DE1086161B

DE1086161B - Jet propulsion device, especially for model airplanes and toys

Info

Publication number: DE1086161B
Application number: DEV15162A
Authority: DE
Inventors: Max Arthur Lay Coote
Original assignee: V MAX Ltd
Current assignee: V MAX Ltd
Priority date: 1958-10-04
Filing date: 1958-10-04
Publication date: 1960-07-28

Description

Strahlantriebseinrichtung, insbesondere für Modellflugzeuge und Spielzeuge Die Erfindung bezieht sich auf eine Strahlantriebseinrichtung, insbesondere für Modellflugzeuge, -schiffe, -fahrzeuge und Spielzeuge, bei welcher die Schubleistung durch den Rückstoß eines durch eine Düse ausgeblasenen Verbrennungsgasstrahles erzeugt wird.Jet propulsion device, in particular for model airplanes and toys The invention relates to a jet propulsion device, in particular for Model airplanes, ships, vehicles and toys in which the thrust generated by the recoil of a jet of combustion gas blown out through a nozzle will.

Bei den verhältnismäßig kleinen Geräten, für die, wie oben angegeben, die Erfindung besonders geeignet ist, besteht manchmal die Gefahr, daß durch ganze oder teilweise Sperrung oder, Verstopfung der Strahldüse sich ein übermäßig hoher Druck entwickeln kann, der zur Zerstörung der Antriebseinrichtung oder des ganzen Gerätes führt. Zur Lösung dieser an sieh bekannten Aufgabe wurden bisher zusätzliche Einrichtungen in Form von durch Überdruck zerstörbare Zerreißmembranen oder Berstscheiben an einer Stelle der zylindrischen Gehäusewand vorgesehen: Das Ziel der Z rfindung ist es nun, eine Strahldüse zu schaffen, bei der unter Vermeidung solcher zusätzlicher Einrichtungen diese Schwierigkeiten auf einfache und billige Weise überwunden sind. Die Erfindung eignet sich besonders für solche Strahlantriebe, die mit festem Brennstoff arbeiten, bei denen ein Behälter zur Aufnahme einer oder mehrerer fester Brennstoffportionen am hinteren Ende des Gerätes angebracht ist und die Strahldüse enthält, durch welche das Verbrennungsgas zum Antrieb austritt.In the case of the relatively small devices for which, as stated above, the invention is particularly suitable, there is sometimes the risk that, due to full or partial blocking or clogging of the jet nozzle, excessively high pressure can develop, which can destroy the drive device or the whole device. Additional facilities were to solve this known to look task previously provided in the form of destructible by pressure Zerreißmembranen or rupture discs at one point of the cylindrical housing wall: The aim of Z rfindung now is to create a jet in avoiding such additional facilities this Difficulties are overcome in a simple and cheap way. The invention is particularly suitable for jet propulsion systems that work with solid fuel, in which a container for receiving one or more solid fuel portions is attached to the rear end of the device and contains the jet nozzle through which the combustion gas exits for propulsion.

Es ist eine Strahlantriebseinrichtung bekanntgeworden, bei der die Strahldüse mit sich bei hohem Druck aufweitenden Wandteilen versehen ist. Diese Düse dient zum Erreichen eines hohen Wirkungsgrades des Umwandlungsprozesses von Druck in kinetische Energie und es kommt hierbei auf den Durchmesser des Austrittsquerschnittes der Düse an, der auf die Druckdifferenz zwischen Einlaß- und Auslaßquerschnitt angepaßt ist. Eine bekannte Form dieser Düse enthält einen äußeren starren Düsenaustrittsteil, in dem sich ein flexibler Teil befindet, der normalerweise einen gleichbleibenden Durchtrittsquerschnitt aufweist und zum Erreichen der größtmöglichen Energie des austretenden Gases sich nur bis zur Anlage an den starren Teil erweitern kann. Eine andere bekannte Form dieser Düse besteht aus zwei konzentrisch ineinanderliegenden flexiblen Düsenteilen, die so ausgebildet sind, daß sie von einem geringsten Durchlaßquerschnitt sich nur bis zu einem bestimmt bemessenen größten Querschnitt, der demjenigen der vorher beschriebenen Düse entspricht, erweitern können. In beiden Fällen bewegt sich die Veränderung des Durchtrittsquerschnittes in einem begrenzten vorbestimmten Maß.A jet propulsion device has become known in which the Jet nozzle is provided with wall parts that expand at high pressure. These Nozzle is used to achieve a high degree of efficiency in the conversion process of Pressure in kinetic energy and it depends on the diameter of the outlet cross-section the nozzle, which is adapted to the pressure difference between the inlet and outlet cross-section is. A known form of this nozzle includes an outer rigid nozzle outlet part, in which there is a flexible part, which is usually a constant Has passage cross-section and to achieve the greatest possible energy of the escaping gas can only expand up to the system on the rigid part. One Another known form of this nozzle consists of two concentrically one inside the other flexible nozzle parts, which are designed so that they are of the smallest passage cross-section only up to a certain dimensioned largest cross-section, that of the corresponds to previously described nozzle, can expand. Moved in both cases the change in the passage cross-section in a limited predetermined Measure.

