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Beschreibung
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Die Erfindung bezieht sich auf automatische Luftschrauben, insbesondere
auf Steuerungssysteme für Luftschrauben von Propellerturbinentriebwerken.
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Die vorliegende Erfindung knnn in Steuerungssystemen für hydromechanisch
verstellbare Buitschrauben vom Eolbentyp an einer Flugzeugantriebsanlage mit Einrichtungen
angewendet werden, die das Anwachsen des Bremsschubs der Schraube über einen zulässigen
Wert hinaus im Flug automatisch verhindern.
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Bekannt ist eine Luftschraube mit einem Regler zur Konstantregelung
der Drehzahl.
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Das Luftschraubensteuerungssystem, das. das Anwachsen des Bremsachubs
der Luftschraube über einen zulässigen Wert hinaus automatisch verhindert, enthält
eine verstellbare Luft schraube, einen Regler der konstanten Drehzahl mit einer
Einrichtung zur automatischen Segelstellung der Schraube beim Erreichen eines Bremsschuba
vorgegebener Stärke, einen Bremsschubmesser mit einer Einrichtung zur messung der
Druckhöhe der Kraftflüssigkeit beim Erreichen einer vorgegebenen Breis schubstärke,
eine Bloctiereinheit des Bremsschub-Segelstellautomaten gemäß der Stellung des Triebwerk-Betätigungshebels
und eine Pumpe mit elektrischem Antrieb.
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Das Steuerungssystem besitzt eine verstellbare Luftschraube vom Kolbentyp
iit RUckwirkungaschema.
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Das Gehäuse der Schraube ist mit der Getriebewelle des Triebwerks
starr verbunden. Am Gehäuse ist ein Zylinder befestigt, in dessen Innerem sich ein
Kolben befindet, der
einen Hohlraum der großen Steigung bildet,
welcher mittels eines hydraulischen Kanals über eine Steigungsfixatoreinheit mit
dem Regler der konstanten Drehzahl in Verbindung steht.
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Der Kolben sorgt über ein Kurbelgetriebe bei seiner hin- und hergehenden
Bewegung für die Drehung einer Hülse, die mit dem Luftschraubenblatt starr verbunden
ist.
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Die Steigungsfixatoreinheit besitzt ein Ventil, das sich innerhalb
einer Ölleitung befindet, über die sich der Kolben bewegt. Das Ventil wird durch
die Zuführung der Eraftflüssigkeit über den Kanal des SteigungsSixators gesteuert.
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Der vom Getriebe des Triebwerks angetriebene Regler der konstanten
Drehzahl enthält folgende Hauptelemente: eine Ölpumpe zur Versorgung der Luftschraube
mit der Kraftfliissig keit, die über eine Ölverteilungs-Tachometereinheit zuströmt,
einen Segelstellautoniaten und Ventile, welche die Strömung der Kraftflüssigkeit
durch die Kanäle zum die Hohlräume der großen und geringen Steigung bildenden Kolben
und durch den Kanal des Steigungsfixators steuern.
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Der Bremsschub- Segelstellautomat ist in Form eines federbelasteten
Ventils ausgeführt, das über Kanäle und äußere Rohrleitungen. mit einem Bremsschubmesser,
mit der Blockiereinheit des Segelstellautomaten sowie mit einem Schalter in Verbindung
steht, der ein Signal für die Minschaltung.der Pumpe und für die Stillsetzung des
Triebwerks durch Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr erzeugt.
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Der Bremsschubmesser stellt eine im Getriebe des Triebwerks angeordnete
Einrichtung dar, die beim Auftreten des Schraubenbremsschubs vorgegebener Stärke
über eine Ventileinrichtung
den Kraftflüssigkeitsdruck in der vom
Regler der konstanten Drehzahl führenden Rohrleitung auf Null herabsetzt.
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Die Blockiereinheit des Bremsschub-Segelstellautomaten stellt ein
federbelastetes Ventil dar, das bei der Arbeit zwei Endatellungen einnimmt.
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In allen Betriebszuständen des Triebwerks, wenn der Triebwerk-Betätigungshebel
eine Stellung vom Flug-Leerlaufgas bis zur Startleistung einnimmt, befindet sich
die einheit des Segelstellautomaten im Zustand der Betriebsbereitschaft beim Auftreten
des Bremsschubs vorgegebener Stärke.
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Bei Stellungen des Triebwerk-Betätigungshebels, die der Stellung
des Blug-Leerlaufgases und niedriger - bis zum Boden-Leerlaufgas - entsprechen,
nimmt die Blockiereinheit die andere Endstellung ein, bei der der Segelstellautomat
aus dem Bereitschaftszustand ausgeschaltet wird..
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Die Pumpe mit dem elektrischen Antrieb stellt eine unabhängige Quelle
der Zuführung der graftflüssigkeit erhöhten Drucks zur Luftschxaube aus einem Reservebehälter
dar.
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Der elektrische Antrieb wird vom elektrischen System des Flugzeuges
mit. Strom versorgt.
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Beim Auftreten des Schraubenbremsschubs vorgegebener eine Stärke
erfolgt Verschiebung der Schraubenantriebswelle zusammen mit der Schraube entgegen
der Flugrichtung In diesem Fall fällt der Kraftflüssigkeitsdruck in der Rohrleitung,
die den Bremaschubmesser mit dem Regler verbindet, auf Null ab.
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In der Einheit des Segelstellautomaten wird das federbelastete
Ventil
durch die FederkraiSt in die andere Xndstellung verschoben, bei der der Kommandodruck
der Eraftflüssigkeit ein anderes, auf dem Wege des Kanals der großen Steigung befindliches
Ventil verschiebt. Infolgedessen gelangt die Hochdruckkraftflüssigkeit von der Pumpe
des Reglers in den Hohlraum der großen Steigung, indem sie die Steigungsfixatoreinheit
passiert.
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Unter der Wirkung des im Hohlraum der großen Steigung herrschenden
hohen Drucks wird der Kolben der Schraube bewegt und dreht über das Kurbelgetriebe
die Schraubenblätter in die Segelstellung.
