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Verfahren und Einrichtung zur regelbaren Änderung des Ansaugdruckes
der Brennkraftmaschine eines Rückstoßtriebwerkes (Düsenmotors) zum Antrieb eines
Fahrzeuges, insbesondere eines Luftfahrzeuges Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zur Änderung des Ansaugdruckes der Kolbenbrennkraftmaschine einer Einrichtung zum
Antrieb eines Fahrzeuges, insbesondere eines Luftfahrzeuges durch den Rückstoß sich
entspannender Gase, z. B. Luft, die aus einem Verdichter, einer den Verdichter antreibenden
Kolbenbrennkraftmaschine und einer Ausströmdüse besteht, sowie Einrichtungen zur
Durchführung dieses Verfahrens. Es ist bekannt, daß mit zunehmender Höhe der Luftdruck
und damit auch die Leistung einer in großer Höhe arbeitenden Kolbenbrennkraftmaschine
abnimmt. Für Luftfahrzeuge, die dauernd in großen Höhen fliegen sollen, müssen die
das Luftfahrzeug mittels einer Luftschraube antreibenden Brennkraft.-maschinen mit
Vorrichtungen ausgestattet werden, die es ermöglichen, den Ladedruck gleichbleibend
zu halten, damit nicht die
Leistung der Brennkraftmaschine mit zunehmender
Höhe abnimmt. Solche Vorrichtungen zur Erhöhung des Ladedruckes sind Luftverdichter,
die je nach dem nötigen Verdichtungsverhältnis ein- oder mehrstufig ausgebildet
sein können. Die Anordnung derartiger Verdichter, auch Lader genannt, hat verschiedene
-Nachteile. So wird z. B. das Leistungsgewicht der Brennkraftmaschine erhöht und
die Betriebssicherheit vermindert. Endlich wird auch der Brennstoffverbrauch erhöht.
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Es ist verständlich, daß mit zunehmender Höhe diese Nach' eile v ergrößert
«-erden. Es ist Aufgabe der Erfindung, bei Triebwerken, die zum Vortrieb von Luftfahrzeugen
dienen, die sich in großen Höhen mit sehr großen Geschwindigkeiten bewegen sollen,
die beschriebenen Nachteile zu vermeiden. Derartige Triebwerke erzeugen den Vortrieb
durch den Rückstoß sich entspannender Gase. Bei einer Einrichtung zum Antrieb eines
Fahrzeuges. insbesondere eines Luftfahrzeuges. durch den Rückstoß sich entspannender
Gase, z. B. Luft, die aus einem Verdichter, einer den Verdichter antreibenden Iiolbenbrennkraftmaschine
und einer Ausströmdüse besteht, entnimmt die Brennkraftmaschine gemäß der Erfindung
ihre Brennluft je nach der Höhenlage des Fahrzeuges aus der die Rückstoßdüse erfüllenden
Luft von höherem Druck (Innendruck) oder aus der die Rückstoßdüse umgebenden Luft
von geringerem Druck (Außendruck), und zwar vorteilhaft beim Fluge in geringen Höhen
aus der die Rückstoßdüse umgebenden Luft und beim Fluge in großen Höhen aus der
die Rückstoßdüse erfüllenden Luft.
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Um ein solches Verfahren zu verwirklichen, ist der Ansaugstutzen der
Brennkraftmaschine mit zwei Mündungen versehen, deren eine innerhalb der Rückstoßdüse
und deren andere außerhalb der Rückstoßdüse gelegen ist. In der Ansaugleitung ist
ein Schaltglied vorgesehen, durch dessen wahlweise Einstellung die Brennkraftmaschine
ihre Brennluft durch die eine oder durch die andere Mündung entnehmen kann. Vorteilhaft
ist dabei die innerhalb der Rückstoßdüse liegende Mündung des Ansaugstutzens der
Brennkraftmaschine in einer Zone des höchsten oder annähernd höchsten Druckes der
Arbeitsluft angeordnet.
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Im weiteren Ausbau der Erfindung sind ferner Mittel vorgesehen, die
eine Einstellung des Schaltgliedes in der Ansaugleitung der Brennkraftmaschine von
Hand oder durch einen Regler gestatten, der auf eine physikalische Größe olleren
deren mehrere, und zwar vorteilhaft solche, die mit der Flughöhe veränderlich sind.
anspricht.
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Es wird durch das Verfahren und die Einrichtungen gemäß der Erfindung
die Möglichkeit geschaffen, die Leistung der den Verdichter eines Rückstoßtriebwerkes
von Luftfahrzeugen antreibenden Brennkraftmaschine in der zum Fluge vorgesehenen
Höhe gleichbleibend zu halten, ohne daß hierzu zusätzliche Höhenlader notwendig
sind und ohne daß der Brennstoffverbrauch der Breitnkraftmaschinen mit zunehmender
Höhe erhöht werden muß.
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In den Abbildungen sind Ausführungarten der Erfindung beispielsweise
dargestellt. Es zeigt Abb. i einen Mittelängsschnitt durch ein Triebwerk, Abb. 2a
und 2 1) eine Einrichtung zur Einstellung des Umschaltgliedes in der Frischluftzuführung
der Brennkraftmaschine von Hand aus, Abb. 3 eine Einrichtung zur Einstellung des
Umschaltgliedes durch einen Regler.
