DE1087908B

DE1087908B - Thrust nozzle, especially for aircraft, with baffles for beam reversal

Info

Publication number: DE1087908B
Application number: DER25209A
Authority: DE
Inventors: David Morris Brown; Rowan Herbert Colley
Original assignee: Rolls Royce PLC
Current assignee: Rolls Royce PLC
Priority date: 1958-04-03
Filing date: 1959-03-24
Publication date: 1960-08-25
Also published as: FR1219639A; US3076309A; GB882424A

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen in bezug auf Strahlantriebe für Flugzeuge, insbesondere solcher Strahlantriebe, die ein Strahlrohr mit einer Schubdüse am Austrittsende aufweisen und außerdem Mittel zur Erzeugung eines Gegenschubes, beispielsweise zum Abbremsen von Flugzeugen. Mittel dieser Art umfassen eine Leitung, die Gas aus den nach rückwärts austretenden Rückstoßgaswegen entnimmt und eine Leitblechanordnung, die mitwirkt, dem in der Leitung fließenden Gas eine Geschwindigkeitskomponente in einer Richtung zu erteilen, die der Richtung des Flusses in dem Strahlrohr entgegengesetzt ist.The invention relates to improvements in jet engines for aircraft, in particular those jet propulsion systems that have a jet pipe with a thrust nozzle at the outlet end and also Means for generating a counter-thrust, for example for braking aircraft. Means this Kind of include a pipe that carries gas from the backwards exiting recoil gas paths removes and a baffle assembly that cooperates in the Conduit flowing gas to impart a velocity component in a direction that corresponds to the direction of the flow in the jet pipe is opposite.

Nach der Erfindung sind zweite Leitbleche vorgesehen, die sich quer zu den erstenLeitblechen erstrecken und dem Gas eine Geschwindigkeitskomponente tangential zum Düsenumfang erteilen.According to the invention, second baffles are provided which extend transversely to the first baffles and imparting a velocity component to the gas tangential to the nozzle circumference.

Befindet sich beispielsweise die Leitblechanordnung in einer lateralen Leitung, die sich von einem Strahlrohr aus erstreckt, so erteilen die ersten Leitbleche dem Gas eine vorwärtsgerichtete Geschwindigkeitskomponente, und die zweiten Leitbleche erteilen ihm eine vertikale Geschwindigkeitskomponente. Die Richtung des Gasflusses am Eintritt in die Leitblechanordnung ist im wesentlichen horizontal und lateral zum Strahlantrieb. a₅ For example, if the baffle assembly is in a lateral conduit extending from a jet pipe, the first baffles impart a forward velocity component to the gas and the second baffles impart a vertical velocity component to the gas. The direction of gas flow at the entrance to the baffle assembly is essentially horizontal and lateral to the jet propulsion. a ₅

Vorzugsweise sind die ersten und zweiten Leitbleche derart angeordnet, daß das Gas gleichzeitig durch beide beeinflußt wird. Bei einer solchen Anordnung sind die ersten Leitbleche, z. B. in Form von Kaskaden, Seite an Seite angeordnet und durch streifenähnliche Träger voneinander getrennt, wobei diese Träger derart zur Richtung des Gasflusses am Eintritt in die Gitterstruktur geneigt sind, daß sie selbst die zweiten Leitbleche bilden.Preferably, the first and second baffles are arranged such that the gas flows through both at the same time being affected. In such an arrangement, the first baffles, for. B. in the form of cascades, page arranged on the side and separated from one another by strip-like carriers, these carriers in such a way as to Direction of gas flow at the entry into the lattice structure are inclined, so that they themselves are the second baffles form.

