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Dokumentenidentifikation DE60213344T2 06.09.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001308387
Titel Lufteinlass für ein Strahltriebwerk eines Passagierflugzeugs
Anmelder Airbus France, Toulouse, FR
Erfinder Surply, Thierry, 31700 Cornebarrieu, FR;
Prat, Damien, 31770 Colomiers, FR;
Gagnaire, Benoit, 31770 Colomiers, FR
Vertreter Meissner & Meissner, 14199 Berlin
DE-Aktenzeichen 60213344
Vertragsstaaten AT, BE, BG, CH, CY, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PT, SE, SK, TR
Sprache des Dokument FR
EP-Anmeldetag 18.09.2002
EP-Aktenzeichen 022922835
EP-Offenlegungsdatum 07.05.2003
EP date of grant 26.07.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 06.09.2007
IPC-Hauptklasse B64D 33/02(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse F02C 7/045(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Lufteinlass für die Gondel eines Strahltriebwerks eines Passagierflugzeuges, wobei der Lufteinlass koaxial zum Triebwerk ist und die Form einer ringförmigen Lippe mit abgerundeter Kante hat und die Eintrittskante der Triebwerksgondel bildet. Genauer gesagt gehört der Lufteinlass der vorliegenden Erfindung zum Typ der abgeschrägten Lufteinlässe, in der Fachsprache der Luftfahrt „Scarf-Lufteinlässe" genannt, bei denen die Eintrittskante schräg zur Achse des Triebwerks ist, wobei der untere Teil der Lippe weiter nach vorne ragt als der obere Teil der Lippe.

Solch ein abgeschrägter Lufteinlass mit vorstehender unterer Kante ist wohlbekannt und wird beispielsweise im dem US-amerikanischen Patent 3 946 830 beschrieben sowie in dem Artikel "Aerodynamic Performance of Scarf Inlets" von John M. Abbott, NASA Technical Memorandum 79055, vorgestellt anlässlich des 17. Aerospace Sciences Meetings in New Orleans, Louisiana, vom 15–17. Januar 1979.

Ein weiteres Beispiel eines solchen Lufteinlasses wird in US 5 058 617 beschrieben. Dieser hat die Form einer ringförmigen Lippe, die Folgendes aufweist:

  • – eine ringförmige aerodynamische Außenfläche, die sich an die Außenfläche der Triebwerksgondel anschließt;
  • – eine ringförmige aerodynamische Innenfläche, die sich an die Innenfläche der Triebwerksgondel anschließt und die Luft zum Triebwerk leitet, wobei die ringförmige aerodynamische Innenfläche einen ringförmigen Hals aufweist und zumindest teilweise einen Verteiler für das Triebwerk bildet; und
  • – eine ebene ringförmige Eintrittskante, die an der Verbindungsstelle der ringförmigen aerodynamischen Außen- und Innenflächen ausgebildet ist,
so dass jeder Schnitt der ringförmigen Lippe durch eine diametrale Ebene, die mit der vertikalen diametralen Ebene des Lufteinlasses einen Winkel &thgr; bildet, ein Außenprofil, ein Innenprofil, einen Hals und eine Eintrittskante aufweist, die den jeweiligen Linienzügen, in der diametrale Ebene, der ringförmigen aerodynamischen Außen- und Innenflächen, des ringförmigen Halses und der ringförmigen Eintrittskante entsprechen,

wobei der Lufteinlass zu der vertikalen diametralen Ebene symmetrisch ist und zu dem Typ der abgeschrägten Lufteinlässe gehört, bei denen der untere Teil der Lippe weiter nach vorne ragt als der obere Teil der Lippe und die ringförmige Eintrittskante schräg zur Achse des Lufteinlasses ist, wobei die Schrägstellung der ringförmigen Eintrittskante in der vertikalen diametralen Ebene definiert ist durch den Scarf-Winkel Sc zwischen dem Linienzug der Ebene der Eintrittskante und der Richtung lotrecht zur Achse.

