DE1028889B - Vorrichtung zum Vergroessern des Impulses eines Mediumstromes - Google Patents

Vorrichtung zum Vergroessern des Impulses eines Mediumstromes

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DE1028889B
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Germany
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medium
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Jean Henri Bertin
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Bertin et Cie SA
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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02KJET-PROPULSION PLANTS
    • F02K5/00Plants including an engine, other than a gas turbine, driving a compressor or a ducted fan
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C23/00Influencing air flow over aircraft surfaces, not otherwise provided for
    • B64C23/005Influencing air flow over aircraft surfaces, not otherwise provided for by other means not covered by groups B64C23/02 - B64C23/08, e.g. by electric charges, magnetic panels, piezoelectric elements, static charges or ultrasounds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
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    • B64C39/062Aircraft not otherwise provided for having disc- or ring-shaped wings having annular wings
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Description

  • Vorrichtung zum Vergrößern des Impulses eines Mediumstromes Die Erfindung bezieht sich auf eine zum Velgrößern des Impulses eines Mediumstromes dienende Vorrichtung, die insbesondere als Hub- oder Antriebsvorrichrtung, besonders zum Aufsteigenlassen von Flugkörpern in senkrechter Richtung geeignet ist.
  • Es sind Vorrichtungen bekannt, die aus einem Rohr bestehen, das einen konvergierenden Teil, welcher das Medium in Geschwindigkeit versetzt, und einen divergierenden Teil aufweist, welcher dazu. dient, die Geschwindigkeit des Mediums zu dämpfen. Die Erfindung besteht darin, daß der divergierende Teil von einem Mediumschleier gebildet wird, der durch das Ausströmen eines unter Druck stehenden Hilfsmediums aus einer düsenartigen Öffnung in Form eines an dem festen konvergierenden Rohr vorgesehenen und in zweckentsprechender Weise gerichteten Schlitzes erzeugt wird.
  • Die Einführung des Mediums in das konvergierende Rohr kann allein durch, die Mitnahmewirkung des Mediumschleiers erhalten werden. Jedoch ist es zwecks Vergrößerung des Schubes vorteilhaft, eine Hilfseinrichtung zum Antreiben des Mediums, z. B. einen Ventilator oder einen Strahlinjektor, zu verwenden.
  • Während hei einem üblichen konvergent-divergent verlaufenden Rohr die hohe Bewegungsgröße, welche das Medium an der engsten Stelle dieses Rohres besitzt, nicht ausgenutzt werden kann, weil diese Bewegungsgröße in dem mit dem konvergierenden Teil stofflich verbundenen divergierenden Teil gedämpft wird, gestattet der Umstand, daß bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung der divergierende Teil ein Mediumschleier ohne mechanische Verbindung mit dem konvergierenden Teil ist, die große Geschwindigkeit, welche von dem Medium an der engsten Stelle erreicht wird, zur Reaktion auszunutzen. Wenn die Vorrichtung senkrecht angeordnet ist, gestattet sie somit, eine einfache und wirksame Hub- oder Auftriebsvorrichtung für Flugkörper oder einen Haupt- oder Hilfsantrieb für Flugkörper und Luftfahrzeuge zu schaffen, welche in senkrechter Richtung aufsteigen sollen.
  • Der divergierende Teil kann auch nur teilweise aus einem Mediumschleier bestehen und einen festen Teil aufweisen, der unsymmetrisch mit Bezug auf die Achse des Hauptstromes angeordnet ist.
  • Andererseits kann auch ein Teil der Wandung des konvergierenden Rohres von einem Mediumschleier gebildet werden, was gestattet, auf dem festen Teil der Wandung des konvergierenden Rohres eine Nutzkraft zu sammeln.
  • Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert.
  • Fig. 1 bis 7 sind schematische Achsenschnitte von verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung; Fig.8 ist eine Seitenansicht der in Fig.7 im Schnitt wiedergegebenen Vorrichtung; Fig.9 ist ein in größerem Maßstab gehaltener Halbschnitt einer Ausführungsform einer düsenartigen Öffnung, welche dazu dient, den divergierenden Mediumschleier zu erzeugen; Fig. 10 und 11 stellen eine teilweise geschnittene Seitenansicht bzw. eine Vorderansicht einer Ausführungsform der Erfindung dar, welche die Tragkraft eines Flugzeugflügels zu erhöhen gestattet; Fig. 12 und 13 sind ähnliche Ansichten einer weiteren Ausführungsform, welche sich für den gleichen Zweck eignet; Fig. 14 und 15 sind eine Seitenansicht bzw. eine Draufsicht auf einen Flugkörper; welcher sich in senkrechter Richtung erheben kann; Fig. 16 und 17 zeigen zwei um 90° versetzte senkrechte Projektionen einer weiteren Ausführungsform, bei welcher ein Teil der Wandung des konvergierenden Rohres ebenfalls von einem Mediumschleier gebildet wird.