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Gleichzeitig mit dem beschriebenen Vorgang geschieht das Schließen
dex Kontakte des elektrischen Antrius der zusätzlichen Pumpe und eines Relais der
Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr zum Triebwerk.
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Die zusätzliche Pumpe leitet den aus dem Reservebehälter kommenden
Flüssigkeitsstrom ;in den Regler der konstanten Drehzahl, wo zwei Ströme (von der
Pumpe des Reglers und von der Zusatzpumpe) vereinigt werden und in den Kanal der
großen Steigung gelangen.
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Mit der fortschreitenden Drehung der Blätter in die Segelstellung
findet eine Verzögerung der Schraubendrehung bis zur vollen Still setzung statt.
Hierbei geht die Wirksamkeit der Pumpe des Reglers zurück, und nur die Zusatzpumpe
bringt die Schraube bis zum Anschlag der Segelstel lung.
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Die Blockiereinheit des Segelstellautomaten ist dazu bestimmt, den
Segelstellautomaten beim Umlegen des Triebwerk-Betätigungshebels von der Stellung
des Boden-Leerlaufgases
bis zur Stellung des Flug-Leerlaufgases
miteingeschlossen aus dem Bereitschaftszustand zu bringen.
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Dies ist deshalb notwendig, weil im Sinkflug des Flugzeuges und bei
dessen Landeanflug insbesondere bei niedrigen Lufttemperat;uren~ sowie in Fällen,
wenn der Betriebszustand auf das Flug-Leerlaufgas und niedriger eingestellt ist,
der Bremsschub rechnerischer Stärke auftritt, bei welchem der Segelstellautomat
ansprechen kann.
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Die Betriebsbedingungen lassen es zu, daß der Bremsschub die angegebene
Stärke bei störungsfrei arbeitenden sämtlichen Elementen des Steuerungssystems,
darunter auch des Triebwerks, erreichen kann.
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Wenn zugleich beim eingeschalteten Segelstellautomaten irgendeine
Störung im Steuerungssystem z.B. das Ausschalten des Triebwerkes eintritt, die eine
Zunahme des Schraubenbremsschubs herbeiführt, so kann der letztere auf einen und
zulässig großen Wert anwachsen und die Flugzeug führung erschweren.
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Bei dem bekannten Schraubensteuerungssystem fehlt in Verbindung mit;
der Notwendigkeit, die einheit des Segelstellautomaten in Zuständen beginnend mit
der Stellung des Flug--Leerlaufgases und niedriger zu blockieren d.h. auszuschalten,
der automatische Schutz gegen den Bremsschuh in Lande an flugzuständen.
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Falls der Triebwerk-Betätigungshebel im Sinku.ug und Landung des
Flugzeuges auf den Betriebszustand des Boden-Leerlaufgases umgestellt wird, tritt
ein Bremsschub
auf, dessen Stärke den zulässigen Wert übersteigt.
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Wenn der Pilot; in diesem Augenblick die Leistung der Triebwerke
durch Verstellung des Triebwerk-Betätigungshebels hinter die Stellung des Flug-Leerlaufgases
vergrößert, so findet die Binschaltung des Segelstellautomaten in den Bereitschaftszustand
bei einem faktisch wirkenden Bremsschub statt, der den zulässigen Wert übersteigU.
Dies führt zum Ansprechen des Segelstellautomaten und Ausschalten aller Triebwerke.
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Eine solche Situation ist beim Landeanflug des Flugzeuges unzulässig.
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Bekannt ist ein Steuerungssystem für die Luftschraube De-Havilland
am Triebwerk Rolls-Royce "Tyne" (siehe z.B.
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die US-PS Nr. 2992687). Das System besitzt einen Schutz gegen das
Anwachsen des Schraubenbremsschubs, aus geführt in Form von mechanischen Anschlägen
in der Schraubennabe, der Segelstellung der Schraube, der Vergrößerung der Schraubensteigung
gemäß dem Abfall des Triebwerkdrehmomentes, ein Blätter System zum Fixieren des
Steigungswinkels der V für verschiedene Stellungen des Steuerhebels des Triebwerks
(Beta--Steuerung). Vorgesehen ist auch eine automatische Sicherung der Schraube
bei einer Erhöhung der Schraubendrehzahl, auf den vorgegebenen Wert.
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Das Steuerungesystem für die Luftschraube besitzt ein gut bewährtes
System des Schutzes gegen eine plötzliche Beschädigung der Schraube und des Triebwerks
sowie der Betätigungseinrichtung, jedoch fehlt in ihm die Fixierung der Schraube
in allen Flugzuständen beim Auftreten des Bremaschubs
vorgegebener
Stärke.
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Im Steuerungssystem fehlt auch der Bremsschubmesser, was es nicht
erlaubt, die Sch@aubensteigung bei einem vorgegebenen Bremsschubwert zu vergrößern.
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Eine Vergrößerung der Schraubensteigung tritt nur infolge eines Drehmomentabfalls
ein.
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-an-In den Lande@flugzuständen wirkt die Beta-Steuerung, die eine
starre Rückführung zwischen der Stellung der Schraubenblätter und dem Regler der
konstanten Drehzahl voraussetzt.
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Bekannt ist ein Steuerungssystem für Luftschrauben UdSSE-Urheberschein
Nr. 2928, Kl. 3 64 c 11/40/.
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Das Luftschraubensteuerungssystem enthält eine Luftschraube vom Kolbentyp
mit einem Kurbelgetriebe zur Schraubenverstellung. Mit dem Gehäuse der Schraube
ist ein Zylinder starr verbunden, der einen Hohlraum der großen Steigung und einen
Hohlraum der kleinen Steigung bildet, welche Hohlräume mit dem Regler der konstanten
Drehzahl hydraulisch in Verbindung stehen.
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Der Kolben bewegt sich durch eine ölleitung und besitzt eine starre
Verbindung mit der Schraubenverstellvorrichtung.
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Innerhalb der Ölleitung befindet sich eine Vorii¢htung zur Verriegelung
der Schraubenblätter bei Verminderung der Schraubensteigung, die aus einem Ventil,
einem Plunger und einer Feder besteht.
