DE2511468C3 - Triebwerkseinlauf mit einer Hilfseinlaufklappe - Google Patents
Triebwerkseinlauf mit einer HilfseinlaufklappeInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Triebwerkseinlauf mit schwenkbar an ihrem stromaufwärtigen Ende
angelenkter Hilfseinlaufklappe, deren ihrem stromaufwärtigen Ende abgewandier Bereich über einen Lenker
und eine an diesem angelenkte Schwinge mit der Zellenstruktur verbunden ist.
Schnell fliegende Düsenflugzeuge werden neben dem Hauptlufteinlauf für das bzw. die Triebwerke vielfach
mit einem Hilfseinlauf ausgerüstet. Dieser Hilfseinlauf, der aus einzelnen Klappenöffnungen oder Schlitzen
bestehen kann, öffnet in der Start- bzw. Langsamflugphase, so daß das Triebwerk durch diesen zusätzlichen
Eintrittsquerschnitt die erforderliche Luft ansaugen kann. Bei Flugzeugen, die für den Überschallflug
ausgelegt sind, tritt im Lufteinlauf zum Triebwerk häufig ein sogenannter Hammerschock auf. Das ist eine heftige
Druckstörung, die von Strömungsunregelmäßigkeiten am Verdichter herrührt und sich als Druckwelle vom
Verdichter her stromaufwärts in der Einlaufröhre bewegt. Da dieser Hammerschock auch im Langsamflugbereich
bei geöffneten Hilfseinlaufklappen auftreten kann, besteht die Gefahr, daß die Klappen durch diese
Druckwelle zugeschlagen und dabei dermaßen stark beschleunigt werden, daß beim Aufprall der Klappe auf
die Struktur der Einlaufwand mechanische Beschädigungen auftreten. Es ist daher zweckmäßig, eine solche
stark beschleunigte Klappenbeweeune auf uppionptp
Weis :._ „.^
Auswirkungen "der durch den Hammerschock ausgelösten
Druckwelle bei maximal geöffneten Klappen weniger stark, bei wenig geöffneten Klappen besonders
heftig im Hinblick auf die Klappenbeschleunigung sind.
Für eine wirksame Dämpfung zur Vermeidung dieser unerwünschten Klappenbeschleunigung ist daher eine
besondere Dämpfungscharaktcristik zu fordern.
Durch die US-PS 36 18 876 ist bereits ein Triebwerkseinlauf
der eingangs genannten Art bekannt. Bei diesem bekannten Treibwerkseinlauf wirken der am
stromabwärtigen Ende der Hilfseinlaufklappe angeordnete Lenker sowie die an diesem angelenkte Schwinge
mit einer Rückstellfeder zusammen, um auf diese Weise das Schließen der Hilfseinlaufklappe sicherzustellen.
Zweck dieser bekannten kinematischen Anordnung ist dabei nicht die Dämpfung der Schließbewegung der
Hilfseinlaufklappe, sondern vielmehr eine Beschleunigung des Schließvorgangs.
Die Aufgabe der Erfindung besteht demgegenüber darin, für Triebwerkseinläufe mit Hilfseinlaufklappe ■
eine konstruktive Lösung zur Dämpfung der Klappenbewegung zu schaffen, wobei diese insbesondere in ihrer
Dämpfungscharakteristik an die zuvor erwähnten Auswirkungen des Hammerschocks in einem Triebwerkseinlauf
angepaßt sein soll.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß die zellenfest in einem ersten Gelenk
angelenkte Hilfseinlaufklappe und die ebenfalls zellenfest in einem zweiten Gelenk angelenkte Schwinge über
den Lenker und ein drittes und viertes Gelenk zu einem an sich bekannten Viergelenkgetriebe verbunden sind
und daß zwischen einem Gelenk des Lenkers und dem ersten zellenseitigen Gelenk der Hilfseinlaufklappe ein
die Klappenbewegung beeinflussendes Dämpfungsglied angeordnet ist.