  • Die in Fig. 1 wiedergegebene Vorrichtung weist ein konvergierendes Rohr 1 mit fester Wandung auf, weiches beispielsweise von einem Umdrehungskörper um die Achse a-a gebildet sein kann, aber auch irgendeine andere Farm besitzen kann, wie dies weiter unten erläutert wird. Um die engste Stelle 2 dieses konvergierenden Rohres 1 erstreckt sich eine düsenartige Öffnung 3 in Form eines Schlitzes, der über einen Sammelraum 4 durch eine mit diesem verbundene Leitung 5 mit unter Druck stehendem Medium gespeist wird, welches aus einer zweckentsprechenden Quelle kommt. Beim Austritt aus dem Schlitz erzeugt das Medium einen Strahl 6 in Form eines Schleiers, welcher eine Fortsetzung der materiellen Wandung des konvergierenden Rohres 1 darstellt.
  • Die düsenartige Öffnung 3 Ist derart gerichtet, daß die Geschwindigkeit des Mediums an deren Ausgang mit der Achse a-a einen spitzen Winkel a bildet, so daß der aus dem Schlitz austretende Mediumschleier 6 eine divergierende Mediumwandung bildet, welche sich an die materielle konvergierende Wandung des Rohres 1 anschließt, die an der engsten Stelle 2 endet. Dieser Mediumschleier, welcher an seinem Anfang tangential zu einem Umdrehungskegel mit einem Winkel von 2 a an der Kegelspitze in dem Fall verläuft, in welchem das konvergierende Rohr 1 selbst von einem Umdrehungskörper gebildet wird, oder welcher in jedem Fall an seinem Anfang durch die Richtung der anfänglichen Geschwindigkeiten V der verschiedenen, aus dem Schlitz austretenden Stromfäden eingehüllt ist, krümmt sich entsprechend den Differenzen der Drücke in den beiden Zonen des Raumes, welche er trennt. In dem Fall, in weichem die Vorrichtung sich in der freien Luft befindet, so daß sie die aus der Atmosphäre vor dem konvergierenden Rohr aufgenommene Luft hinter dem divergierenden Mediumschleier wieder in die Atmosphäre abgibt, nimmt somit der Mediumschleier eine Form an, welche derjenigen ähnlich ist, die in Fig. 1 wiedergegeben ist. Während der Mediumschleier auf Grund der Richtung des Schlitzes 3 anfänglich konisch verläuft, sucht er unter dem Einfluß des äußeren Überdruckes eine zylindrische Gestalt anzunehmen.
  • Der Vortrieb des Mediums aus der Umgebung in Richtung der Pfeile wird durch einen kleinen Ventilator oder eine Luftschraube 7 erhalten, welche das Medium in den Eingang des konvergierenden Rohres 1 drückt und deren Vortriebsleistung nicht groß zu sein braucht.
  • Wenn zwecks Erläuterung der Grundsätze der Erfindung beispielswiese angenommen wird, daß die Vorrichtung mit ihrer Achse a-a senkrecht angeordnet ist und zunächst in der Atmosphäre stillsteht, dann bewirkt der Ventilator 7, daß die Luft gegen das konvergierende Rohr in Bewegung versetzt wird. Beim Durchgang durch das konvergierende Rohr erhöht sich die Geschwindigkeit der Luft bis auf ein Maximum an der engsten Stelle 2. In dem von dem Mediumschleier 6 gebildeten divergierenden Teil dämpft sich diese Geschwindigkeit in dem gleichen Maße, wie der Druck, weicher an der engsten Stelle verringert worden ist, wieder auf den Wert des Atmosphärendruckes ansteigt, welchen die Luft vor hrem Eintritt in das konvergierende Rohr besaß. Diese Diffusion in dem divergierenden Medium erfolgt dabei mit einem guten Wirkungsgrad auf Grund les Umstandes, daß die Grenzschichten mit verringerter Geschwindigkeit, wie sie bei divergierenden Roh--en mit fester Wandung beobachtet werden, fehlen bzw. vermindert sind.