Das eingangs erwähnte Ziel der Erfindung wird jedoch erst dadurch erreicht, daß die am Gehäuse lösbar befestigte, konisch verjüngte Austrittsdüse im Bereich ihrer Austrittsöffnung sich in axialer Richtung erstreckende, spaltbare, beim Auftreten eines übermäßig hohen Druckes sich nach außen spreizende und sich voneinander entfernende Abschnitte aufweist.The aim of the invention mentioned at the beginning is only thereby achieved achieved that the releasably attached to the housing, conically tapered outlet nozzle in the area of their outlet opening extending in the axial direction, splittable, when an excessively high pressure occurs, it spreads outwards and spreads outwards having mutually spaced portions.

Da die Merkmale der lösbaren Befestigung der Austrittsdüse sowie der konisch verjüngten Düse an sich bekannt sind, wird dafür ein selbständiger Schutz nicht beansprucht.Since the features of the releasable attachment of the outlet nozzle as well as the conically tapered nozzle are known per se, it becomes an independent protection unclaimed.

In besonderer Ausbildung der Erfindung kann vorgesehen werden, daß die Abschnitte durch in der Düsenwand angebrachte Kerben oder Nuten gebildet sind. Hierdurch bildet die Erfindung eine Sicherheitseinrichtung, durch die verhindert wird, daß sich Teile von der Antriebseinrichtung lösen und während des Betriebes bei Auftreten eines übermäßigen Druckes weggeschleudert werden.In a special embodiment of the invention it can be provided that the sections are formed by notches or grooves made in the nozzle wall. In this way, the invention forms a safety device that prevents that parts of the drive device become detached and during operation be thrown away if excessive pressure occurs.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 einen Teillängsschnitt durch eine erfindungsgemäße Strahlantriebseinrichtung mit Strahldüse in vergrößerter Darstellung, Fig.2 eine perspektivische Ansicht der Strahldüse der Einrichtung gemäß Fig. 1, Fig.3 einen Querschnitt durch die Düse nach der Linie 3-3 der Fig. 1.In the drawing, an embodiment of the invention is shown, 1 shows a partial longitudinal section through a jet propulsion device according to the invention with jet nozzle in an enlarged view, FIG. 2 a perspective view of the Jet nozzle of the device according to FIG. 1, FIG. 3 shows a cross section through the nozzle along the line 3-3 of FIG. 1.