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Zum Plunger der Verriegelungsvorrichtung verläuft vom Ziegler der
konstanten Drehzahl aus ein Steigungsfixator kanal.
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Der Regler der konstanten Drehzahl enthält Wege-und Vorsteuerventile,
welche über hydraulische Kanäle untereinander in Verbindung stehen.
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Ein Differentialventil ist; mit eine@ Leitung für Flüssigkeitshochdruck
im Regler hydraulisch verbunden und steht mittels einer Rohrleitung mit einem jn
der Kraftstoffanlage angebrachten Blockierventil in Verbindung.
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Das Blockierventil besitzt eine feste Tangentialkopplung über einen
Nocken mit dem Triebwerk-Betätigungshebel.
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In dem Differentialventil sind zwei sich schneidenda Bohrungen ausgeführt,
von denen die eine über eine Rohrleitung mit dem Blockierventil in Verbindung steht
und die zweite über eine Dilse mit der Hochdruckleitung im Regler verbunden ist.
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Im Regler ist ein Vorsteuerventil zur Schraubensegel stellung angeordnet,
das über einen Kanal mit einer Tachometereinheit in der Kraftstoffanlage hydraulisch
verbunden ist. In diesem Kanal wird ein dem Quadrat der Triebwerkdrehzahl ploportionaler
Flüssigkeitsdruck aufrechterhalten. Außerdem besitzt das Ventil der Schraubensegelstellung
eine hydraulische Verbindung mit einem am Regler angeordneten Schalter des elektrischen
Antriebs der zusätzlichen ölpumpe.
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Im Regler ist ein weiteres Ventil zur Vergrößerung der Schraubensteigung
angeordnet, das über eine Rohrleitung mit dem Bremaschubmesser der Schraube hydraulisch
verbunden ist.
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An ein im Regler angeordnetes Schraubenfixierungsventil ist eine
Rohrleitung heangeführt, durch die eine Flüssigkühlt
unter Druck
strömt, die von einem am Triebwerk angebrachten Drehmomentmesser kommt.
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Beim Starten des Motors befindet sich das Differentialventil in der
Ausgangsstellung unter der Federkraft. In diesem Fall sind alle Schutzmittel: Steigungsfixierung,
Steigungsvergrößerung und Schraubensegelstellung, ausgeschaltet oder blockiert.
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Nach dem Starten des Triebwerks wird dessen Leistung durch Umstellen
des Triebwerk-Betätigungshebels vergrößert.
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Dieser Hebel führt mechanisch das Blockierventil in die andere Endstellung
über, bei der der Druck auf dem Rohrleitungsabschnitt zwischen dem Differentialventil
und dem Blockierventil steigt.
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Dies führt zur Verschiebung des Differentialventils in die andere
Endstellung, bei der es von dem Blockierventil hydraulisch getrennt wird und in
dieser Lage unter der Wirkung des Flüssigkeitshochdrucks im Regler unabhängig von
der Stellung des Triebwerk-Betätigungshebel und des-Blockierventile verbleibt.
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Beim Drehmoment abfall erfolgt ein Abfall des Flüssigkeitsdrucks
auf dem Rohrleitungsabschnitt zwischen dem Drehmomentmesser des Triebwerks und dem
Schraubenfixierungsventil, das in die andere Endstellung verschoben wird und die
Fixierung der Schraube bewirkt.
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Wenn bei der fixierten Schraube der Bremsschub auf eine vorgegebene
Stärke ansteigt, so geschieht ein Abfall des Flüssigkeitsdrucks in der Rohrleitung,
die sich zwischen dem
Ventil fdr die Vergrößerung der Schraubensteigung
und dem Bremsechubmesser befindet. Die Schraubensteigung wird sich vergrößern.
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Falls ein Abfall der Triebwerkdrehzahl suf einen vorgegebenen Wert
nmin erfolgt, fällt der Flüssigkeitsdruck in der Rohrleitung, welche sich zwischen
der Tachometereinheit und dem Ventil der Schraubensegel@stellung befindet.
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Im Kanal zwischen dem Ventil der Schraubensegelstellung und dem Endschalter
steigt der Flüssigkeitsdruck an, was zum Schließen von Kontakten des elektrischen
Antriebs und Einschalten der zusätzlichen Ölpumpe führt.
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Die Schraube wird in die Segelstellung gebracht.
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Im bekannten Schraubensteuerungssystem finden bei Vergrößerung der
Schraubensteigung auf ein vom Bremsschubmesser kommendes Signal kurzzeitige große
Flüssigkeitsdurchsätze statt, was einen kurzzeitigen Abfall des Flüssigkeitsdrucks
im Regler hervorruft. Das Differentialventil kehrt dabei unter der Federwirkung
in die Ausgangsstellung zurück, und dadurch werden alle Schutz systeme außer Betrieb
gesetzt. Die Schraube wird entriegelt, und der Bremsschub nimmt um das 3-4fache
gegenüber der vorgegebenen Stärke zu.
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Das Starten des Triebwerks im Flug im Falle, wenn das Triebwerk in
den Betriebszuständen höher als das Flug-Leer laufgas stillgesetzt wurde, kommt
beim ersten Versuch nicht zustande.
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Beim Ausfall der zusätzlichen Pumpe oder ihrer elektrischen Installation
kann die Schraube in die Segelstellung beim Drehzahlabfall auf min unmöglich automatisch
gebracht werden.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Steuerungssystem
für die Luftschraube eines Propellerturbinentriebwerks zu schaifen, bei dem die
schaltungsteöhni sche Ausführung des Reglers der konstanten Drehzahl es gestatten
würde, die Flugsicherheit eines Flugzeugs mit Luftschraubenantrieb dadurch zu erhöhen,
daß bei allen Flug zur ständen der Schutz des Flugzeuges gegen das Anwachsen des
Schraubenbremsschubs über eine vorgegebene Stärke hinaus beim AuStreten von Störungen
im Steuerungssystem der Schraube, die von der Verminderung der Schraubensteigung
begleitet werden, gewährleistet ist.