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In Abb. i ist ein Triebwerk dargestellt. das aus einerAusströmdiise
i. einem mechanischen Verdichter 2 und einer diesen \-erdichter treibenden Kolbenbrennkraftmaschine
3 besteht. Die Ansaugleitungen .I der einzelnen Zylinder münden in bekannter Weise
in eine Sammelleitung ä. Diese ist mit einer innerhalb der Ausströmdüse liegenden
Mündung 6 und einer außerhalb der Ausströmdüse liegenden Mündung 7 über ein Schaltglied
S verbunden, welches je nach seiner Einstellung die eine oder die andere -Mündung
außer Betrieb setzt. so daß die Brennkraftmaschine 3. je nach Stellung des Schaltgliedes
S, ihre Brennluft entweder aus dem Innern des düsenförmigen Körpers i über die -Mündung
6 oder aulierhalb des düsenförmigen Körpers i über die Mündung 7 entnimmt. Die Mündung
6 ist vorteilhaft so angeordnet, daß durch sie Brennluft vom höchsten oder annähernd
dein höchsten in dem düsenförmigen Körper i herrschenden Druck entnommen wird. Dieser
Druck wird infolge der in dem difiusorartig geformten Teil ia und in dem mechanischen
Verdichter -2 erfolgender Verdichtung der Luft stets größer sein als der außerhalb
der Düse i herrschende Atmosphärendruck. Die durch die -Mündung 7 entnommene Brennluft
hat im wesentlichen den Druck der Außenluft.
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Bei der beschriebenen Einrichtung kann man in Bodennähe das Schaltglied
8 derart einstellen, daß die Brennkraftmaschine vorerst durch die Mündung 7 ihre
Brennluft erhält. Mit zunehmender Flughöhe wird der Druck der durch die Mündung
,^ angesaugten Brennluft kleiner, und damit sinkt auch in bekannter Weise die Leistung
der Brennkraftmaschine 3. Von einer bestimmten Höhe an wird man daher das Schaltglied
8 derart verstellen, daß die Brennkraftmaschine 3 ihre Brennluft durch die -Mündung
6 erhält. Diese
Brennluft besitzt einen wesentlich höheren Druck
als die Außenluft, so daß die Leistung der Brennkraftmaschine wieder steigt.
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In der Abb. 2 ist das Schaltglied 8 als Dreiwegehahn ausgebildet.
Bei der in Abb. 2 a gezeichneten Lage dieses Schaltgliedes 8 saugt die Brennkraftmaschine
ihre Brennluft durch die innerhalb der Ausströmdüse liegende Mündung 6 an. Der verdrehbare
Teil 8a des Dreiwegehahnes 8 ist mit einem Hebel 9 fest verbunden. An dem einen
Ende dieses Hebels 9 ist eine Stange io mit ihrem Ende angelenkt, das zweite Ende
der Stange io ist mit einem Handhebel i i gelenkig verbunden. Der Handhebel i i,
der um eine festliegende Achse 12 verschwenkbar angeordnet ist, wird in bekannter
Weise auf einem Rastkreis 13 in den beiden Schaltlagen 14 und 15 durch eine Sperrvorrichtung
festgehalten. Es entspricht also die gezeichnete Lage 14 des Handhebels ii der Ansaugstellung
des Umschalthahnes 8; während die Schaltlage 15 des Hebels ii der in der Abb. 2b
dargestellten Lage des Schaltgliedes 8 entspricht. In dieser Lage wird die Brennluft
der Brennkraftmaschine durch die außerhalb der Ausströmdüse liegende Mündung 7 über
den verstellbaren Teil 8a des Dreiwegehahnes 8 angesaugt.
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Die Abb. 3 zeigt die gleiche Ausbildung des Schaltgliedes 8 als Dreiwegehahn
wie in Abb.2. Wieder ist mit dem verdrehbaren Teil 811 des Schaltgliedes ein Hebel
9 fest verbunden. An diesem Hebel ist mit ihrem einen Ende eine Verbindungsstange
i6 -angelenkt; mit ihrem anderen Ende ist die Stange 16 mit der Stange 17 eines
Arbeitskolbens 18 gelenkig verbunden. Der Arbeitskolben 18 gleitet in einem Arbeitszylinder
ig, der durch den Kolben 18 in zwei Räume geteilt wird. Diese beiden Räume stehen
über die Leitungen 2o und 21 mit einem Steuerzylinder 22 in Verbindung. In diesem
Steuerzylinder gleitet ein Steuerkolben 23, der über ein Gestänge 24 mit dem Regler
26 in Verbindung steht. In den Steuerzylinder 22 münden ferner die Druckleitungen
27,:28 und die Saugleitung 29 einer Flüssigkeitspumpe 30, wobei Druckseite und Saugseite
dieser Pumpe über ein Rückschlagventil 32 in Verbindung stehen. In der Druckleitung
ist ferner ein Druckmittelspeicher 31 angeordnet. Der Regler 26 ist als druckempfindliche
Dose ausgebildet, die auf die Änderungen des Aussaugdruckespa anspricht und diese
Änderungen in bekannter Weise auf den Steuerkolben 23 überträgt.
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Es ist selbstverständlich, daß die Reglerbewegungen auch durch einen
mechanischen, elektrischen oder pneumatischen Kraftverstärker auf den Teil 8a des
Schaltgliedes 8, 8a übertragen werden können. Ebenso ist es möglich, die Einrichtung
so auszugestalten, daß die Verstellung des . Teiles 8a des Schaltgliedes 8 gleichzeitig
von Hand und von einem Regler erfolgen kann.