Die Strahlantriebseinrichtung besteht aus einem büchsenförmigen zylindrischen Behälter 10, der üblicherweise aus dünnem Metall hergestellt ist und an einem Ende einen verdickten Bund 12 mit Außengewinde 13 aufweist. Das Gewinde dient zum Aufschrauben eines Halteringes 14, durch dessen nach innen gerichteter Flansch 15 der nach außen gerichtete Flansch 16 der Düse 17 gegen die Kante 18 des Gehäuses 10, unter Zwischenschaltung einer Dichtung 19 gepreßt wird. Die Düse 17 ist aus Metall gepreßt oder gezogen und trichterförmig ausgebildet. Der Hauptteil ist durch einen Kegelstumpf gebildet, an dessen kleinerem Ende sich der Düsenteil 21 anschließt, der die eigentliche Strahldüse bildet. Am Eingangsende ist dieser Düsenteil mit einer Bohrung versehen, deren Durchmesser annähernd ein Viertel des des Gehäuses 10 beträgt. Der Düsenteil21 verjüngt sich progressiv bis zu der kleinen Düsenaustrittsöffnung22. Hierdurch erhält der Düsenteil 21 im Längsschnitt die Form einer Halbellipse, wobei die Düsenachse mit der großen Ellipsenachse zusammenfällt. Auf dem größten Teil des Düsenteiles 21, und zwar auf dessen Außenseite, befinden sich Kerben oder Nuten 23 (Fig. 2 und 3), die sich in Längsrichtung erstrecken und die Sollbruch-Bereiche dieses Teiles der Düse bilden, die bei einem Innendruck in dem Gehäuse 10, der den Normalarbeitsdruck weit überschreitet, brechen. Hierbei weiten sich die Segmente der Wand des Düsenteiles 21 zwischen den Sollbruch-Stellen nach außen blütenartig auf und bewirken eine Vergrößerung der Austrittsöffnung, so daß sich der Druck im Gehäuse 10 ohne Gefahr für die Düsen und das dazugehörige Gerät vermindern kann. Die Düse kann hiernach leicht und schnell auf einfache Weise ersetzt werden.The jet propulsion device consists of a sleeve-shaped cylindrical container 10, which is usually made of thin metal and has a thickened collar 12 with an external thread 13 at one end. The thread is used to screw on a retaining ring 14, through the inwardly directed flange 15 of which the outwardly directed flange 16 of the nozzle 17 is pressed against the edge 18 of the housing 10, with the interposition of a seal 19. The nozzle 17 is pressed or drawn from metal and is funnel-shaped. The main part is formed by a truncated cone, at the smaller end of which the nozzle part 21 adjoins, which forms the actual jet nozzle. At the inlet end, this nozzle part is provided with a bore, the diameter of which is approximately a quarter of that of the housing 10 . The nozzle part 21 tapers progressively up to the small nozzle outlet opening 22. As a result, the nozzle part 21 is given the shape of a semi-ellipse in longitudinal section, the nozzle axis coinciding with the large axis of the ellipse. On the largest part of the nozzle part 21, namely on the outside thereof, there are notches or grooves 23 (Fig. 2 and 3), which extend in the longitudinal direction and form the predetermined breaking areas of this part of the nozzle, which when there is an internal pressure in the Housing 10, which exceeds the normal working pressure by far, break. Here, the segments of the wall of the nozzle part 21 widen outward like a flower between the predetermined breaking points and cause an enlargement of the outlet opening, so that the pressure in the housing 10 can be reduced without endangering the nozzles and the associated device. The nozzle can then be replaced easily and quickly in a simple manner.

Das Gehäuse hat die erforderliche Länge, so daß mindestens zwei oder drei Brennstoffportionen je nach der gewünschten Betriebsdauer des Antriebs aufgenommen werden können. Der Brennstoff kann auf bekannte Weise durch einen in der Düsenöffnung 22 eingeführten Docht gezündet werden.The housing has the required length so that at least two or three portions of fuel added depending on the desired operating time of the drive can be. The fuel can in a known manner through one in the nozzle opening 22 introduced wick can be ignited.

Die Düse kann auch über ihre gesamte Länge konisch oder verjüngt verlaufen, wobei sich die Kerben oder Nuten 23 auf dem Bereich der Düsenoberfläche befinden, der der Öffnung 22 an der Düsenspitze unmittelbar benachbart ist.The nozzle can also be conical or tapered over its entire length, the notches or grooves 23 being on the area of the nozzle surface, which is immediately adjacent to the opening 22 at the nozzle tip.

Das Gehäuse kann ferner auf der Außenseite mit Rippen versehen werden (die auf der Zeichnung nicht dargestellt sind), um die Verbrennungswärme abzuleiten und eine zu schnelle Verbrennung des Brennstoffes zu verhindern. Die Wärme kann auch durch Verringerung der Wandstärke des Gehäuses über dessen gesamte Länge bis zu dem geschlossenen oder inneren Ende abgeführt werden. Hierdurch wird das Gewicht des Gehäuses in dem Maß der Materialeinsparung verringert.The housing can also be provided with ribs on the outside (which are not shown in the drawing) to dissipate the heat of combustion and to prevent the fuel from burning too quickly. The heat can also by reducing the wall thickness of the housing over its entire length up to to the closed or inner end. This increases the weight of the housing is reduced to the extent of the material saving.