Im Vergleich zu den geraden Lufteinlässen, d. h. bei denen die Ebene der Eintrittskante zumindest annähernd orthogonal zur Achse des Triebwerks ist, bieten die abgeschrägten Lufteinlässe mit vorstehender unterer Kante zahlreiche Vorteile, insbesondere was die Lärmreduzierung, das Verhindern der Fremdkörperaufnahme und den Angriffswinkel der unteren Kante anbelangt. Allerdings weisen diese abgeschrägten Lufteinlässe auch einige Nachteile auf, unter anderem sehr große Übergeschwindigkeiten des Luftstroms, der das Triebwerk versorgt, an dem oberen Innenteil der Lippe unter Startbedingungen des Flugzeugs, mit oder ohne Seitenwind, wobei diese Übergeschwindigkeiten bei Seitenwind und sogar im Standlauf durch Strömungsprobleme bedingte Schwingungen im Triebwerk und eventuell Triebwerksschäden verursachen können.

Die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, diese Nachteile zu beseitigen und die abgeschrägten Lufteinlässe mit vorstehender unterer Kante zu perfektionieren, um diese exzessiven Übergeschwindigkeiten zu vermeiden.

Der Lufteinlass für die Gondel eines Strahltriebwerks eines Passagierflugzeugs, dessen Achse eins ist mit der Achse des Triebwerks und der die oben beschriebene Form hat, wobei jeder Schnitt der ringförmigen Lippe durch eine solche diametrale Ebene, die mit der vertikalen Ebene einen Winkel &thgr; bildet, definiert ist durch:

  • – das Verengungsverhältnis CR(&thgr;), das gleich dem Quadrat des Verhältnisses der Entfernung E(&thgr;) der Eintrittskante von der Achse und der Entfernung C(&thgr;) des Halses von der Achse ist;
  • – die Entfernung a(&thgr;), parallel zur Achse, zwischen dem Hals und der Eintrittskante;
  • – die Entfernung b(&thgr;), lotrecht zur Achse, zwischen dem Hals und der Eintrittskante; und
  • – das Verhältnis r(&thgr;) = a(&thgr;)/b(&thgr;);
wobei das Verengungsverhältnis CR(&thgr;) und dieses Verhältnis r(&thgr;) die Basiswerte CRb beziehungsweise rb für die horizontalen Schnitte der Lippe haben, für die &thgr; = 90°, zeichnet sich zu diesem Zweck gemäß der Erfindung dadurch aus, dass:
  • – das Verengungsverhältnis CR(0) des oberen vertikalen Schnitts S(0) gleich CR(0) = CRb + a1 × Sc ist, wobei a1 in diesem Ausdruck eine Konstante ist;
  • – das Verhältnis r(0) des oberen vertikalen Schnitts gleich r(0) = rb + a2 × Sc ist, wobei a2 in diesem Ausdruck eine Konstante ist;
  • – das Verengungsverhältnis CR(&thgr;) des oberen Schnitts S(&thgr;) der Lippe durch die diametrale Ebene P(&thgr;), die mit der vertikalen Ebene den Winkel &thgr; bildet, die Gleichung CR(&thgr;) = CRb + [CR(0) – CRb] × cos&thgr; erfüllt; und
  • – das Verhältnis r(&thgr;) des oberen Schnitts S(&thgr;) der Lippe durch die diametrale Ebene P(&thgr;), die mit der vertikalen Ebene den Winkel &thgr; bildet, die Gleichung r(&thgr;) = rb + [r(0) – rb] × cos&thgr; erfüllt.

Dank der vorliegenden Erfindung verdickt man also die ringförmige aerodynamische Innenfläche des Lufteinlasses an dessen oberen Teil, was es dem ankommenden Luftstrom, der den Motor versorgt, erlaubt, den oberen Teil der Eintrittskante sanft zu umfließen, so dass die jeweiligen exzessiven Übergeschwindigkeiten dieses ankommenden Luftstroms reduziert werden.

Wenn der Scarf-Winkel Sc in Grad ausgedrückt wird, kann die Konstante a1 einen Wert zwischen 0,002 und 0,008 und die Konstante a2 einen Wert zwischen –0,03 et 0 haben.

Um die Eintrittskante des oberen Teils des erfindungsgemäßen Lufteinlasses noch stärker abzurunden und dadurch das Strömen der ankommenden Luft bei niedriger Geschwindigkeit zu verbessern, ist es von Vorteil, dass:

  • – das Außenprofil der oberen Schnitte der Lippe im Vergleich zu den beiden horizontalen Schnitten der Lippe eine Außenverdickung aufweist, die hinter der Eintrittskante beginnt;
  • – die Außenverdickung umso dicker ist, je größer der Scarf-Winkel Sc ist; und
  • – die Außenverdickung an dem oberen vertikalen Schnitt der Lippe am größten ist und schrittweise und symmetrisch in Richtung der horizontalen Schnitte abnimmt, wo sie verschwindet.