Durch den erfindungsgemäßen Triebwerkseinlauf wird die Nachbildung der geforderten Dämpfungscharakteristik
ermöglicht. Hierfür ist es nämlich notwendig, daß die Klappenbewegung bei kleinen Öffnungswinkeln,
also unmittelbar vor dem Zuschlagen, besonders stark, bei großen Öffnungswinkeln dagegen weniger
stark gedämpft wird. Für die Bewegung der Kolbenstange des Dämpfungsgliedes bedeutet dies, daß die
Därr.pfungskolbengeschwindigkeit bei kleinen Öffnungswinkeln der Klappe stärker als bei großen sein
muß. Diese geforderte Charakteristik wird durch die Übersetzung der Klappenbewegung mit Hilfe von
Lenker und Schwinge im gewünschten Maße erreicht.
Feinheiten der Übersetzung bzw. der daraus resultierenden Dämpfungscharakteristik können durch geeignete
Verlegungen der Dämpferanlenkungspunkte erzielt werden, wie dies in der Beschreibung der
Zeichnungen noch ausführlich erläutert wird.
Die erfindungsgemäße Konstruktion hat den Vorteil eines geringen Gewichtes, da durch das Viergelenkgetriebe
ein Minimum von Teilen, die zudem noch leicht ausgebildet werden können, benötigt wird — eine
relativ schwer bauende Kurvenführung des Dämpferanlenkungspunktes in einer Gleitbahn kann beispielsweise
vermieden werden. Schließlich ist gegenüber einer Kurvenführung als Vorteil zu erwähnen, daß die
erfindungsgemäß vorgesehenen Getriebeglieder kein Spiel haben und schlagartig auftretende Kräfte übertragen
können. Ein systematisches und ein konstruktives Ausführungsbeispiel der Erfindung sind in den F i g. 2 bis
4 dargestellt und werden im folgenden näher erläutert.
Fs zeigt
F i g. 1 eine nicht erfindungsgemäße Lösung zur Dämpfung einer Hilfseinlaufklappe,
F i g. 2 eine teilweise Darstellung des erfindungsgemäßen Triebwerkseinlaufs bei geschlossener Hilfseinlaufklappe
mit Systemskizze,
Fig.3 eine teilweise Darstellung des erfindungsgemäßen
Triebwerkseinlaufs bei geöffneter Hilfseinlaufklappe mit Systemskizze und
F i g. 4 eine konstruktive Ausführung der erfindungsgemäßen
Lösung.
Die in F i g. 1 dargestellte Skizze zeigt eine Möglichkeit,
wie man die Bewegung einer Hilfseinlaufklappe dämpfen kann. Hierzu ist an einem Punkt der
Hilfseinlaufklappe und der Einlaufwand ein Dämpfungszylinder angeordnet, dessen Dämpfungskolbenstange
bei Schließen der Klappe herausgezogen wird. Diese Hubbewegung des Dämpfungskolben£ in Abhängigkeit
vom Öffnungswinkel « der Klappe ist bei großen Öffnungswinkeln wesentlich größer als bei kleinen
Öffnungswinkeln, d. h. die Klappe wird unmittelbar vor '5
dem Zuschlagen kaum gedämpft Daher ist diese Dämpfungsmöglichkeit zur Lösung der erfindungsgemäßen
Aufgabe nicht brauchbar; sie soll lediglich veranschaulichen, daß für die Erfüllur.* der Forderungen,
wie sie speziell bei einem Hammerschock auftreten, erheblich mehr konstruktiver Aufwand getrieben
werden muß.