Vorzugsweise ist dieLeitblechanordnung derart konstruiert und derart in dem Strahlantrieb gelagert, daß Überspannungen der Anordnung auf Grund thermischer Ausdehnung vermieden sind. In einer Konstruktion, bei der die Kaskaden der ersten Leitbleche durch Träger, wie oben beschrieben, voneinander getrennt sind, sind diese Träger abwechselnd biegsam und starr ausgebildet. Dabei stehen die ersten Leitbleche auf beiden Seiten eines jeden biegsamen Trägers auf Lücke, während sie auf beiden Seiten eines jedes starren Trägers auf gleicher Höhe stehen.Preferably the baffle assembly is constructed and supported in the jet engine such that Overvoltages of the arrangement due to thermal expansion are avoided. In a construction in which the cascades of the first baffles are separated from one another by supports, as described above, these carriers are alternately flexible and rigid. The first baffles are on both of them Sides of each flexible beam on gap, while they are on either side of each rigid beam stand at the same height.

Eine erfindungsgemäße Leitblechanordnung kann in einem Strahlantrieb längs einer Seite der Leitblechanordnung gestützt sein, indem die benachbarten Enden der starren Träger an einer Wand der Leitung befestigt werden und außerdem längs der gegenüberliegenden Seite der Leitblechanordnung, indem gleitende Verbindungen zwischen den starren Trägern und einer anderen Wand der Leitung vorgesehen sind.A baffle arrangement according to the invention can be in a jet propulsion along one side of the baffle arrangement be supported by attaching the adjacent ends of the rigid beams to a wall of the conduit and also along the opposite side of the baffle assembly by making sliding connections are provided between the rigid beams and another wall of the duct.

Eine beispielsweise Ausführung der Erfindung Schubdüse, insbesondere für Flugzeuge,
mit Leitblechen zur StrahlumkehrungAn example embodiment of the invention thrust nozzle, in particular for aircraft,
with baffles for beam reversal

Anmelder:Applicant:

Rolls-Royce Limited,
Derby, Derby (Großbritannien)Rolls-Royce Limited,
Derby, Derby (Great Britain)

Vertreter: Dipl.-Ing. F. WeickmannRepresentative: Dipl.-Ing. F. Weickmann

und Dr.-Ing. A. Weickmann, Patentanwälte,and Dr.-Ing. A. Weickmann, patent attorneys,

München 2, Brunnstr. 8/9Munich 2, Brunnstr. 8/9

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 3. April 1958 und 16. März 1959Claimed priority:
Great Britain April 3, 1958 and March 16, 1959

David Morris Brown, Alvaston,
und Rowan Herbert Colley, Sunny Hill, DerbyDavid Morris Brown, Alvaston,
and Rowan Herbert Colley, Sunny Hill, Derby

(Großbritannien),
sind als Erfinder genannt worden(Great Britain),
have been named as inventors

wird im folgenden in bezug auf die Zeichnungen beschrieben.is described below with reference to the drawings.

Fig. 1 zeigt eine Ansicht eines Flugzeugmotors, von dem Teile weggebrochen sind;Fig. 1 is a view of an aircraft engine with parts broken away;

Fig. 2 zeigt eine Ansicht in Richtung des Pfeiles 2 in Fig. 1 in vergrößertem Maßstab;Fig. 2 shows a view in the direction of arrow 2 in Fig. 1 on an enlarged scale;

Fig. 3 zeigt eine Ansicht in Richtung des Pfeiles 3 in Fig. 2;Fig. 3 shows a view in the direction of arrow 3 in Fig. 2;

Fig. 4 zeigt einen S chnitt längs der Linie 4-4 in Fig. 3;Fig. 4 shows a section along the line 4-4 in Fig. 3;

Fig.5 zeigt einen Schnitt längs derLinie5-5 inFig.2 in vergrößertem Maßstab.FIG. 5 shows a section along the line 5-5 in FIG on a larger scale.