Wenn man für jeden oberen Schnitt der ringförmigen Lippe durch eine diametrale Ebene c(&thgr;) die Entfernung nennt, lotrecht zur Achse, zwischen der Eintrittskante und dem Punkt des Außenprofils, dessen Entfernung d(&thgr;) von der Eintrittskante, parallel zur Achse, gleich dem Zehntel der Entfernung der Eintrittskante von der Achse des Triebwerks ist, wobei das Verhältnis p(&thgr;) = c(&thgr;)/d(&thgr;), mit &thgr; = 90°, den horizontalen Schnitten entspricht, die den Basiswert pb haben, kann solch eine Außenverdickung durch die folgenden Merkmale beschrieben werden:

  • – das Verhältnis p(0) des oberen vertikalen Schnitts ist gleich p(0) = pb + a3 × Sc, wobei a3 in diesem Ausdruck eine Konstante ist; und
  • – das Verhältnis p(&thgr;) des oberen Schnitts der Lippe durch die diametrale Ebene, die mit der vertikalen Ebene den Winkel &thgr; bildet, erfüllt die Gleichung: p(&thgr;) = pb + [p(0) – pb] × cos&thgr;.

Wenn der Scart-Winkel Sc in Grad ausgedrückt wird, kann die Konstante a3 einen Wert zwischen 0 und 0,04 haben.

Vorzugsweise kann in dem erfindungsgemäßen Lufteinlass:

  • – das Innenprofil der unteren Schnitte der Lippe ein Verengungsverhältnis aufweisen, das größer ist als das Basis-Verengungsverhältnis CRb; und
  • – dieses größere Verengungsverhältnis ist dann an dem unteren vertikalen Schnitt der Lippe am größten und nimmt schrittweise und symmetrisch in Richtung der horizontalen Schnitte ab, wo es den Wert CRb annimmt.

Um die Bedingungen für das Eintreten des Luftstroms in den erfindungsgemäßen Lufteinlass noch weiter zu verbessern, ist es ferner von Vorteil, dass:

  • – das Innenprofil der unteren Schnitte der Lippe hinter der Eintrittskante eine Verdünnung aufweist, so dass der Hals nach hinten versetzt ist;
  • – die Verdünnung umso stärker ausgeprägt ist, je größer der Scarf-Winkel Sc ist; und
  • – die Verdünnung an dem unteren vertikalen Schnitt der Lippe am stärksten ausgeprägt ist und schrittweise und symmetrisch in Richtung der horizontalen Schnitte geringer wird, wo sie verschwindet.

Aus den Figuren der beifolgenden Zeichnungen ist ersichtlich, wie die Erfindung ausgeführt sein kann. Ähnliche Elemente sind in diesen Figuren mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

1 ist eine schematische Vorderansicht eines erfindungsgemäßen Lufteinlasses.

2 ist ein schematischer diametraler Schnitt des Lufteinlasses von 1 durch eine diametrale Ebene P(&thgr;), die zu der vertikalen diametralen Ebene V-V um den Winkel &thgr; geneigt ist.

3 ist ein schematischer diametraler Schnitt des Lufteinlasses von 1 durch die horizontale diametrale Ebene H-H.

4 ist ein schematischer diametraler Schnitt des Lufteinlasses von 1 durch die vertikale diametrale Ebene V-V.

Der erfindungsgemäße, in den 1 bis 4 gezeigte Lufteinlass hat die Form einer ringförmigen Lippe 1 und dient dazu, ein Strahltriebwerk eines Passagierflugzeuges (nicht abgebildet) mit Luft zu versorgen, wobei das Triebwerk in einer Triebwerksgondel 2 angeordnet ist, die in den 2 bis 4 schematisch durch eine Strichpunktlinie angedeutet ist. Die ringförmige Lippe 1 ist um die Achse M-M des Triebwerks herum angeordnet und zur vertikalen diametralen Ebene V-V symmetrisch. Sie bildet die ringförmige Eintrittskante der Triebwerksgondel 2.