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Die gestellte Aufgabe wird daduich gelöst, daß im Steuerungssystem
für die 6uftschraube eines Propellerturbinentriebwerks, enthaltend eine Luftschraube,
die eine Verstellvorrichtung zur Veränderung ihrer Steigung und eine Vorrichtung
zur Verriegelung der Blätter bei Verminderung der Schraubenateigung besitzt, ein
Triebwerk, das mechanisch und über hydraulische Kanäle mit der Luftschraube verbunden
ist, einen Regler der konstanten Schraubendrehzahl mit Wegeventilen, von denen das
erste mit einem entsprechenden hydraulischen Kanal, der das Triebwerk mit der Luftschraube
verbindet, in Verbindung steht und zum Verbinden der Leitung für Flüssigkeitshochdruck
im Regler der konstanten Schraubendrehzahl mit der Luftachraube bei Vergrößerung
ihrer Steigung bestimmt ist, das zweite Wegeventil mit einem entsprechenden hydraulischen
Kanal, der das Triebwerk mit der tuftschraube verbindet, in Verbindung steht und
sum Verbinden der Luftschraube mit dem Abfluß in das Triebwerksgehäuse
bei
der Verriegelung der Luftschraubenblätter bestimmt ist, das dritte Wegevenuil mit
einem entsprechenden hydraulischen Kanal, der das Triebwerk mit der Buftsehraube
verbindet, in Verbindung steht und zum Verbinden der Leitung für FlUssigkeitshochdruck
im Regler der konstanten Schraubendrehzahl mit der Luftschranbe bei Verminderung
ihrer Steigung bestimmt ist, wobei außerdem der Regler der konstanten Schraubendrehzahl
mit einer ölpumpe, die die Einstellung der Luftschraubenblätter in die Segelstellung
gewährleistet, sowie mit am Triebwerk angeordneten einem Messer des '?riebwerkdrehmoment
es und einem Messer des Triebwerksbremsschubs in Verbindung steht, erfindungsgemäß
der Regler der konstanten Drehzahl der Schraube mit Vorsteuerventilen versehen ist,
von denen das erste über hydraulische Kanäle mit dem ersten von. den Wegeventilen
und mit dem Bremsschubmesser des Triebwerks verbunden ist, das zweite Vorsteuerventil
über hydraulische Kanäle mit dem zweiten Wegeventil und mit dem Drehmomentmesser
des Triebwerks verbunden ist, das dritte Vorsteuerventil mit dem ersten Vorsteuerventil
und mit dem Messer des Bremsschubs hydraulisch verbunden ist.
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Um beim Starten des Triebwerks die Blockierung des Vorsteuerventils,
das mit dem zweiten Wegeventil und dem Drehmomentmesser des Triebwerks verbunden
ist, sicherzustellen, ist es zweckmäßig, daß der Regler der konstanten Schraubendrehzahl
mit einem Vorsteuerventil versehen ist, das über hydraulische Kanäle mit einer Leitung
für Flüssigkeitsdruck im Regler der konstanten Schraubendrehzahl, mit dem zweiten
der erwähnten Vorsteuerventile und mit dem dritten Wegeventil verbunden ist.
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Zweckmäßigerweise ist der Regler der konstanten Schraubendrehzahl
mit einem Vorsteuerventil versehen, das über hydraulische Kanäle mit der Leitung
für Flüssigkeitshochdruck im Regler der konstanten Schraubendrehzahl, mit allen
erwähnten Vorsteuerventilen, mit dem Drehmomentmesser des Triebwerks und mit dem
dritten Wegeventil verbunden ist Die vorgeschlagene Erfindung bietet die Möglichkeit,
die Betriebskosten für die Bedienung des Flugzeuges herabzusetzen und den Kraftstoffverbrauch
dadurch zu senken, daß das Xriebwerk des Flugzeuges beim Landeanflug im Betriebszustand
des Boden-Leerlaufgases statt des Flug-Leerlaufgases arbeitet.
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Im folgenden wird die vorliegende Erfindung durch ein konkretes Ausführungsbeispiel
derselben und beigefügte Zeichnungen erläutert; in den Zeichnungen zeigt: Fig. 1
Aufbau der Luftschraube mit deren Anschluß an das Getriebe des Triebwerks, gemäß
der Erfindung; Fig. 2 Schema des Steuerungasystems für die Luftschraube eines Propellerturbinentriebwerks,
gemäß der Erfindung.
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Das Steuerungssystem für die Luftschraube eines Propellerturbinentriebwerks
enthält eine Luftschraube 1 (Fig. 1), die mit der Welle des Getriebes 2 eines Triebwerks
3 starr verbunden ist.
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Die Luftschraube 1 besitzt eine Gehäuse 4, in demHU1sen 5 mit je
einem Blatt 6 drehbar befestigt sind. An der Hülse 5 ist ein Bolzen 7 der Verstellvorrichtung
zur Veränderung der Steigung dez Luftschraube 1 exzentrisch angebracht, mit welchem
ein Kolben 8 mit Hilfe einer Pleuelstange 9 zur Umwandlung der hin- und hergehenden
Bewegung des Kolbens 8 in n die drehende Bewegung der Hülse 5 und des Blattes 6
verbuden ist.
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Am Gehäuse 4 ist ein Zylinder 10 starr befestigt, in dessen Innerem
der Kolben 8 und die Ölleitung 11 einen Hohlraum 12 der großen Steigung und einen
Hohlraum 13 der kleinen Steigung bilden.
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Innerhalb der ölleitung 11 verlaufen Kanäle 14, 1-5, 16 zur Zirkulation
der Kraftflüssigkeit zwischen einem Regler 17 der konstanten Drehzahl und der Schraube
1.
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Der Kanal 14 der großen Steigung setzt den Hohlraum 12 und der Kanal
15 der kleinen Steigung den Hohlraum 13 mit dem Regler 17 der konstanten Drehzahl
in Verbindung.
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Der Kanal 14 mündet in den Hohlraum 12 durch eine Verriegelungsvorrichtung,
die aus einem Ventil 18, einem Plunger 19 und einer Feder 20 besteht.
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An den Plunger 19 ist ein Steigungsfixatorkanal 16 herangeführt,
der sich in der Ölleitung 11 befindet.
