DE1962956C3 - Einrichtung zum Ab- und Umlenken des Strahls von Schub- und Hubgebläsen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Ab- und Umlenken des Strahls von Schub- und Hubgebläsen mittels in deren Strahlkanal angeordneter. *rümmbarer Schaufeln, welche ein tragflügelähnliches Profil aufweisen und aus einem starren, im Strahikanal ortsfest gelagerten Vorderteil und aus einem verform baren Ende bestehen.

Eine einschlägige Einrichtung ist in der DT-AS 1 260 319 beschrieben und dargestellt. Darüber hinaus ist durch die US-PS 3 361 386 ein Tragflügelprofil vor bekannt, welches in seinem vordert-n Teil starr und in seinem hinteren Teil ve. 'ormbar ausgebildet ist.

Beim Verwenden von Schub- und Hubgebläsen mit Spit/enturbinenantrieb in senkrechtstartenden und -landenden Luftfahrzeugen wird zum Erzeugen einer möglichst großen Ausnutzung der installierten Antriebsleistung zur Erzeugung von Hub- oder Bremsschub der Gebläseaustrittsstrahl stufenlos zwischen 0 bis etwa 105" umgelenkt. Die bekannten Umlenkeinrichtungen mit im Strahlkanal gelagerten Schaufelgittern tragen in sich starre Schaufeln oder solche mit zwei schwenkbaren Klappen, wie sie etwa durch die US-PS 3 100 377 bekannt sind. Eine stufenlos kontinuierliche Ablenkung oder Umlenkung des Gebläsestrahls zwischen 0 und etwa 105° ist mit diesen Schaufein bzw. Klappen nicht möglich. Bei bestimmten Ablenkzuständen ergeben sich hinter den zweiteiligen Klappen sogenannte Totwassergebiete, die zu großen Schubverlusten führen. Auch die scharfen Übergänge an dfi :" eiteiligen Klappen verursachen große Strö- ss mungs- und Umlenkverluste. Außerdem bedingen die bekannten Strahlkanaleinbauten neben den nachteilig großen Umlenkverlusten einen erheblichen baulichen wie auch gewichtsmäßigen Aufwand. Bei den bekannten Strahlablenk- oder -umlenkeinrichlungen ist auch oft deren Ausfallsicherheit ungenügend.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art eine stufenlos kontinuierliche Ablenkung oder Umlenkung des Gebläsesträhls Zwischen 0 und etwa 105° mit möglichst gcringen Ablenk- und Umlenk- sowie Schubverlusten zu ermöglichen. Mit der Erfindung wird das dadurch erreicht, daß jede Schaufel ein an der Innenseite der

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Schaufeioberseit« anliegendes, aus mehreren dünnen Blechen bestehendes Federpaket und einen Schwenkhebe! mit einem an diesem beweglich angelenkten Formstück aufweist, daß das Formstück an die Innenfläche der Schaufelunterseite anlegbar ist und daß der Schwenkhebel mit einem im Schaufelende befindlichen Beschlag durch ein mittels einer Zugstange betätigbares Gestänge verbunden ist. das die Krümmung der Schaufel bewirkt.

Auf diese Weise sind die Schaufeln mittels einer verhältnismäßig einfachen und wenig störanfälligen Betäti gungseinrichtung stufenlos mit dem jeweils erfordern chen Krümmungsradius verformbar und kraftschlüssig in jeder gewählten Umlenk- oder Ablenkstellung feststellbar. Beim kontinuierlichen Krümmen der Schaufeln wird weiterhin deren P.-ofildicke so verändert, daß die Strömungsquerschnitte im Strahlkanal bei allen Stellungen der Schaufeln gleich bleiben. Damit werden Vorkrümmungen und Voreinschnürungen des Strahlkanals vermieden, so daß keine sogenannten Totwasser gebiete mit ihren großen Schubverlusten entstehen können. Die Schaufeln weisen beim Verformen keine scharfen Übergänge auf und tragen dadurch /u einer verlustarmen Strahlab- und -umlenkung bei. Ein Teil der Betätigungseinrichtung, nämlich der Schwenkhebel, das Formstück und der Beschlag, sind gegen äußere Einflüsse geschützt und den Strömungswiderstand mindernd im Inneren der Schaufeln angeordnet.

Ausführungsbcispiele der Erfindung sind in der Zeichnung veranschaulicht. Es zeigt

Abb.! einen senkrechten Längsschnitt durch ein Schub- und Hubgeblase mit im Strahlkanal angeordneten, in der Reiseflugstellung befindlichen Schaufeln.

A b b. 2 einen senkrechten Längsschnitt durch das Schub- und Hubgebläse nach A b b. 1 mit zur Strahlab lenkung gekrümmten Schaufeln.

A b b. 3 einen senkrechten Längsschnitt durch eine mittels eines Gestänges verformbare Schaufel.

A b b. 4 einen senkrechten Längsschnitt durch die Schaufel nach A b b. 3 in einer zur Strahlablenkung gekrümmten Stellung.