  • Die Wandung des konvergierenden Rohres 1 ist an ler Außenseite dem Atmosphärendruck unterworfen, während sie auf der Innenseite einem Unterdruck ausgesetzt ist, der sich vom Eingang des konvergierenden Rohres bis zu seiner engsten Stelle vergrößert, abgesehen von dem kleinen Teil der Eingangsfläche, wo die Wirkung des Ventilators 7 einen Überdruck erzeugen kann. Auf jeden Fall ist die Resultierende der absoluten Drücke, welche auf die innere Wandung und auf die äußere Wandung wirken; eine Kraft, welche nach oben gerichtet ist und infolgedessen das konvergierende Rohr und die mit ihm verbundenen Organe zu heben sucht. Zu dieser Kraft, welche sich auf Grund des Vorhandenseins des divergierenden Mediumschleiers ergibt und im Fall eines divergierenden Teiles mit fester Wandung durch eine in umgekehrter Richtung wirkende Kraft aufgehoben würde, kommt der von dem Ventilator erzeugte Schub und derjenige hinzu, welcher durch die Reaktionswirkung entsteht, die von dem Mediumschleier hervorgerufen wird.
  • Die Vorrichtung kann somit als Hub- oder Antriebsvorrichtung für irgendeinen in einem gasförmigen oder flüssigen Medium befindlichen Körper und insbesondere als Hubvorrichtung oder Antriebsvorrichtung für senkrecht aufsteigende Flugkörper oder Luftfahrzeuge verwendet werden.
  • Die in Fig. 2 wiedergegebene Ausführungsform unterscheidet sich von derjenigen gemäß Fig. 1 nur darin, daß der Ventilator 7, welcher den Vortrieb des Mediums gewährleistet, mit Saugwirkung anstatt mit Druckwirkung arbeitet und hinter dem divergierenden Mediumschirm und vorzugsweise im Innern eines zylindrischen Mantels 8 angeordnet ist, welcher den divergierenden Mediumschleier umschließt. Dieser Mantel erleichtert das Anlassen des Systems und verbessert den Schutz des Ventilators: Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 ist der Ventilator durch einen Hilfsstrahl ersetzt, welcher aus einer düsenartigen Leitung 9 austritt, die bei diesem Beispiel in der Achse des konvergierenden Rohres 1 angeordnet ist. Ebenso wie der Ventilator bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig.2 kann die düsenartige Leitung 9 bei der Ausführungsform gemäß Fig.3 hinter dem divergierenden Mediumschleier und vorzugsweise in einem zylindrischen Mantel angeordnet sein.
  • Fig. 4 zeigt eine vereinfachte Lösung, bei welcher weder ein Ventilator noch ein Hilfsstrahl vorhanden ist. Der Vortrieb des Mediums in das Innere des festen konvergierenden Rohres 1 und den divergierenden Mediumschleier erfolgt hier allein auf Grund der Mitnahmewirkung des Mediumschleiers durch Reibung und Viskosität. Der Gesamtwirkungsgrad dieser Ausführungsform ist zwar geringer, jedoch der Aufbau ist in maximaler Weise vereinfacht.
  • Es können auch mehrere Stufen hintereinander angeordnet werden, wie dies in Fig. 5 wiedergegeben ist, wobei die konvergierenden Teile dieser Stufen e1, e2, e3, e4 ... in ihrem Durchmesser derart zunehmen, daß der Mediumschleier 6 jeder Stufe in die nachfolgende Stufe eindringt und darin die Luft durch seine Außenfläche mitnimmt.
  • Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform, welche eine Hintereinandierschaltung von zwei konvergierenden Rohren 1 a und 1 b aufweist, auf die jeweils ein divergierender Mediumschleier 6 a bzw. 6 b folgt. Das zweite konvergierende Rohr 1 b nimmt den durch den Mediumschleier 6a geführten Strom des ersten konvergierenden Rohres l a, von bereits verringerter Geschwindigkeit auf und erhöht diese Geschwindigkeit von oeguem; die auf die beiden hintereinander auf einem Luftfahrzeug angeordneten konvergierenden Rohre ausgeübten Schubkräfte addieren sich auf dein Luftfahrzeug. Die Anzahl von Vorrichtungen, welche hintereinandergeseh.altet werden können, wird lediglich durch die Verluste durch irreversible Wärme-Umwandlung begrenzt. In dem ersten konvergierenden Rohr kann die Abgabegeschwindigkeit des Mediums mit Hilfe einer Hilfsdüsenleitung 9 oder eines Ventilators oder eines Hilfsstrahles erhöht werden, oder es kann ein saugend wirkender Ventilator hinter dem letzten konvergierenden Rohr entsprechend einer der Fig. 2 ähnlichen Anordnung oder in einer Zwischenzone zwischen zwei konvergierenden Rohren vorgesehen werden.
  • Bei jedem dieser Beispiele kann das konvergierende Rohr natürlich auch irgendeine andere beliebige Form, die nicht von einem Umdrehungskörper gebildet wird, haben, deren Wandung sich in einem Mediumschleier fortsetzt, der aus einer düsenartigen Öffnung in Form eines Schlitzes austritt, welcher um die engste Stelle des konvergierenden Rohres herumläuft.
  • Die Fig. 7 und 8 geben eine Vorrichtung wieder, bei welcher der konvergierende Teil einen rechteckigen Querschnitt besitzt, wobei Fig.7 ein Schnitt durch eine Ebene parallel zu den kleinen Seiten des Rechtecks ist und Fig. 8 eine seitliche Projektionsansicht auf eine Ebene parallel zu einer großen Seite des Rechtecks darstellt. Parallel zu den kleinen Seiten des Rechtecks sind das konvergierende Rohr 1 und der Mediumschleier 6 in diesem Beispiel durch zwei parallele Platten 11 begrenzt. Andere Formen, welche sich den ins Auge gefaßteu Zwecken anpassen, sind ebenfalls möglich.
  • Die Medien, sowohl dasjenige des divergierenden Schleiers als auch dasjenige des Hauptstromes, können, je nach den betreffenden Anwendungszwecken, aus Gasen oder Flüssigkeiten bestehen. Die Vorrichtung kann auch eine solche sein, welche z. B. einen von der Flüssigkeit gebildeten Schleier und einen gasförmigen Hauptstrom oder umgekehrt verwendet.
  • Um den Mediumschleier genau zu richten und ihn in zweckentsprechender Weise zu speisen, kann eine düsenartige Öffnung von der Art, wie sie in Fig.9 wiedergegeben ist, verwendet werden. Diese weist mehrere parallele Schlitze auf, die voneinander durch glatte Wände 12 getrennt sind, welche mit kleinen Zwischenräumen voneinander angeordnet sind. Auf diese Weise kann ein Schleier erhalten werden, welcher am Anfang verhältnismäßig dick und gleichzeitig genau gerichtet ist.
  • In den Fig. 10 und 11 ist mit 21 der Rumpf eines zweimotorigen Flugzeuges und mit 22 einer der Flügel bezeichnet, welcher das eine Motorgehäuse 23 mit seiner Luftschraube 24 trägt. Längs der Oberseite jedes Flügels und in einem kleinen Abstand von diesem ist ein Hilfsprofilkörper 25 angeordnet, welcher sich zwischen dem Rumpf 21 und dem Außenende 26 des Flügels erstreckt, wo er in zweckentsprechender Weise abgestützt ist. Das Außenende des Flügels kann beispielsweise nach oben gekröpft sein, wie dies in Fig. 11 wiedergegeben ist, um sich mit dem Profilkörper 25 zu verbinden.
  • Der Profilkörper 25 begrenzt auf diese Weise zwischen sich und dem Flügel einen Spalt 27; der nach hinten konvergent verläuft, wie dies aus Fig. 10 ersichtlich ist. Der Profilkörper 25 ist hohl und läuft nach hinten in einem Längsschlitz 28 aus, der sich so nahe als möglich an der materiellen Verengung befindet, die zwischen dem Profilkörper 25 und dem Flügel 22 gebildet wird. Der Schlitz 28 ist derart gerichtet, daß der flache Mediumstrahl oder Mediumschleier v, welcher aus ihm austritt, wenn der Innenraum des Profilkörpers 25 mit einem unter Druck stehenden Medium aus einer zweckentsprechenden Quelle gespeist wird, eine Richtung besitzt, die mit der Tangentenebene c-t an die Oberseite des Flügels längs der Spaltverengung an der Stelle c einen Winkel a bildet. Der Winkel a ist derart gewählt, daß der Mediumschleier v mit Bezug auf die Oberseite des Flügels divergent verläuft.