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Der Regler 17 (Fig. 2) der konstanten Drehzahl gemäß der Erfindung
enthält ein Wegeventil 21, das mit Hilfe einer Eindrehung 22 der großen Steigung
mit dem Hohlraum 12 der Schraube 1 hydraulisch verbunden ist. Das Ventil 21 ist
mit Hilfe eines Kanals 23 mit einem Vorsteuerventil 24 verbunden und steht mit Hilfe
eines Kanals 25 mit einer Tachometereinheit 26 in Verbindung. Das Ventil 21 ist
auch mit einer Hochdruckleitung 27 verbunden, die über eine Rohrleitung 28 mit einer
ölpumpe 29 in Verbindung steht. Im unteren Hohlraum 30 des Ventils 21, welcher mit
einer Niederdruckleitung 31 in Verbindung gesetzt ist, befindet sich eine Feder
32.
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An die Niederdruckleitung 31 ist der untere Hohlraum 33 eines Wegeventils
34 angeschlosen, das mit Hilfe eines Kanalu 35 mit einem Vorsteuerventil 36 in Verbindung
steht. Das
Wegeventil 34 steht über den Kanal 16 mit der Luftschraube
1 und über einen Kanal 37 mit einem Signalgeber 38 in Verbindung, dessen Feder 39
Kontakte 40 und 41 schließt, von denen der eine 40 mit einer (in Fig. nicht abgebildeten)
Speisungsquelle, der andere 41 aber mit einer Signallampe 42 verbunden ist. Mit
Hilfe der Eindrehung 43 des Wegeventils 34 steht der Steigungsfixatorkanai 16 über
einen Kanal 44 mit der Hochdruckleitung 27 in Verbindung, und im Falle der Verschiebung
des Ventils 34 in die untere Stellung wird der Kanal 16 mit dem Abfluß 45 in das
Gehäuse des Triebwerks 3 (Fig. 1) in Verbindung gesetzt. Im unteren Hohlraum 33
(Fig. 2) ist eine Feder 46 angeordnet.
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An die Niederdruckleitung 31 ist der untere Hohlraum 47 eines Wegeventils
48 und ein Kanal 49 angeschlossen, der mit Hilfe einer Eindrehung 50 des Ventils
48 über einen Kanal .51 mit dem Kanal 15 der kleinen Steigung in Verbindung gesetzt
ist. Außerdem ist der Kanal 51 mit Hilfe eines. Kanals 52 über einen Kanal 53 mit
dem unteren Hohlraum 54 eines Vorsteuer--Differentialventils 55 verbunden und hat
auch mit Hilfe eines Kanals 56 mit einer Eindrehung 57 eines Vorsteuerventils 58
Verbindung Bei der unteren Stellung des Ventils 48 verbindet die Eindrehung 50 den
Kanal 51 über den Kanal 44 mit der Hociidruckleitung 27. Im unteren Hohlraum 47
des Ventils 48 befindet sich eine Feder 59. Außerdem ist das Ventil 48 über einen
Kanal 60 mit einem elektromagnetischen Ventil 61 verbunden, welches über einen Kanal
62 mit der Hochdruckleitung 27 in Verbindung steht. Der Kanal 62 verbindet die Hochdruckleitung
27
mit einer unteren Nut 63 des Vorsteuer-Differentialveit ils 55 und über einen Kanal
64 mit einer Eindrehung 65 des Vorsteuerventils 58.
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Die Eindrehung 66 des Ventils 55 verbindet einen Kanal 67 mit einem
Hohlraum 68 des Vorsteuerventils 58, in dem eine Feder 69 untergebracht ist, und
setzt einen Kanal 70 über einen Kanal 71 mit der Eindrehung 72 des Vorsteuerventils
24 in Verbindung. Außerdem ist der Kanal 70 über einen Kanal 73 mit einer Eindrehung
74 eines Vorsteuerventils 75 verbunden.
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Die Kanäle 67, 70,71 und 73 sind mit Hilfe der Eindrehung 66 mit
einem Abfluß 76 in das Gehäuse des Triebwerks 3. (Fig. 1) verbunden. Die Eindrehung
66 (Fig. 2) steht auch mittels eines Kanals 77 mit einem Hohlraum 78 in Verbindung.
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Im unteren Hohlraum 54 des Ventils 55 ist eine Feder 79 untergebracht.
Der obere Hohlraum 80 des Ventils 55 ist mit Hilfe eines Kanals 81 mit einem Drehmomentmesser
82 des Triebwerks 3 (Fig. 1) verbunden und steht über einen Kanal 83 (Fig. 2) mit
dem unteren Hohlraum 84 des Vorsteuerventils 36 in Verbindung. Eine Eindrehung 85
des Ventils 36 verbindet einen Kanal 86 mit dem Kanal 35. Falls das Ventil 36 in
die obere Stellung verschoben wird, setzt die Eindrehung 85 den Kanal 86 mit seinem
oberen Hohlraum 85 in Yerbindung, der mit einem Abfluß 88 in das Gehäuse des Triebwerks
9 (Fig. 1) verbunden ist, während der Kanal 35 über eine Eindrehung 89 mit dem oberen
Hohlraum 87, in welchem sich eine Feder 90 befindet, in Verbindung gebracht wird.
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Der untere Hohlraum 91 des Vorsteuervenvils 24 steht
mit
einer Eindrehung 92 des Vorsteuerventils 75 in Verbindung, welche über einen Kanal
93 mit einem Bremsschubmesser 94 der Schraube 1 und mit einem Signalgeber 95 verbunden
ist.
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Die Feder 96 des Signalisators schließt die Kontakte 97 und 98, von
denen einer 97 an eine (in Fig. nicht abgebildete) Speisungsquelle und der andere
98 an eine Signallam pe 99 angeschlossen ist.
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Der obere Hohlraum 100 des Vorsteuerventils 24, in dem eine Feder
101 untergebracht ist, steht mit einem Abfluß 102 in das Gehäuse des Triebwerks
3 (Pig. 1) in Verbindung.