Ein mit einer Schaufelspitzenturbine 1 ausgestattetes Schub- und Hubgebläse 2 ist zur Strahlablenkung und Strahlumlenkung mit in einem Strahlkanal 3 angeordneten Schaufeln 4 ausgestattet. Dem Schub- und Hub gebläse 2 ist ein nicht dargestellter Gaserzeuger zugeordnet, der zum F.r/eugen eines Gebläsestrahls die Schaufelspit7enturbine 1 umlaufend antreibt. Der Gaserzeuger kann unmittelbar mit dem Schub- und Hubgebläse verbunden oder auch von diesem entfernt im Luftfahrzeug angeordnet sein. Die Schaufeln 4 weisen ein «ragflügelähnliches symmetrisches Profil auf und sind zn gekrümmten Schaufelformen (A b b. 2) elastisch verformbar. Wie die A b b. 2 weiter erkennen läßt, bestehen die Schaufeln aus einem starren, im Strahlkanal ortsfest gelagerten Vorderteil, das vorzugsweise 20 bis 30% der Schaufelprofiltiefe beträgt, und aus einem elastisch verformbaren Schaufelende. Die Schaufelunterseiten und/oder die Schaufeloberseiten können aus einem zum Schaufelende sich keilförmig verjüngenden Blech bestehen.

Bei der in den A b b. 3 und 4 gezeigten Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Schaufeln 5 ein an der Innenfläche der Schaufeloberseite 5a anliegendes, aus mehreren dünnen Blechen 6, 7. 8 bestehendes Federpaket und einen Schwenkhebel 9 mit einem an diesem beweglich angelenkten Formstück 10 aufweisen. Das Formstück ist zum Bilden einer gekrümmten Schaufel-

form (b b.4) an die Innenfläche der Schaufelunterseite 5b anlegbar. Der Schwenkhebel 9 sowie ein im Schauidcnde befindlicher Beschlag 11 sind durch ein mittels einer Zugstange 12 betätigbares Gestänge t3,14,15.16, 17 verbunden, für das kein selbständiger Schutz be gehrt wird.

Im Reiseflug nehmen die Schaufeln 5 die in A b b. 3 gezeigte gestreckte Lage ein. Zur Sirahlablenkung oder Strahlumlenkung wird die Zugstange 12 in der Pfeilrichtung a bewegt, so daß der doppelarmige Hebel 13 um eine als Schaufellager dienende Welle 18 geschwenkt wird. Auf der Welle 18 ist der Schwenkhebel 9 ortsfest gelagert. Dieser nimmt an der Schwenkbewegung des doppelarmigen Hebels 13 teil und legt das Formstück 10 an die Innenfläche der Schaufelunterseite 5b. Dadurch wird die Schaufelunterseite gekrümmt.

Am unteren Ende des doppelarmigen Hebels 13 sind ein Winkclhebel 15 und eine Lasche 16 drehbeweglich gelagert. Das eine Ende des Winkelhebels ist mit einer weiteren Lasche 17 drehbeweglich verbunden, die gleich der lasche 16 drehbar am Beschlag Hl angelenkt ist. Das andere Ende des Winkelhebels 15 ist an eine Zug- und Druckstange 14 angelenkt, die um einen Festpunkt 19 schwenkbar ist.

Zugleich mit dem vorerwähnten Schwenken des doppelarmigen Hebels 13 im Uhrzeigersinn — wobei die Schaufel 5 die in der A b b. 4 gezeigte Krümmung erhält — wird zufolge der Relativbewegung des unteren Endes des doppelarmigen Hebels 13 gegenüber dem Festpunkt 19 der Winkelhebel 15 von der Zug- und Druckstange 14 in der Pfeilnchtung b geschwenkt,

S so daß die Laschen 16 und 1/ den Beschlag U /um Krümmen der Schaufeloberseite 5a in die in der Zeichnung gezeigte Lage bringen. Zum Verstellen der Svhaufelnase 5t· wird während des Verlagerns der Zugstange 12 in der Pfeilrichtung a eine weitere, mit der

ίο Schaufelnase verbundene Zugstange 20 in der Pfeilrichtung c bewegt, um die Schaufelnase in die in der A b b. 4 gezeigte Stellung anzuheben.

Beim Ablenken oder Umlenken des Gebläsesirahls werden die Schaufeln 5 entsprechend der gewünschten Sirahlablenkung bzw. -umlenkung zwischen 0 und etwa 105 durch ein Verlagern der Zugstangen 12 und 20 so weit gekrümmt, wie es für den jeweiligen Betriebszustand erforderlich ist. Das Krümmen der Schaufeln erfolgt kontinuierlich und stufenlos. Zum Zurückführen

der Schaulein in die Reiseflugstellung (A b b. 3) werden die Zugstangen 12 und 20 in den Pfeilrichtungen c/und e bewegt. Der doppelarmige Hebel 13 und die mit diesem verbundenen Bauteile führen sodann die Schaufeln in die in der A b b. 3 gezeigte Lage zurück. Für die Ver-

siellbewegungen sind am Beschlag 11 befindliche Lager 21 und 22 der Laschen 16 und 17 in nicht gezeichneten Schlitzen des Strahlkanals geführt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Paten tanspruch:

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   Einrichtung zum Ab- und Umlenken des Strahls von Schub- und Hubgebläsen mittels in deren Strahlkanal angeordneter, krümmbarer Schaufein, weiche ein tragflügelähnliches Profil aufweisen und aus einem starren, im Strahlkanal ortsfest gelagerten Vorderteil und aus einem verformbaren Ende bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß jede Schaufel (5) ein an der Innenfläche der Schaufeloberseiie (5a) anliegendes, aus mehreren dünnen Blechen (6,7, S) bestehendes Federpaket und einen Schwenkhebel (9) mit einem an diesem beweglich angelenkten Formstück (10) aufweist, daß das Formstück ai? die Innenfläche der Schauielunterseite {5b) aniegbar ist und daß der Schwenkhebel (9) mit einem im Schaufelende befindlichen Beschlag (11) durch ein mittels einer Zugstange (12) betätigbares Gestänge (13.14.15.16.17) verbunden ist. das die Krümmung der Schaufel bewirkt.