  • Die Arbeitsweise dieser Vorrichtung ist folgende: Wenn aus dem Schlitz 28 der Mediumschleier v austritt und die Umgebungsluft zwischen dem Profilkörper 25 und dem Flügel 22 hindurchströmt, vermindert sich der statische Druck dieser Luft, welcher an der stromaufwärts liegenden Seite gleich dem Atmosphärendruck ist, rasch bis auf ein Minimum in der Nähe der engsten Stelle. Dieser Unterdruck mit Bezug auf den Atmosphärendruck wirkt auf die Flächen des Profilkörpers 25 und des Flügels 22 in der Nähe der engsten Stelle c und stromaufwärts davon und liefert auf Grund der Lage dieser Flächen eine Antriebsschubkomponente.
  • Hinter der engsten Stelle c wird die durch sie hindurchgehende Umgebungsluft in dem divergierenden Teil, welcher zwischen der Oberseite des Flügels und dem Mediumschleier v gebildet wird, allmählich wieder bis auf Atmosphärendruck verdichtet. Die Druckdifferenz zu beiden Seiten des Mediumschleiers wird durch die Zentrifugalkräfte auf Grund der Krümmung des Mediumschleiers unter der Wirkung desselben Unterdruckes im Gleichgewicht gehalten. Die Druckdifferenz zwischen den beiden Flächen f1 und f2 des Flügels hinter der engsten Stelle c erzeugt Auftriebskräfte an der Oberseite des Flügels.
  • Die Atmosphärenluft, welche durch die engste Stelle des Spaltes 27 hindurchgeht, kann in diesen durch die Wirkung des Mediumschleiers selbst, wenn der Winkel a nicht zu groß ist, oder durch irgendein anderes Mittel eingeführt werden. Wenn sich die Luftschraube 24 des Flugzeuges in Wirkung befindet, unterstützt sie die Einführung von Atmosphärenluft in den Spalt 27. Man kann daher den Winkel a vergrößern und ihm Werte geben, die sogar bis zu einem rechten Winkel betragen können, wenn die Wirkung des Mediumschleiers ausgenutzt werden soll, während die Luftschraube durch den Motor angetrieben wird.
  • Für eine und dieselbe Luftabgabe durch die engste Stelle c des Spaltes 27 hindurch ist die Auftriebskraft proportional der Bewegungsgröße des Mediumschleiers (d. h. dem Produkt aus der Abgabemenge des Hilfsmediums und seiner Ausblasgeschwindigkeit aus dem Schlitz 28).
  • Die Stabilisierung des Flugzeuges kann auf folgende Weise herbeigeführt werden: a) Um die Längsachse durch Änderung der Bewegungsgröße des Mediumschleiers auf dem einen oder dem anderen Flügel oder durch differentielle Änderung des Winkels a, welcher auf die Menge der in den Spalt 27 geführten Luft einwirkt. Zu diesem Zweck kann ein z. B. zwischen dem Motorgehäuse 23 und dem äußeren Ende 26 des Flügels liegender Teil des Profilkörpers 25 um eine im wesentlichen mit dem Schlitz 28 zusammenfallende Achse drehbar ausgebildet werden, wobei diese Drehung durch das Steuersystem des Flugzeuges geregelt wird.
  • b) Um die Querachse durch Verschieben des Profilkörpers 25 in bezug auf den Flügel, wodurch das Schubzentrum in Bezug auf den Schwerpunkt verlagert wird, oder dadurch, daß so weit als möglich von dem Schwerpunkt weg eine regelbare Auftriebs--inrichtung angeordnet wird, welche beispielsweise von einem bekannten Mittel, wie einem senkrechten Strahl, einer Hilfsluftschraube mit senkrechter Achse od. dgl. oder von einer Vorrichtung mit Mediumschleier gebildet wird, die derjenigen ähnelt, wie sie oben für den Flügel beschrieben wurde, aber auf das horizontale Leitwerk des Flugzeuges angewendet ist.