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Der untere Hohlraum 103 (Fig. 2) des Vorsteuerventils 75 ist über
einen Kanal 104 mit der Tachometereinheit 26 verbunden. Die Eindrehung 74 des Ventils
75 setzt den Kanal 73 mit dem Kanal 105 des Endschalters 106 der Pumpe 29 in Verbindung.
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Die untere Eindrehung 107 des Ventils 75 ist mit einem oberen Hohlraum
108 verbunden, in dem eine Feder 109 unter gebracht ist und der mit einem Abfluß
110 in das Gehäuse des Triebwerks 3 (Fig. 1) in Verbindung steht.
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Das Steuerungssystem für die Luftschraube eines Propellerturbinentriebwerks
arbeitet folgenderweise.
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Die Arbeit des Triebwerks 3 (Fig. 1). beginnt mit dessen Starten,
das sowohl im Flug als auch auf dem Boden vorgenommen werden kann.
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Vor dem Starten des Triebwerks 3 im Flug befindet sich die Schiaube
1 in der Segelstellung, aus welcher sie gebracht werden 8011, d.h. während des Startens
des Triebwerks 3 soll die Steigung der Schraube 1 ungehindert abnehmen. Diesem
Vorgang
soll das Vorsteuerventil 75 (Fig. 2) nicht hinderlich sein, welches die Schraube
1 bei niedriger Drehzahl des Triebwerks 3 (Fig. 1) während des Startens in die Segelstellung
zurückbringt.
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Der Verminderung der Steigung der Schraube 1 soll auch das Vorsteuerventil
36 (Fig. 2) nicht hinderlich sein, das die Schraube 1 bei geringen Druckwerten der
Flüssigkeit im Kanal 83, die von dem Drehmomentmesser 82 des Triebwerks 3 (Fig.
1) zuströmt, fixiert.
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Beim Starten des Triebwerks 3 im Flug werden, um die Schraube 1 aus
der Segelstellung zu bringen, die Ölpumpe 29 (Fig. 2) und das elektromagnetische
Ventil 61 eingeschaltet.
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Die Steigung der Schraube 1 beginnt abzunehmen und die Schraube 1
wird durch den Flugwind hochgedreht.
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Die Ölpumpe 29 und je nach der l;)rehzahlateigerung auch die Pumpe
des Reglers 17 fördern die Hochdruckflüssigkeit in di. Rohrleitung 28, die Leitung
27 sowie die Kanäle 62 und 64, die dann in den Kanal 60 gelangt, das Ventil 48 nach
sowie von der Hochdruckleitung 27 her über unten verschiebt die Eindrehung 50 in
die Kanäle Vorsrteuer-51,52,15,56 einströmt. In diesem Falle geht das Ventil 58
nach oben. Die Eindrehung 57 wird mit dem Kanal G4 in Verbindung gesetzt, wodurch
das Ventil 58 in der oberen Stellung unabhängig von dem Vorhandensein des Drucks
im Kanal 56 verbleiben wird. Die Eindrehung 65 verbindet den Kanal 86 mit dem Abfluß
76 über den Hohlraum 68, den Kanal 67 und die Eindrehung 66.
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Seinerseits verbindet der Kanal 86 über die Eindrehung 85 den Kanal
35 mit dem Abfluß, wodurch das Ventil 34 die
Ausgangsstellung beibehält,
bei der im Steigungsfixatorkarial 16 ein hoher Druck aufrechterhalten wird und die
Fixierung der Schraube 1 fehlt, d.h; das Ventil 18 (Fig. 1) ist nach links verschoben
und gewährleistet den Austritt der Kraftflüssigkeit aus dem Hohlraum 12 in den Kanal
14 bei Verminderung der Steigung der Schraube 1.
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Diese Lage wird während der ganzen Start zeit aufrechterhalten. Beim
Brreichen einer Drehzahl der Schraube 1, die etwa 20% vom Nennwert beträgt, werden
zwangsläufig die 01-pumpe 29 (Fig. 2) und das elektromagnetische Ventil 61 aus-Vorsteuergeschaltet,
aber das Ventil 58 bleibt weiter in der oberen Stellung.
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Das Fehlen des Drucks der Kraftflüssigkeit im Kanal 83 Vorsteuer-Differentlalventils
gewährleistet die Einstellung des - 55 in die obere Lage, bei welcher die Kanäle
70, 23, 105, 71, 73 mit dem Abfluß in Verbindung stehen. Die Kontakte des Schalters.
106 sind geöffnet, und das Ventil 21 verbleibt in der oberen Stellung, die die Ausgangsstellung
ist. Im Zusammenhang damit wird sich die Steigung der Schraube .1 nicht vergrößern.
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Nach dem Starten des Triebwerks 3 (Fig. 1) und erreichen des Gleichgewichtszustandes,
bei dem der Betätigungshebel des Triebwerks 3 in die Stellung des Flug-Leerlaufgases
gesetzt ist, findet die Inbetriebsetzung aller Schutzeinrichtungen statt.
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Mit größer werdender Leistung des Triebwerks 3 nimmt der Flüssigkeit
sdruck in den Hohlräumen 80 (Fig. 2), 84 und in den Kanälen 81 und 83 des Drehmomentmessers
82 des Triebwerks 3 (Fig. 1) zu.
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Das Vorsteuer-Differentialventil 55 (Fig. 2) verschiebt sich nach
unten und verbindet mit Hilfe der Eindrehung 66 die Kanäle 67 und 70 mit dem Kanal
62, mit der Nut 63 und dem Hohlraum 68.
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Unter der Wirkung der Hochdruckflüssigkeit im Hohlraum Vorsteuer-68
verschiebt sich das Ventil 58 nach unten und verbindet mit Hilfe der Eindrehung
65 die Kanäle 64 und 86.
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Falls nunmehr die Größe des Drehmomentes an der Welle des Triebwerks
3 (Fig. 1) unter den vorgegebenen Wert; fällt, sinkt der Druck im Kanal 83 (Fig.