Die ringförmige Lippe 1 weist eine ringförmige aerodynamische Außenfläche 3 auf, die sich an die Außenfläche 4E der Triebwerksgondel 2 anschließt, und eine ringförmige aerodynamische Innenfläche 5, die sich an die Innenfläche 4I der Triebwerksgondel 2 anschließt und die Luft zum Triebwerk leitet. Die ringförmige aerodynamische Innenfläche 5 hat einen Hals 6, der von der geometrischen Lage der Punkte dieser Fläche 5 gebildet wird, an denen die Tangente parallel zu der Achse M-M ist, so dass er einen Verteiler für das Triebwerk bildet. Die aerodynamischen Flächen 3 und 5 stoßen auf der Gegenseite der Triebwerksgondel 2 längs einer aerodynamischen, ringförmigen und abgerundeten Eintrittskante 7 zusammen.

Der Lufteinlass, der von der ringförmigen Lippe 1 gebildet wird, gehört zum Typ der Scarf-Lufteinlässe, das heißt er ist abgeschrägt, wobei die Eintrittskante 7 schräg zu der Achse M-M ist und der untere Teil 11 der ringförmigen Lippe 1 einen Vorsprung Sa aufweist und dadurch weiter nach vorne ragt als der obere Teil 1S der Lippe 1. Üblicherweise ist die Schrägstellung der Eintrittskante 7 in der vertikalen diametralen Ebene V-V (siehe 4) definiert durch den Scarf-Winkel Sc, der zwischen der Eintrittskante 7 und der zur Achse M-M lotrechten Richtung 8 ausgebildet ist.

Wenn man den Schnittpunkt der ringförmigen Lippe 1 durch eine diametrale Schnittebene P(&thgr;) betrachtet, die zu der vertikalen diametralen Ebene V-V um den Winkel &thgr; geneigt ist, erhält man einen oberen Schnitt S(&thgr;), der dem oberen Teil 1S entspricht, und einen unteren Schnitt s(&thgr;), der dem unteren Teil 1I entspricht (siehe die 1 und 2). Wie man sieht genügt es, da die ringförmige Lippe 1 zu der vertikalen diametralen Ebene V-V symmetrisch ist, den Winkel &thgr; zwischen 0 und 90° zu verändern, um die ringförmige Lippe 1 hinsichtlich ihres Profils vollständig zu definieren.

Jeder obere Schnitt S(&thgr;) wird von einem Außenprofil 3S(&thgr;) und von einem Innenprofil 5S(&thgr;) gebildet, die den jeweiligen Linienzügen der ringförmigen aerodynamischen Außenfläche 3 beziehungsweise Innenfläche 5 entsprechen. Selbstverständlich treffen das Außenprofil 3S(&thgr;) und das Innenprofil 5S(&thgr;) an der Eintrittskante 7S(&thgr;) zusammen, die ihrerseits der Linienzug der Eintrittskante 7 in dem oberen Schnitt S(&thgr;) ist. Der Linienzug des Halses 6 in diesem oberen Schnitt S(&thgr;) bildet den Hals 6S(&thgr;) des Innenprofils 5S(&thgr;).

Ebenso wird jeder untere Schnitt s(&thgr;) von einem Außenprofil 3s(&thgr;) und von einem Innenprofil 5s(&thgr;) gebildet, die den jeweiligen Linienzügen der ringförmigen aerodynamischen Außenfläche 3 beziehungsweise Innenfläche 5 entsprechen. Das Außenprofil 3s(&thgr;) und das Innenprofil 5s(&thgr;) treffen an der Eintrittskante 7s(&thgr;) zusammen, die ihrerseits der Linienzug der Eintrittskante 7 in dem unteren Schnitt s(&thgr;) ist. Der Linienzug des Halses 6 in diesem unteren Schnitt bildet den Hals 6s(&thgr;) des Innenprofils 5s(&thgr;).

Abgesehen von seiner Länge L(&thgr;), festgelegt durch die zu der Achse M-M parallelen Strecke zwischen seiner Eintrittskante und der Ebene 9, entlang der sich die Lippe 1 an die Triebwerksgondel 2 anschließt, kann jeder Schnitt durch eine Ebene P(&thgr;) und insbesondere jeder obere Schnitt S(&thgr;) definiert werden durch:

  • – die Entfernung E(&thgr;) der Eintrittskante 7S(&thgr;) von der Achse M-M;
  • – die Entfernung C(&thgr;) des Halses 6S(&thgr;) von der Achse M-M;
  • – die Entfernung a(&thgr;), parallel zu der Achse M-M, zwischen dem Hals 6S(&thgr;) und der Eintrittskante 7S(&thgr;);
  • – die Entfernung b(&thgr;), lotrecht zu der Achse M-M, zwischen dem Hals 6S(&thgr;) und der Eintrittskante 7S(&thgr;);
  • – die Entfernung c(&thgr;), lotrecht zu der Achse M-M, zwischen der Eintrittskante 7S(&thgr;) und dem Punkt D(&thgr;) des Außenprofils 3S(&thgr;), der seinerseits von der Eintrittskante 7S(&thgr;) parallel zu der Achse M-M um eine Länge d(&thgr;) entfernt ist, die gleich dem Zehntel der Entfernung E(&thgr;) ist;
  • – das Verengungsverhältnis CR(&thgr;), das gleich dem Quadrat des Verhältnisses E(&thgr;)/C(&thgr;) ist;
  • – das Verhältnis r(&thgr;) = a(&thgr;)/b(&thgr;); und
  • – das Verhältnis p(&thgr;) = c(&thgr;)/d(&thgr;).

Wie man sieht sind die oberen Schnitte S(&thgr;) und die unteren Schnitte s(&thgr;) durch die horizontale diametrale Ebene H-H voneinander getrennt, die der diametralen Schnittebene P(&thgr;) entspricht, für die der Winkel &thgr; gleich 90° ist und die mit P(90) bezeichnet werden kann.

In dieser horizontalen diametralen Ebene P(90) oder H-H sind die beiden Schnitte S(90) und s(90) identisch und zu der Achse M-M symmetrisch. Sie bilden eine Basis für die Lippe 1 und werden nachfolgend mit Sb bezeichnet und werden von einem Außenprofil 3b und von einem Innenprofil 5b gebildet, die den jeweiligen Linienzügen der ringförmigen aerodynamischen Außenfläche 3 und Innenfläche 5 in der Ebene H-H entsprechen. In jedem Schnitt Sb treffen das Außenprofil 3b und das Innenprofil 5b an der Eintrittskante 7b zusammen, die ihrerseits der Linienzug der Eintrittskante 7 in der Ebene ist. Die Linienzüge des Halses 6 in der Ebene H-H bilden die Hälse 6b der Innenprofile 5b.

Das Verengungsverhältnis CR(90) und das Verhältnis r(90) des horizontalen Basisschnitts Sb werden nachfolgend mit CRb beziehungsweise rb bezeichnet.

In den 2 und 4 ist der Basisschnitt Sb als Strichlinie dargestellt, die den oberen und unteren Schnitt überlagert. Ebenso hat man in 1 als überlagerte Strichlinie über der Lippe 1 der Erfindung eine Lippe dargestellt, die einen konstanten Schnitt hätte, der aus dem Basisschnitt Sb besteht.

4, die einen vertikalen diametralen Schnitt der Lippe 1 dargestellt, entspricht der diametralen Schnittebene V-V oder P(0), für die der Winkel &thgr; null ist. In dieser Schnittebene P(0) befinden sich also, wie dies vorstehend für die Schnittebene P(&thgr;) beschrieben wurde:

  • – ein oberer Schnitt S(0) mit einem Außenprofil 3S(0), einem Innenprofil 5S(0), einem Hals 6S(0) und einer Eintrittskante 7S(0); und
  • – ein unterer Schnitt s(0) mit einem Außenprofil 3s(0), einem Innenprofil 5s(0), einem Hals 6s(0) und einer Eintrittskante 7s(0).

Wie in den 1, 2 und 4 dargestellt hat die ringförmige aerodynamische Innenfläche 5 der oberen Schnitte S(&thgr;) gemäß dem wichtigsten Merkmal der vorliegenden Erfindung eine Innenverdickung 10 in Richtung der Achse M-M, wobei eine derartige Verdickung zwischen den Profilen 5b und 5S(&thgr;) eingegrenzt ist. Die Innenverdickung 10 erstreckt sich zu beiden Seiten des Halses 6b des Basisschnitts Sb, und ihre Dicke e [zwischen den Profilen 5b und 5S(&thgr;)] ist umso größer, je größer der Scarf-Winkel Sc ist. Ferner ist die Dicke e an dem oberen vertikalen Schnitt S(0) am größten und nimmt schrittweise und symmetrisch in Richtung der horizontalen Schnitte S(90) und s(90) ab, wo die Innenverdickung 10 verschwindet.