Der Haltering 14 kann, wie schon ausgeführt, mit dem Gehäuse 10 durch Verschrauben verbunden sein, andererseits kann auch ein Bajonettverschluß oder ein Drahtbügel, eine Klammer od. dgl. verwendet werden.As already stated, the retaining ring 14 can pass through with the housing 10 Be connected by screwing, on the other hand, a bayonet lock or a Wire hanger, a clamp or the like. Can be used.

Die Stärke des Materials der Düse 17 ist vorzugsweise etwa 0,38 bis 0,635 mm und dessen Bruchfestigkeit etwa ein Viertel derjenigen, die für die Wand des Gehäuses 10 erforderlich ist.The thickness of the material of the nozzle 17 is preferably about 0.38 to 0.635 mm and its breaking strength about a quarter of that which is required for the wall of the housing 10.

Der Durchmesser der Düsenaustrittsöffnung 22 bewegt sich in dem Bereich von 0,89 bis 1,14 mm. Das Gehäuse hat einen Durchmesser von etwa 1S,24 mm und eine Länge von etwa 36,83 mm, die selbstverständlich abhängig ist von der Größe des Gerätes, in welchem die Antriebseinrichtung eingebaut wird.The diameter of the nozzle outlet opening 22 is in the range from 0.89 to 1.14 mm. The housing has a diameter of about 1 1/2, 24 mm and a length of about 36.83 mm, which of course depends on the size of the device in which the drive device is installed.

Durch die Erfindung wird somit eine billige und einfache aufweitbare Düse für eine Strahlantriebseinrichtung geschaffen, die als Sicherheitseinrichtung wirkt und bei Bruch schnell ersetzt werden kann.The invention thus makes an inexpensive and simple expandable one Nozzle for a jet propulsion device created as a safety device works and can be replaced quickly in the event of breakage.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die dargestellte und beschriebene Ausführungsform, sondern es sind im Rahmen des Erfindungsgedankens verschiedene Änderungen und Weiterausbildungen möglich. So kann beispielsweise die Sicherheitseinrichtung getrennt von der Strahldüse angeordnet werden. Beispielsweise können Nuten, Einschnitte oder andere Sollbruch-Stellen an dem Gehäuse, etwa am vorderen Ende der Zylinderwand, angebracht werden, so daß sich das Gehäuse selbst örtlich bei einem übermäßigen Druck aufweiten und das Gas entweichen lassen kann, bevor der Druck zu einem Bersten oder zur Explosion des Gehäuses führt. Eine derartige Sollbruch-Stelle kann durch radiale Nuten oder Einschnitte bewirkt werden, die sich in einem gemeinsamen Punkt schneiden und etwa die Form eines Sternes bilden.The invention is not limited to that shown and described Embodiment, but there are different within the scope of the inventive concept Changes and further training possible. For example, the safety device be arranged separately from the jet nozzle. For example, grooves, incisions or other predetermined breaking points on the housing, for example at the front end of the cylinder wall, be attached so that the housing itself locally in the event of an excessive Expand pressure and let the gas escape before the pressure bursts or cause the housing to explode. Such a predetermined breaking point can through radial grooves or incisions are effected, which are located in a common point cut and form roughly the shape of a star.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Jet propulsion device for model airplanes. -ships, vehicles and toys, the jet nozzle of which is provided with wall parts which increase under high pressure, characterized in that the conically tapered outlet nozzle (17) releasably attached to the housing (10) extends in the axial direction in the area of its outlet opening (22) has extending, splittable, when an excessively high pressure occurs, outwardly spreading and spacing apart portions.

2. Jet propulsion device according to claim 1, characterized in that the sections are formed by notches or grooves made in the nozzle wall. Documents considered: German Auslegeschrift No. 1017 421; Austrian Patent No. 175 422; French Patent No. 1,112,030; U.S. Patent Nos. 2,569,996, 2,478,958.