Diese Forderungen werden durch die in F i g. 2 systematisch dargestellte erfindungsgemäße Lösung
erfüllt. An der Wand 2 eines Triebwerkseinlaufes ist die Hilfseinlaufklappe 3 in einem ersten Gelenk 9 derart
schwenkbar gelagert, daß sie bei entsprechendem Unterdruck im Triebwerkseinlauf, also bei Start und
Langsamflug, nach innen aufschwingt und eine zusätzliche Lufteintrittsöffnung freigibt. Im mittleren bis mehr
stromabwärtigen Bereich der Klappe 3 ist in einem als viertes Gelenk bezeichnetem Gelenk 8 ein Lenker 4
befestigt, der seinerseits über ein als drittes Gelenk bezeichnetes Gelenk 7 mit einer Schwinge 5 und
andererseits über ein weiteres Gelenk 6 des Lenkers 4 mit der Kolbenstange eines Dämpfungszylinders 1
verbunden ist. Letzterer isi mit seinem anderen Ende ebenfalls im ersten Gelenk 9 angelenkt, so daß sich bei
einer Entfernung der Gelenke 6 und 9 Hubvergrößerung bzw. bei einer Annäherung der Gelenke 6 und 9
eine Hubverkürzung für den Dämpfungszylinder 1 ergibt. Die Schwinge 5 ist mit ihrem anderen Ende durch
ein als zweites Gelenk bezeichnetes Gelenk 10 mit der Struktur der Einlaufwand zellenfest verbunden, so daß
die starre Verbindung der beiden zellenfesten Gelenke 9 und 10 als festes Glied eines Viergelenkgetriebes zu
betrachten ist. Dagegen werden die beweglichen Glieder dieses Viergelenkgetriebes durch die Hilfseinlaufklappe
3, den Lenker 4 und die Schwinge 5 mit den beiden weiteren Gelenken 7 und 8 gebildet. Der so
Dämpfungszylinder 1 hat auf die Bahnen der Gelenke keinen Einfluß und dient lediglich zur Dämpfung der
Bewegung der Getriebeglieder, insbesondere der Klappe 3. Die Lage der Gelenke 6 und 7 auf dem Lenker
4 zueinander beeinflußt die Geschwindigkeit des Dämpfungskolbens, dessen Kolbenstange am Gelenk 6
angelenkt ist. Hierdurch kann die geforderte Dämpfungscharakteristik durch veränderte Kolbengeschwindigkeit
nachgebildet werden. Erforderlichenfalls können die Gelenke 6 und 7 auch zu einem gemeinsamen
Gelenk zusammengefaßt werden, wie dies in dem konstruktiven Ausführungsbeispiel in Fig.4 zu sehen
ist Hierbei handelt es sich jedoch, kinematisch betrachtet um dieselbe Kopplung der Gelenke 6 und 7,
die einen Sonderfall darstellt, bei dem auf wichtige Anpassungsparameter verzichtet wurde. Mit Hilfe der
Systemskizze in F i g. 2 läßt sich der Bewegungsablauf des Viergelenkgetriebes leicht verfolgen. Insbesondere
ist erkennbar, daß sich das dritte Gelenk 7 und ebenso das Gelenk 6, das in der Systemskizze nicht dargestellt
ist bei kleinen Öffnungswinkeln relativ schnell vom ersten Gelenk 9 entfernen und damit eine relativ starke
Dämpfung bewirken. In F i g. 3 ist die Hilfseinlaufklappe 3 in geöffneter Stellung bei maximalem öffnungswinkel
dargestellt Hierbei nehmen der Dämpfungszylinder 1 und der Lenker 4 eine nu. ?hwach gegenüber der
Hilfseinlaufklappe geneigte Stellung ein. Aus der Systemskizze ist erkennbar, daß das vierte Gelenk 8 sich
unmittelbar vor einer Totpunktlage befindet, in der die Hilfseinlaufklappe 3 und Lenker 4 eine Gerade bilden.
Bei solchen großen Öffnungswinkeln ist die Kolbengeschwindigkeit und damit die Dämpfungswirkung relativ
klein.