In einer vorteilhaften Ausführungsform:

  • – ist das Verengungsverhältnis CR(0) des oberen vertikalen Schnitts S(0) des erfindungsgemäßen Lufteinlasses gleich CR(0) = CRb + a1 × Sc, wobei a1 eine Konstante ist, deren Wert beispielsweise zwischen 0,002 und 0,008 liegt, wenn der Scarf-Winkel Sc in Grad ausgedrückt wird;
  • – ist das Verhältnis r(0) des oberen vertikalen Schnitts gleich: r(0) = rb + a2 × Sc, wobei a2 in diesem Ausdruck eine Konstante ist, deren Wert beispielsweise zwischen –0,03 und 0 liegt, wenn der Scarf-Winkel Sc in Grad ausgedrückt wird;
  • – erfüllt das Verengungsverhältnis CR(&thgr;) des oberen Schnitts S(&thgr;) dieses Lufteinlasses durch die diametrale Ebene P(&thgr;), die mit der vertikalen diametralen Ebene V-V den Winkel &thgr; bildet, die Gleichung CR(&thgr;) = CRb + [CR(0) – CRb] × cos&thgr;; und
  • – erfüllt das Verhältnis r(&thgr;) dieses oberen Schnitts des Lufteinlasses durch die diametrale Ebene P(&thgr;) die Gleichung: r(&thgr;) = rb + [r(0) – rb] × cos&thgr;.

Außerdem weist das Außenprofil 3 der oberen Schnitte S(&thgr;) des Lufteinlasses der Erfindung bezogen auf die symmetrischen Längsschnitte S(90) und s(90) dieses Lufteinlasses eine Außenverdickung 11 auf, die hinter der Eintrittskante 7S(&thgr;) beginnt und das Außenprofil 3b umhüllt. Ferner ist die Dicke i der Außenverdickung 11, die zwischen den Profilen 3b und 3S(&thgr;) liegt,

  • – umso größer, je größer der Scarf-Winkel Sc ist; und
  • – ist die Dicke i an dem oberen vertikalen Schnitt S(0) des Lufteinlasses am größten und nimmt schrittweise und symmetrisch in Richtung der horizontalen Schnitte S(90) und s(90) dieses Lufteinlasses ab, wo die Außenverdickung 11 verschwindet. Da die Basisschnitte S(90) und s(90) einen Basiswert pb für das Verhältnis p(&thgr;) haben, ist es für diesen Zweck von Vorteil, dass:
  • – das Verhältnis p(0) des oberen vertikalen Schnitts S(0) des erfindungsgemäßen Lufteinlasses gleich p(0) = pb + a3 × Sc ist, wobei a3 eine Konstante ist, deren Wert zwischen 0 und 0,04 liegt, wenn der Scarf-Winkel Sc in Grad ausgedrückt wird; und
  • – das Verhältnis p(&thgr;) des oberen Schnitts des Lufteinlasses durch die diametrale Ebene, die mit der vertikalen Ebene den Winkel &thgr; bildet, die Gleichung p(&thgr;) = pb + [p(0) – pb] × cos&thgr; erfüllt.

Gemäß einem anderen Merkmal der vorliegenden Erfindung kann das Innenprofil 5s(&thgr;) der unteren Schnitte s(&thgr;) der Lippe 1 ein Verengungsverhältnis cr(0) aufweisen [definiert in Analogie zu dem was vorstehend als das Quadrat des Verhältnisses der Entfernungen E(&thgr;) und C(&thgr;) in Bezug auf die unteren Schnitte s(&thgr;) angegeben wurde], das größer ist als das Basis-Verengungsverhältnis CRb, das vorstehend für den Basisschnitt Sb definiert wurde, wobei dieses Verengungsverhältnis cr(&thgr;) an dem unteren vertikalen Schnitt s(0) der Lippe 1 am größten ist und schrittweise und symmetrisch in Richtung der horizontalen Schnitte S(90) und s(90) kleiner wird, wo es den Wert CRb annimmt.