  • Was die erste Ausführungsform betrifft (Verschiebung des Profilkörpers 25), kann der zwischen dem Rumpf 21 und dem Motorgehäuse 23 liegende Teil des Profilkörpers 25 beispielsweise an seinen Enden in Kulissen 26a (Fig. 10) geführt werden, welche an dem Rumpf und an dem Motorgehäuse vorgesehen sind und den Profilkörper 25 parallel zu der Tangentenebene c-t führen können. Dabei kann die Verschiebung des Profilkörpers durch das Steuersystem des Flugzeuges über eine zweckentsprechende Transmission gesteuert werden, welche beispielsweise von einer parallel zu dem Profilkörper 25 verlaufenden drehbaren Achse, die in dem Flügel angeordnet und mit dem Profilkörper durch Lenker verbunden ist, gebildet werden kann. Die Zufuhr des Hilfsmediums zu dem Profilkörper kann mit Hilfe einer biegsamen Leitung im Inneren des Rumpfes erfolgen. Eine Platte 26b, die an jedem Ende des beweglichen Teiles des Profilkörpers befestigt ist, gestattet, die Öffnung im Rumpf und im Motorgehäuse abzuschließen.
  • Die Fig. 12 und 13 veranschaulichen eine der vorhergehend beschriebenen ähnliche Anwendung, bei welcher jedoch mehrere Hilfsprofilkörper 25a, 25b, 25c vorgesehen sind, die parallel zueinander oberhalb der Oberseite des Flügels 22 angeordnet sind, um mehrere Mediumschleier va, vb, vc und mehrere hintereinanderfolgende Spaltverengungen zu bilden. Die diesen aufeinanderfolgenden Hilfsprofilkörpern 25a, 25 b, 25 c entsprechenden Verengungen nehmen in ihrem Querschnitt derart zu, daß jeder Mediumschleier wenigstens teilweise in den nachfolgenden Spalt eindringt und in diesen die Luft mitnimmt.
  • Schließlich ist die Hinterkante des Flügels 22 selbst der Träger eines Blasschlitzes 29, welcher einen Schleier vd erzeugen kann, der mit Bezug auf den Schleier vc des letzten Hilfsprofilkörpers 25c divergent verläuft, d. h., hier nach unten gerichtet ist. Der zwischen den Schleiern vc und vd erhaltene divergierende Mediumstrom vollendet den Übergang des Druckes zwischen den Schleiern auf Atmosphärendruck und ergibt einen besseren Wirkungsgrad, als wenn die eine der Wandungen fest wäre. Dadurch wird die Menge der durch die Schleier eingeführten Luft erhöht, außerdem ihr Druck längs des Flügels vermindert, so daß der Auftrieb verbessert wird.
  • Bei dem Beispiel gemäß den Fig. 12 und 13 ist ferner der Flügel an seinem Außenende nicht gekröpft wie bei dem Beispiel gemäß Fig. 11, sondern mit einer Fläche 30 versehen, die senkrecht zu dem Flügel und zu den Hilfsprofilkörpern steht und als Schutzschirm dient, welcher den Zutritt von seitlicher Luft verhindert.
  • Die Vorrichtung kann auch auf einen anderen Profilteil als einen Flügel angewendet werden, beispielsweise auf die Oberseite des Rumpfes eines Flugzeuges.
  • Die Fig. 14 und 15 stellen ein Ausführungsbeispiel dar, bei welchem der durch die Vorrichtung gemäß der Erfindung erhaltene Auftrieb im wesentlichen dazu dient, einen mit ihr versehenen Flugkörper zu heben. Dieser Flugkörper 31 ist hier kreisrund, und der hohle Hilfsprofilkörper 32 und der Ausblasschlitz 33 für den Mediumschleier sind ringförmig ausgebildet. Das unter Druck stehende Hilfsmedium wird im Innern des Flugkörpers 31 erzeugt und dem Profilkörper 32 durch ihn tragende Arme 34 hindurch zugeführt. Ein Ventilator 35 mit senkrechter Achse, welcher durch einen in dem Flugkörper 31 angeordneten Motor angetrieben wird, dient dazu; die Geschwindigkeit der Luft zu erhöhen, welche zwischen dem Profilkörper 32 und dem eigentlichen Flugkörper 31 hindurchgeht. Der Unterdruck, welcher an der ringförmigen Verengung zwischen den Teilen 31 und 32 entsteht, erzeugt den Auftrieb.
  • Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen bildet der konvergierende Teil den Sitz eines entsprechend seiner Achse gerichteten Schubes. Dieser Schub kann ganz oder teilweise die Widerstandskomponente des für den Auftrieb ausnutzbaren Schubes, der auf den materiellen Teil des divergierenden Abschnittes ausgeübt wird, im Gleichgewicht halten und sogar übersteigen, wobei sich diese Komponente auf Grund der Schräglage des divergierenden Abschnittes mit Bezug auf die mittlere Achse des eingeführten Mediums ergibt.
  • Bei der Ausführungsform gemäß den Fig. 16 und 17 ist der Hohlkörper 36, welcher den Blasschlitz 37 für den Mediumschleier aufweist, einer festen Wandung 38 zugeordnet, die eine solche Krümmung besitzt, daß der Zwischenraum zwischen dem Mediumschleier und dieser Wandung zunächst abnimmt und dann wieder zunimmt. Auf diese Weise wird an einem Punkt c zwischen der festen Wandung und dem Mediumschleier eine Verengung gebildet, der ein konvergierender Abschnitt vorangeht, dessen Wandung zum Teil durch den Mediumschleier gebildet wird. Der Unterdruck, welcher von dem zwischen der festen Wandung 38 und dem Mediumschleier hindurchgehenden Hauptmediumstrom auf diese feste Wandung vor der engsten Stelle ausgeübt wird, kann auf diese Weise dazu herangezogen werden, einen Schub auf die Wandung 38 herbeizuführen.
  • In den Fig. 16 und 17 ist der Körper 38 als Zylinder mit kreisförmigem Querschnitt dargestellt, jedoch kann er auch andere Formen annehmen. Der Körper 38 kann einen waagerechten Ansatz an einem Flugkörper 39 darstellen, welcher dazu bestimmt ist, sich in senkrechter Richtung zu erheben, und es können mehrere solche Ansätze um die Achse a-a des Flugkörpers herum verteilt sein.
  • Der Zylinder 38 kann vorzugsweise selbst eine oder mehrere Hilfsblasöffnungen 40 aufweisen, die im wesentlichen tangential zu seiner Wandung verlaufen und derart gerichtet sind, daß sie um den Zylinder herum eine Strömung in der gleichen Richtung bewirken, wie sie der Mediumschleier verursacht. Die wechselseitige Wirkung zwischen den Blasschlitzen 40 und dem Mediumschleier kann durch eine Verstellung des Zylinders 38 geregelt werden, wenn dieser um seine Achse drehbar gemacht und mit einer Steuervorrichtung verbunden wird, welche beispielsweise eine Schnecke und ein mit dem Zylinder verbundenes Zahnrad im Innern des Rumpfes aufweist. An Stelle der Hilfsschlitze 40 kann auch einfach eine kontinuierliche Drehung des Zylinders 38 um seine Achse benutzt werden, wobei diese Drehung in der gleichen Richtung wie die Blasschlitze verläuft und entweder durch die einfache Mitnahmewirkung des aus dem Schlitz 37 austretenden Mediumschleiers oder mit Hilfe eines Motors aufrechterhalten werden kann.

Claims (15)

  1. PATENTANSPRÜCHE 1. Vorrichtung zum Vergrößern des Impulses eines Mediumstromes, die insbesondere als Hub-oder Antriebsvorrichtung für irgendeinen in einem Medium befindlichen Körper und besonders für senkrecht aufsteigende Flugkörper oder Luftfahrzeuge geeignet ist, mit einem festen konvergierenden Rohr, welches das Medium in Geschwindigkeit versetzt, in Verbindung mit einem sich anschließenden divergierenden Teil, welcher dazu dient, die Geschwindigkeit des Mediums zu dämpfen, dadurch gekennzeichnet, daß der divergierende Teil von einem Mediumschleier gebildet wird, der durch das Ausströmen eines unter Druck stehenden Hilfsmediums aus einer düsenartigen Öffnung in Form eines an dem festen konvergierenden Rohr vorgesehenen und in zweckentsprechender Weise gerichteten Schlitzes erzeugt wird.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, welche dem Medium einen Anfangsimpuls erteilt, der in dem festen konvergierenden Rohr verstärkt wird.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung aus einem mit Drück- oder Saugwirkung arbeitenden Ventilator besteht.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit Druckwirkung arbeitender Ventilator in der Nähe der Ebene angeordnet ist, in welcher der Eingang des konvergierenden Rohres liegt.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit Saugwirkung arbeitender Ventilator hinter dem konvergierenden Rohr innerhalb eines zylindrischen Mantels angeordnet ist, welcher den divergierenden Mediumschleier einhüllt.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung, welche dem Medium einen Anfangsimpuls erteilt, eine düsenartige Leitung aufweist, welche einen Hilfsstrahl erzeugt und vor oder hinter der engsten Stelle des konvergierenden Rohres angeordnet ist.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömung in dem konvergierenden Rohr teilweise durch ein stromaufwärts von ihm angeordnetes, ähnliches konvergierendes Rohr induziert wird. B.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß hinter ihr ein zweites konvergierendes Rohr folgt, welches derart ausgebildet und angeordnet ist, daß es den Mediumschleier und den von ihm umhüllten Strom aufnimmt, wobei diesem zweiten konvergierenden Rohr seinerseits eine düsenartige Öffnung in Form eines Schlitzes zugeordnet ist, welcher hinter dem zweiten konvergierenden Rohr einen divergierenden Mediumschleier erzeugt.