2) und im Hohlraum 84 ab, und das Ventil 36 geht aus der oberen Endstellung abwärts
und verbindet den Kanal 35 mit dem Kanal 86, wo die Flüssigkeit einen hohen Druck
besitzt. Danach verschiebt sich das Ventil 34 nach unten und verbindet mit Hilfe
der Eindrehung 47 den Kanal 16 mit dem Abfluß 45.
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Infolgedessen werden der Plunger 19 (Fig. 1) und das Ventil 18 der
Vorrichtung zur Verriegelung der Schaufeln 6 durch die Feder 20 nach rechts abgedrückt
sein. Das Ventil 18 wird dicht an den Sitz angedrückt und schließt somit den Austritt
der Flüssigkeit aus dem Hohlraum 12 in den Kanal 14 der großen Steigung aus. Der
Kolben 8 wird sich nicht nach links bewegen können, und folglich werden sich die
Schaufeln 6 nach der Seite der kleinen Steigung hin nicht drehen. Die Schraube 1
ist somit fixiert.
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Bei Vergrößerung des Drehmomentes des Triebwerks 3 und folglich bei
der Zunahme des Flüssigkeitsdrucks im Kanal Vorsteuer-83 (Fig. 2) und im Hohlraum
84 geht das ventil 36 aufwärts und verbindet mit seiner unteren Eindrehung 89 den
Kanal 35 mit
dem Abfluß 88 über den Hohlraum 87. Zugleich kehrt
das Ventil 34 in die obere Stellung zurück, die die Ausgangsstellung ist, wobei
der Kanal 16 mit dem Kanal 44 verbunden und die Schraube 1 entriegelt wird.
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Bei der Zunahme des Bremsschubs der fixierten Schraube 1 auf einen
vorgegebenen Wert erfolgt eine Verlagerung der Welle der Schraube 1 im Getriebe
2 (Fig. 1) um einen geringen Betrag, beispielsweise um 2 mm, was einen Druckabfall
der Flüssigkeit im Kanal 93 (Fig. 2) und im Hohlraum 91 hervorruft. Das Vorsteuer-
Ventil 24 geht abwärts, und die Hochdruckflüssigkeit gelangt durch die Sindrehung
72 in den Kanal 23,. was zur Verschiebung des Ventils 21 nach unten führt. Der Kanal
14 wird vom Kanal 25 getrennt und über die Eindrehung. 22 mit der Hochdruckleitung
27 verbunden. Die Flüssig&eit strömt durch den Kanal 14 in den Hohlraum 12.
(Fig.. 1) und bewirkt eine. Vergrößerung der Steigung der Schraube 1.
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Sobald der Bremsschub der Schraube 1 infolge der Vergrößerung ihrer
Steigung abzunehmen beginnt, verlagert sich die Welle der Schraube 1 erneut nach
vorn, während der Bremaschubmeaser 94 (Fig. 2) der Schraube 1 in die Ausgangsstellung
zurückkehrt, bei welcher der Druck im Kanal 93 und Vorsteuerim Hohlraum 91 wiederhergestellt
wird, und das Ventil 24 geht aufwärts. Die untere Eindrehung des Vorsteuer- Ventils
24 verbindet den Kanal 23 mit dem Abfluß 102 über den Hohlraum 100, und das Ventil
21 kehrt in die Ausgangsstellung zurück, wobei die Vergrößerung der Steigung der
Schraube 1 aufhört.
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Der Prozeß wird sich so lange wiederholen, wie die Ursache
für
das Anwachsen des Bremsschubs des Triebwerks 1 erhalten bleibt, aber die Stärke
dieses Schubs bleibt dem Wert nahe, bei welchem die Vergrößerung der Steigung der
Schraube 1 einsetzt.
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Der Signalgeber 95 und die Signallampe 99 zeigen den laufenden Prozeß
der Vergrößerung der Steigung der Schraube 1 an.
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In dem Kanal 104 und dem Hohlraum 103 wird beim normal arbeitenden
Triebwerk 3 (Fig. 1) ein Druck der Kraftflüssigkeit aufrechterhalten, der dem Quadrat
der Drehzahl T 2 des Triebwerks 3 proportional ist. Somit stellt sich bei einem
vorgegebenen Drehzahlwert 5 min im Kanal 104 (Fig. 2) und im Hohlraum 103 eine bestimmte
Höhe des Flüssigkeitsdrucks ein, Vorsteuerbei der dasVentil 75 durch die Kraft der
Feder 109 in die untere Stellung verschoben wird. Die Flüssigkeit gelangt unter
hohem Druck aus dem Kanal 73 über die Eindrehung 74 in den Kanal 105. Hierbei schließen
sich im Schalter 106 die Kontakte, und die ölpumpe 29 tritt in Aktion. Außerdem
sinkt mit Hilfe der Eindrehung 92 der Druck in den Kanälen 93 und im HOhlraum 91
ab. Das Vorsteuer- Ventil 24 geht durch die Kraft der Feder 101 abwärts und verbindet
über die Eindrehung 72 den Kanal 23 mit dem Kanal 70, in welchem sich die Flüssigkeit
unter hohem Druck befindet. Unter der Wirkung der durch den Flüssigkeitsdruck im
Kanal 23 erzeugten Kraft verschiebt sich das Ventil 21 nach unten, wobei die Steigung
der Schraube 1 zunimmt und die Schraube 1 in diesem Fall in die Segelstellung gebracht
wird.
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Die Fixierung der Schraube 1 geht auf folgende Weise vor sich.
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Beim Starten des Triebwerks 3 (Fig. 1) fehlt der Flüssigkeitsdruck
im Kanal 83 (Fig. 2) des Drehmomentmessers 82.
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Beim Erreichen einer Drehzahl des Triebwerks 3 (Fig. 1), die etwa
20% vom Nennwert beträgt, steigt.der Flüssigkeits-Hochdruckdruck in der Leitung
27 und den kanälen 62, 64, 86 und 35 (Fig. 2). Das Ventil 34 verschiebt sich in
die untere Stellung, bei der die Kanäle 16 und 37 mit dem Abfluß 45 in Verbindung
gebracht werden.
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Im Signalseber 38 schließen sich durch die Kraft der Feder 39 die
Kontakte 39 und 40, und die Signallampe 42 leuchtet auf.