Unabhängig davon, ob die Lippe 1 des erfindungsgemäßen Lufteinlasses dieses zuletzt genannte Merkmal aufweist oder nicht aufweist, ist es ferner von Vorteil, dass:

  • – das Innenprofil 5s(&thgr;) der unteren Schnitte s(&thgr;) der Lippe 1 hinter der Eintrittskante 7s(&thgr;) und bezogen auf den Basisschnitt 5b eine Verdünnung 12 aufweist, so dass der Hals 6s(&thgr;) nach hinten versetzt ist;
  • – die Verdünnung 12 eine Dicke am aufweist, die umso stärker ausgeprägt ist, je größer der Scarf-Winkel Sc ist ; und
  • – die Verdünnung 12 an dem unteren vertikalen Schnitt s(0) der Lippe 1 am stärksten ausgeprägt ist und schrittweise und symmetrisch in Richtung der horizontalen Schnitte S(90) und s(90) geringer wird, wo sie verschwindet.


Anspruch[de]
Lufteinlass für die Gondel (2) eines Strahltriebwerks eines Passagierflugzeuges, wobei die Achse (M-M) des Lufteinlasses eins ist mit der Achse des Triebwerks und die Form einer ringförmigen Lippe (1) hat, die aufweist:

– eine ringförmige aerodynamische Außenfläche (3), die sich an die Außenfläche (4E) der Triebwerksgondel (2) anschließt;

– eine ringförmige aerodynamische Innenfläche (5), die sich an die Innenfläche (4I) der Triebwerksgondel (2) anschließt und die Luft zum Triebwerk leitet, wobei die ringförmige aerodynamische Innenfläche (5) einen ringförmigen Hals (6) aufweist und wenigstens teilweise einen Verteiler für das Triebwerk bildet; und

– eine ebene ringförmige Eintrittskante (7), die an der Verbindungsstelle der ringförmigen aerodynamischen Außenfläche (3) und Innenfläche (5) ausgebildet ist, so dass jeder Schnitt der ringförmigen Lippe (1) durch eine diametrale Ebene P(&thgr;), die mit der vertikalen diametralen Ebene (V-V) des Lufteinlasses einen Winkel &thgr; bildet, ein Außenprofil, ein Innenprofil, einen Hals und eine Eintrittskante aufweist, die den jeweiligen Linienzügen, in der diametrale Ebene, der ringförmigen aerodynamischen Außenfläche (3) und Innenfläche (5), des ringförmigen Halses und der ringförmigen Eintrittskante entsprechen,

wobei der Lufteinlass zu der vertikalen diametralen Ebene (V-V) symmetrisch ist und zu dem Typ der abgeschrägten Lufteinlässe gehört, bei denen der untere Teil (1I) der Lippe (1) weiter nach vorne ragt als der obere Teil (1S) der Lippe (1) und die ringförmige Eintrittskante (7) schräg zur Achse (M-M) ist, wobei die Schrägstellung der ringförmigen Eintrittskante (7) in der vertikalen diametralen Ebene (V-V) definiert ist durch den Scarf-Winkel Sc zwischen dem Linienzug der Ebene der Eintrittskante (7) und der Richtung (8) lotrecht zur Achse, und wobei jeder Schnitt der ringförmigen Lippe (1) durch eine solche diametrale Ebene P(&thgr;) definiert ist durch:

– das Verengungsverhältnis CR(&thgr;), das gleich dem Quadrat des Verhältnisses der Entfernung E(&thgr;) der Eintrittskante von der Achse und der Entfernung C(&thgr;) des Halses von der Achse ist;

– die Entfernung a(&thgr;), parallel zur Achse, zwischen dem Hals und der Eintrittskante;

– die Entfernung b(&thgr;), lotrecht zur Achse, zwischen dem Hals und der Eintrittskante; und

– das Verhältnis r(&thgr;) = a(&thgr;)/b(&thgr;);

wobei das Verengungsverhältnis CR(&thgr;) und dieses Verhältnis r(&thgr;) die Basiswerte CRb beziehungsweise rb für die horizontalen Schnitte der Lippe (1) haben, für die &thgr; = 90°,

dadurch gekennzeichnet, dass:

– das Verengungsverhältnis CR(0) des oberen vertikalen Schnitts S(0) gleich CR(0) = CRb + a1 × Sc ist, wobei a1 in diesem Ausdruck eine Konstante ist;

– das Verhältnis r(0) des oberen vertikalen Schnitts gleich r(0) = rb + a2 × Sc ist, wobei a2 in diesem Ausdruck eine Konstante ist;