  9. 9. Vorrichtung nach - einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die den Mediumschleier erzeugende düsenartige Öffnung sich über den ganzen Umfang des konvergierenden Rohres oder sich nur über einen Teil dieses Umfanges erstreckt, wobei der Rest des Umfanges durch einen festen Teil verlängert ist, welcher zusammen mit dem Mediumschleier den aus dem konvergierenden Rohr austretenden Strom begrenzt.
  10. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der divergierende Abschnitt nur teilweise von einem Hilfsmediumschleier gebildet ist und wenigstens einen festen Teil enthält, der mit Bezug auf die Achse des Hauptstromes unsymmetrisch angeordnet ist.
  11. 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Wandung des konvergierenden Rohres von einem Mediumschleier gebildet ist.
  12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11 zum Erzeugen einer Schubkraft auf die Wandungen oder Profile eines sich in einem Medium bewegenden Fahrzeuges, dadurch gekennzeichnet, daß die den Hilfsmediumschleier erzeugende düsenartige Öffnung mit Bezug auf eine feste Wandung des Fahrzeuges derart angeordnet ist, daß zwischen dieser Wandung und dem Mediumschleier ein konvergent oder/bzw. und divergent verlaufender Zwischenraum erzeugt wird.
  13. 13. Vorrichtung nach Anspruch 12 in Anwendung auf den Auftrieb von Flugzeugen, gekennzeichnet durch die Anordnung eines oder mehrerer Hilfsprofilkörper an der Oberseite eines Flügels des Flugzeuges, wobei diese Hilfsprofilkörper mit düsenartigen Öffnungen versehen sind, welche einen oder mehrere Mediumschleier erzeugen, die mit Bezug auf die Flügeloberseite divergent verlaufen.
  14. 14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß an der Hinterkante des Flügels eine düsenartige Öffnung angeordnet ist, welche einen Mediumschleier liefert, der mit Bezug auf denjenigen Mediumschleier divergent verläuft, der durch einen Hilfsprofilkörper erzeugt wird, welcher oberhalb der Flügeloberseite etwas stromaufwärts von der Flügelhinterkante angeordnet ist.
  15. 15. Vorrichtung nach Anspruch 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß der den Mediumschleier erzeugenden düsenartigen Öffnung eine feste Wandung zugeordnet ist, welche eine solche Krümmung besitzt, daß der Zwischenraum zwischen dem Mediumschleier und dieser Wandung zunächst abnimmt und dann zunimmt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 308 434; französische Patentschrift Nr. 751601; britische Patentschrift Nr. 389 288.
DES51408A 1955-11-29 1956-11-27 Vorrichtung zum Vergroessern des Impulses eines Mediumstromes Pending DE1028889B (de)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1209439B (de) * 1961-10-05 1966-01-20 Dr Endres Flugkoerper mit einer Einrichtung zur Beschleunigung eines Stroemungsmittels fuer den Antrieb
DE1296878B (de) * 1961-08-04 1969-06-04 Snecma Strahltriebwerk fuer Luftfahrzeuge

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE308434C (de) *
GB389288A (en) * 1931-04-16 1933-03-16 Luigi Stipa Propeller arrangement for aeroplanes and the like
FR751601A (fr) * 1932-02-27 1933-09-07 Tube auxiliaire pour hélices à air, à eau ou analogues

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