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Bei größer werdender Leistung des Triebwerks 3 (Fig. 1) und Erreichen
der Nenndrehzahl steigt der Druck im Kanal 83 (Fig. 2) und in den Hohlräumen 80
und 84 an. Das Ventil 36 verschiebt sich nach oben, und der Kanal 35 wird über die
untere Eindrehung 89 mit dem Abfluß in den Hohlraum 87 in Verbindung gesetzt.
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Das Ventil 34 kehrt in die Ausgangsstellung zurück, bei der die Kanäle
16 und 37 über die Eindrehung 43 mit dem Kanal 44 verbunden werden, in dem sich
die Flüssigkeit unter hohem Druck befindet. Hierbei öffnen sich die Kontakte 40
und 41 des Sie;nalgebers 38 und die Lampe 42 erlischt, was von dem betriebsrichtigen
Zustand des Fixierungssystems zeugt.
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Die Vergrößerung der Steigung der Schraube 1 geschieht folgenderweise.
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Beim Starten des Triebwerks 3 (Fig. 1) auf dem Boden
ist
der Flüssigkeitsdruck im Kanal 93 (Fig. 2) des Bremsschubmessers 94 der Schraube
1, im Kanal 83 des Drehmomentmessers 82 des Triebwerks 3 (Fig. 1) sowie in den Kanälen
104 (Fig. 2), 105 und im Hohlraum 103 gleichNull. Die Kontakte 97 und 98 des Signalgebers
95 sind geschlossen und die Lampe 99 leuchtet auf.
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Bei Erhöhung der Drehzahl des Triebwerks 3 (Fig. 1) steigt der Flüssigkeitsdruck
im Kanal 104 (Fig. 2) proportional der. Quadrat der Drehzahl R 2 auf einen Wert
an, bei dem sich das Ventil 75 nach oben verschiebt. Im Drehmom@ntsignalkanal 83
steigt der Druck und bewegt das Vorsteuer-Differentialventil 55 nach unten.
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Der Flüssigkeitsdruck steigt auch im Kanal 93 dank seiner Verbindung
mit dem Kanal 70 mit Hilfe der Eindrehung 74 und über die Eindrehungen 66 und 63
mit dem Kanal 62, wo ein hoher Flüssigkeitsdruck herrscht.
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Die Kontakte 98 und 97 des bignalgebers 95 öffnen sich, und die Lampe
99 erlischt. Die zeugt von dem betriebsrichtigen Zustand des Systems der Vergrößerung
der Steigung der Schraube 1.
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Die Segelstellung. der Schraube 1 gemäß dem Drehzahlabfall des Triebwerks
3 (Fig.1) auf #min geschieht auf die folgende Weise. Die Prüfung wird beim Auslauf
des Triebwerks 3 nach dessen Ausschaltung vorgenommen. Wenn die Drehzahl Vorsteuerbeispielsweise
auf 74 vom Nennwert abfällt, geht dasVVentil 75 (Fig. 2) abwärts, und aus dem Kanal
70 gelangt uber die Eindrehung 74 die Flüssigkeit unter hohem Druck in den Kanal
105. Die Kontakte des Schalters106 schließen sich und schalten die. ölpumpe 29 ein.
Nach dem Aufleuchten der Signallampe (in Fig. nicht abgebildet) urteilt man über
die Einschaltung der Pumpe 29.
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Bei dieser Prüfung vergrößert sich die Steigung der Schraube 1, und
deshalb leuchtet die Lampe 99 auf.
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Das Steuerungssystem für die Luftschraube 1 des Propellerturbinentriebwerks-3
(Fig. 1) besitzt bei allen Flugzuständen einen automatischen Schutz des Flugzeuges
gegen ein Anwachsen des Bremsschubs der Schraube 1 über eine zulässige Stärke hinaus
und gegen eine große Drehzahlsenkung des Triebwerks 3 auf einen vorgegebenen Wert
# min durch: - FIxierung der Steigung der Schraube 1, - Vergrößerung der Steigung
der Schraube 1, - Segelstellung der Schraube 1 bei z min' Die Fixierung der Schraube
1, die durch den Drehmomentabfall des Triebwerks verursacht ist, erfolgt beim Anwachsen
des Bremsschubs der Schraube 1 auf eine vorgegebene Stärke sogar beim Fehlen der
Steigungsvergrößerung und der Segelstellung der Schraube 1 bei C min. Die Segelstellung
der Schraube 1 gemäß der Drehzahl gleich #min wird mit Hilfe der ölpumpe 29 (Fig.
2) und mit Verwendung der Pumpe des Reglers 17 (Fig. 1) der konstanten Drehzahl
durchgeführt.
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Die Flugsicherheit beim Landeanflug und beim Landen wird erhöht.
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Die Flugzeugführung während des Abfangens und Ausschwebens bis hin
zum Landen wird vereinfacht.
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bs fehl@ die unzulässige Erhöhung der vertikalen Sinkgeschwindigkeit
des Flugzeuges bei einer Stellung des Xriebwerk-Betätigungshebels unter die zulässigen
Werte des Flug--Leerlaufgases, was es gestattet, die zugelassenen Steuerungsfehler
nach
Hohe und Geschwindigkeit des Gleitflugs zu berichtigen.
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Es wird die Landung des Flugzeuges dank Verwendung konstanter Betriebszustände
des Triebwerks 3 unabhängig von der Außenlufttemperatur vereinfacht.
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Es wird das Durchstarten von der Abfanghbhe aus bti verschiedenen
Landegewichten gewährleistet.
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Es ist eine Kraftstoffersparnis Im Sinkflug des Flugzeuges vor dem
Landen mit. der Stellung des Betätigungshebels des Triebwerks 3 auf Boden-Leerlaufgas
statt des Flug-Leerlaufgases zu verzeichnen.
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Es wird die Bodenprüfung des betriebsrichtQ;en Zustandes vor dem
Flug beim Starten des Triebwerks 3 gewährleistet: - Fixierung der Schraube 1, -
Vergrößerung der Steigung der Schraube 1, - Segelstellung der Schraube 1 bei # min.