F i g. 4 zeigt eine konstruktive Ausführung der erfindungsgemäßen Klappendämpfung. Hierbei ist die
Struktur der Triebwerkseinlaufwand mit 102 bezeichnet, während die eigentliche Klappe durch das Teil 103
gebildet wird, welches im Schwenkgelenk 109 mit der Einlaufwand zellenfest verbunden ist Die Verkleidung
der Klappe 103 nach außen wird durch die im Strak liegende Abdeckklappe 113 gebildet, die im Schwenkgelenk
111 ebenfalls mit der Zelle verbunden ist und sich durch eine nicht dargestellte Zwangsführung parallel
zur Klappe 103 bewegt. Die Abdeckklappe 113 ist kein Bestandteil des Viergelenkgetriebes. Die weiteren
Glieder des Viergelenkgetriebes sind der im Gelenk 108 mit der Klappe 103 verbundene Lenker 104 und die im
Gelenk 110 mit der Zelle 102 verbundene Schwinge 105. Um die Hilfseinlaufklappe 103 möglichst flach zu bauen,
wurden in dieser konstruktiven Lösung die oben erwähnten Gelenke 6 und 7 zusammengefaßt und die
Verbindungspunkte von Kolbenstange des hydraulischen Dämpfungszylinders 101 und der Schwinge 105 in
einem gemeinsamen Gelenk 107 vereinigt. Aus konstruktiven Gründen greift das andere Ende des
Dämpfungszylinders 101 nicht im Schwenkgelenk 109 der Klappe 103, sondern im Gelenk 112 an. Hierdurch
wird jedoch die Kinematik des Viergelenkgetriebes gar nicht und die Dämpfungswirkung nur unwesentlich
verändert. Wie sich aus dieser Fig.4 ersehen läßt, ergibt sich für die Einlaufklappe 103 eine relativ geringe
Bauhöhe, so daß die Strömung im Innern des Einlaufes nur geringfügig durch die aerodynamisch günstige
Verkleidung gestört wird.
Schließlich stellen die Getriebeglieder 104 und 105 leichte und einfach zu fertigende Bauteile dar, die
lediglich auf Zug bzw. Druck beansprucht werden.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Triebwerkseinlauf mit schwenkbar an ihrem stromaufwärtigen Ende angelenkter Hilfseinlaufklappe,
deren ihrem stromaufwärtigen Ende abgewandter Bereich über einen Lenker und eine an
diesem angelenkte Schwinge mit der Zellenstruktur verbunden ist, dadurch gekennzeichnet,
daß die zelienfest in einem ersten Gelenk (9, 109) angelenkte Hilfseinlaufklappe (3, 103) und die
ebenfalls zellenfest in einem zweiten Gelenk (10, 110) angelenkte Schwinge (5, 105) über den Lenker
(4,104) und ein drittes und viertes Gelenk (7,107 und
8,108) zu einem an sich bekannten Viergelenkgetriebe verbunden sind und daß zwischen einem Gelenk
(6, 107) des Lenkers und dem ersten zellenseitigen Gelenk (9,112) der Hilfseinlaufklappe (3,103) ein die
Klappenbewegung beeinflussendes Dämpfungsglied (1,101) angeordnet ist.
2. Triebwerkseinlauf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Getriebeglieder Hilfseinlaufklappe
(3, 103) und Lenker (4, 104) sich bei maximal geöffneter Hilfseinlaufklappe (3, 103)
unmittelbar vor einer Totpunktlage befinden, bei der das erste (9, 109), dritte (7, 107) und vierte (8, 108)
Gelenk auf einer gemeinsamen Geraden liegen.
3. Triebwerkseinlauf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenke (6) bzw.
drittes Gelenk (7) am Lenker (4) für die Anlenkung des Dämpfungsgliedes (1,101) bzw. der Schwinge (5)
als gemeinsames Gelenk (107) des Lenkers (104) ausgebildet sind.
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