– das Verengungsverhältnis CR(&thgr;) des oberen Schnitts S(&thgr;) der Lippe (1) durch die diametrale Ebene P(&thgr;), die mit der vertikalen Ebene den Winkel &thgr; bildet, die Gleichung CR(&thgr;) = CRb + [CR(0) – CRb] × cos&thgr; erfüllt; und

– das Verhältnis r(&thgr;) des oberen Schnitts S(&thgr;) der Lippe (1) durch die diametrale Ebene P(&thgr;), die mit der vertikalen Ebene den Winkel &thgr; bildet, die Gleichung r(&thgr;) = rb + [r(0) –rb] × cos&thgr; erfüllt.
Lufteinlass nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Konstante a1, wenn der Scarf-Winkel Sc in Grad ausgedrückt wird, einen Wert zwischen 0,002 und 0,008 hat. Lufteinlass nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Konstante a2, wenn der Scarf-Winkel Sc in Grad ausgedrückt wird, einen Wert zwischen –0,03 und 0 hat. Lufteinlass nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet, dass:

– das Außenprofil [3S(&thgr;)] der oberen Schnitte S(&thgr;) der Lippe (1) im Vergleich zu den beiden horizontalen Schnitten (Sb) der Lippe (1) eine Außenverdickung (11) aufweist, die hinter der Eintrittskante [7S(&thgr;)] beginnt;

– die Außenverdickung (11) umso dicker ist, je größer der Scarf-Winkel Sc ist; und

– die Außenverdickung (11) an dem oberen vertikalen Schnitt (S0) der Lippe (1) am größten ist und schrittweise und symmetrisch in Richtung der horizontalen Schnitte (Sb) abnimmt, wo sie verschwindet.
Lufteinlass nach Anspruch 4, bei dem man für jeden oberen Schnitt S(&thgr;) c(&thgr;) die Entfernung nennt, lotrecht zur Achse, zwischen der Eintrittskante [7S(&thgr;)] und dem Punkt D(&thgr;) des Außenprofils [3S(&thgr;)], dessen Entfernung d(&thgr;) von der Eintrittskante, parallel zur Achse, gleich dem Zehntel der Entfernung E(&thgr;) der Eintrittskante von der Achse (M-M) ist, wobei das Verhältnis p(&thgr;) = c(&thgr;)/d(&thgr;) für die horizontalen Schnitte der Lippe (1) den Basiswert pb hat,

dadurch gekennzeichnet, dass:

– das Verhältnis p(0) des oberen vertikalen Schnitts S(0) gleich p(0) = pb + a3 × Sc ist, wobei a3 in diesem Ausdruck eine Konstante ist; und

– das Verhältnis p(&thgr;) des oberen Schnitts S(&thgr;) der Lippe durch die diametrale Ebene, die mit der vertikalen Ebene (V-V) den Winkel &thgr; bildet, die Gleichung p(&thgr;) = pb + [p(0) – pb] × cos&thgr; erfüllt.
Lufteinlass nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Konstante a3, wenn der Scarf-Winkel Sc in Grad ausgedrückt wird, einen Wert zwischen 0 und 0,04 hat. Lufteinlass nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, dass:

– das Innenprofil [5s(&thgr;)] der unteren Schnitte [s(&thgr;)] der Lippe (1) ein Verengungsverhältnis aufweist, das größer ist als das Basis-Verengungsverhältnis CRb; und

– dieses größere Verengungsverhältnis an dem unteren vertikalen Schnitt [s(0)] der Lippe am größten ist und schrittweise und symmetrisch in Richtung der horizontalen Schnitte (Sb) abnimmt, wo es den Wert CRb annimmt.
Lufteinlass nach einem der Ansprüche 1 bis 7,

dadurch gekennzeichnet, dass:

– das Innenprofil [5s(&thgr;)] der unteren Schnitte [s(&thgr;)] der Lippe (1) hinter der Eintrittskante 7s(&thgr;) eine Verdünnung (12) aufweist, so dass der Hals [6s(&thgr;)] nach hinten versetzt ist;

– die Verdünnung (12) umso stärker ausgeprägt ist, je größer der Scarf-Winkel Sc ist; und

– die Verdünnung (12) an dem unteren vertikalen Schnitt (s(0) der Lippe (1) am stärksten ausgeprägt ist und schrittweise und symmetrisch in Richtung der horizontalen Schnitte Sb geringer wird, wo sie verschwindet.






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