Die Fig. 1 zeigt einen Motor 12 eines vielmotorigen Flugzeuges schematisch. Dieser Motor enthält einen Kompressor 14, eine Verbrennungseinrichtung 15, eine Turbine 16 und eine Ausstoßanordnung 17, die in Reihe in den Fluß zwischen einem Luftaufnahmeteil 18 und einer Schubdüse 20 geschaltet sind. Der Luftaufnahmeteil 18 ist durch den vorderen Teil einer Gondel 19 gebildet, die den Motor als Gehäuse umgibt. Durch die Schubdüse 20 dringen die auszustoßenden Gase in die Atmosphäre.Fig. 1 shows an engine 12 of a multi-engine aircraft schematically. This engine contains one Compressor 14, a combustion device 15, a turbine 16 and an exhaust assembly 17, which are in series are connected in the flow between an air intake part 18 and a thrust nozzle 20. The air intake part 18 is formed by the front part of a nacelle 19 which surrounds the motor as a housing. Through the Thrust nozzle 20 penetrate the gases to be expelled into the atmosphere.

Die Ausstoß anordnung 17 ist derart angeordnet, daß, wenn notwendig, ein Gegenschub erzeugt werden kann, der das Flugzeug bremst. Die Mittel zur Erzeugung des Gegenschubs umfassen — wie dargestellt — ein Paar von Strahlrohrtüren 21, die drehbar um einen Durchmesser des Strahlrohrs 17a sind. Das StrahlrohrThe ejection arrangement 17 is arranged such that, if necessary, a counter-thrust can be generated, that brakes the aircraft. The means for generating the counter-thrust include - as shown - a A pair of jet pipe doors 21 rotatable about a diameter of the jet pipe 17a. The jet pipe

009 588/42009 588/42

17 α verbindet die Turbine 16 mit der Düse 20. Die Türen 21 können sich zwischen einer normalen Schublage, in der sie die Öffnungen 22 in dem Strahlrohr völlig freigeben und damit den auszustoßenden Gasen gestatten, 'zur Düse 20 zu fließen, und eine Gegenschublage bewegen, in der — wie dargestellt — die Gase gezwungen werden, durch die Öffnungen 22 und die Leitblechanordnung 23 zu fließen. Die Leitblechanordnung 23 hilft den Gasen, eine nach vorne gerichtete Geschwindigkeitskomponente zu erteilen, bevor die Gase in die Atmosphäre durch Öffnungen in der Gondel 19 als ein nach vorne gerichteter Strahl fließen.17 α connects the turbine 16 with the nozzle 20. The doors 21 can be between a normal drawer position, in which they completely expose the openings 22 in the jet pipe and thus the gases to be emitted allow 'to flow to the nozzle 20, and move a counter thrust position in which - as shown - the Gases are forced to flow through the openings 22 and the baffle assembly 23. The baffle assembly 23 helps the gases give a forward velocity component before the Gases flow into the atmosphere through openings in the nacelle 19 as a forward beam.

Um zu verhüten, daß ein nach vorne gerichteter Strahl einen benachbarten Motor beeinflußt, ist die Anordnung derart getroffen, daß die Leitbleche 23 an derjenigen Seite des Motors 12, die einem anderen Motor benachbart ist, den nach vorne gerichteten Strahl zugleich nach unten ablenken. Bei einigen Flugzeugen kann eine Ablenkung aller nach vorne gerichteten Strahlen von einem Motor notwendig sein, beispielsweise um eine Beschädigung oder ein Schütteln benachbarter Flugzeugteile zu vermeiden.To prevent a forward beam from affecting an adjacent motor, the is Arrangement made such that the baffles 23 on that side of the engine 12, which is another Motor is adjacent, deflect the forward beam downwards at the same time. On some planes deflection of all forward beams from a motor may be necessary, for example to avoid damaging or shaking neighboring aircraft parts.

Um eine derartige zusätzliche Ablenkung der Strahlen zu erreichen und ebenfalls um eine Anpassung an die relative thermische Ausdehnung ohne mechanische Überspannungen zu ermöglichen, kann eine Leitblechanordnung verwendet werden, wie sie in den Fig. 2 bis 5 gezeigt ist.To achieve such an additional deflection of the beams and also to adapt to A guide plate arrangement can enable the relative thermal expansion without mechanical overvoltages may be used as shown in Figs.

