichelt dargestellten Stellungen e3', e2', ei und d1', d2' geschwenkt (F i g. 1).
• Von diesem Moment an greift der durch die Pfeile F2 angedeutete Triebwerksstrahl an den Klappen an, da deren Anstellwinkel nicht mehr Null ist, wodurch eine nach unten gerichtete Kraft ma erzeugt wird. Diese Kraft dreht das Triebwerk im Sinn F3 um seine Schwenkachse yo, ya .
• Aus der Betrachtung der F i g. 1 und 2 geht unmittelbar hervor, daß auf Grund des Aufbaus der Stellvorrichtung die Hebel e2 und e3 während der Schwenkung des Triebwerks im Sinn F3 in unveränderten Stellungen bleiben, während der Hebel ei sich im Sinn F4 dreht, da sein unterer Angriffspunkt einem Kreis C1 mit dem Radius R1 folgen muß und seine Drehachse einem Kreis C2 mit dem Radius R2. Diese Schwenkung des Hebels ei läßt das Klappenpaar dl, d, im Sinn F5 zurückdrehen. Sobald die Klappen die Stellung erreicht haben, für die ihr Anstellwinkel relativ zum Triebwerksstrahl Null ist, befindet sich das Triebwerk von neuem in einer Stellung stabilen Gleichgewichts.
• Das Triebwerk sucht also, sobald es durch das von der Kraft ma erzeugte Moment aus dem Gleichgewicht gebracht wird, eine neue Stellung des stabilen Gleichgewichts auf, wobei die Kraft ma infolge des sich einstellenden Anstellwinkels Null der Klappen dl, d2 relativ zum Triebwerksstrahl verschwindet. Die neue Gleichgewichtsstellung wird stabil bleiben, solange die Klappen einen Anstellwinkel Null behalten.
• Außerdem ist ersichtlich, daß die Bewegung beliebig groß sein und die Schwenkung des Triebwerks in positivem oder negativem Sinn erfolgen kann je nachdem, ob der Lenker t4 in der Richtung F1 oder in der Gegenrichtung betätigt wird.

Claims (1)

1. Patentanspruch: Flugzeug mit zumindest einem zwischen einer waagerechten und einer senkrechten Lage schwenkbaren Triebwerk, dessen Verschwenkung durch eine am Triebwerk schwenkbar gelagerte, vom Triebwerksstrahl beaufschlagte Klappe erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß zur Rückführung der Klappe (dl, 4.2) in ihre neutrale Lage durch die Schwenkbewegung des Triebwerks - bezogen auf waagerechte Lage des Triebwerks und neutrale Lage der Klappe - das Ende eines um die Schwenkachse (yo-y,') des Triebwerks willkürlich schwenkbaren, nach unten gerichteten Hebels (e2) durch einen sich etwa waagerecht nach hinten erstreckenden ersten Lenker (t2) mit dem unteren Ende eines etwa senkrecht stehenden, am Triebwerk schwenkbar gelagerten doppelarmigen Hebels (e1) verbunden ist, von dessen anderem Ende ein zweiter Lenker (t1) zu einer Stelle der Klappe führt, die unterhalb deren Schwenkachse (yl-yl') liegt.