Die Leitblechanordnung ist derart geformt (siehe Fig. 3), daß sie sich dem Umriß des Strahlrohrs 17 und der Gondel 19 anpaßt.The baffle assembly is shaped (see Fig. 3) that it follows the outline of the jet pipe 17 and the gondola 19 adapts.

Die Leitblechanordnung umfaßt eine Serie von Leitblechkaskaden 25. Jede Kaskade enthält eine Reihe gekrümmter Leitbleche, die in der Längsrichtung des Motors hintereinander angeordnet sind und in Ebenen gekrümmt sind, die durch die Strahlrohrachse gehen, wie dies aus Fig. 4 ersichtlich ist. Die Leitbleche 25 sind mit ihren konkaven Flächen nach vorne gerichtet, so daß das Gas, das am Eintritt in die Leitblechanordnung in einer im wesentlichen horizontalen Richtung unter einem rechten Winkel zur Längsrichtung des Motors fließt und zwischen die Leitbleche dringt, eine Geschwindigkeitskomponente in Vorwärtsrichtung erhält. Die Leitbleche sind durch sich in Längsrichtung des Motors erstreckende streifenähnliche Träger 26, 27 gehalten. Wenigstens ein Träger 26 befindet sich auf jeder Seite eines Trägers 27. Die Leitbleche erstrecken sich über den ganzen Umfang zwischen den Trägern 26, 27.The baffle assembly includes a series of baffle cascades 25. Each cascade includes a series of curved ones Baffles, which are arranged one behind the other in the longitudinal direction of the engine and in planes are curved, which go through the jet pipe axis, as can be seen from FIG. The baffles 25 are with their concave faces facing forward, so that the gas that enters the baffle assembly in a substantially horizontal direction at right angles to the longitudinal direction of the engine flows and penetrates between the baffles, receives a speed component in the forward direction. The guide plates are formed by strip-like supports 26, 27 extending in the longitudinal direction of the motor held. At least one beam 26 is located on each side of a beam 27. The vanes extend extends over the entire circumference between the supports 26, 27.

Wie aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich, liegen die Träger 26 und 27 im wesentlichen parallel zueinander und sind zu den von der Motorachse ausgehenden Radien geneigt, so daß sie als zweite Leitbleche mitwirken, um das durch die Leitblechanordnung fließende Gas abzulenken. Die Einrichtung ist derart gewählt, daß die gewünschte zusätzliche Ablenkung der Gase erzeugt wird.As can be seen from FIGS. 2 and 3, the carriers 26 and 27 are essentially parallel to one another and are inclined to the radii emanating from the motor axis, so that they act as second guide plates to divert the gas flowing through the baffle assembly. The device is chosen so that the desired additional deflection of the gases is generated.

Um eine Anpassung an die thermischen Ausdehnungen der Teile der Gitterstruktur zur Vermeidung übermäßiger Wärmespannungen zu ermöglichen, kann folgende Anordnung vorgesehen sein.In order to adapt to the thermal expansions of the parts of the lattice structure to avoid excessive To enable thermal stresses, the following arrangement can be provided.

Die Teile 26 werden dünner als die Teile 27 gemacht, so daß die Teile 26 flexibler sind als die Teile 27. Ebenfalls werden, wie dies am besten aus den Fig. 2 und 4 ersichtlich ist, die Leitbleche 25 der Kaskade an einer Seite eines jeden dicken Teiles 27 befestigt, und zwar in Höhe der Leitbleche der Kaskaden, die an der entgegengesetzten Seite des Teiles befestigt sind, während die Leitbleche 25 der Kaskaden, die an einer Seite eines jeden dünnen Teiles 26 befestigt sind, in Längsrichtung des Motors gegenüber den Leitblechen der Kaskaden, die mit der gegenüberliegenden Seite des dünnen Teiles 26 verbunden sind, versetzt angeordnet sind. So sind beispielsweise bei der Ausführungsform nach Fig. 2 die Leitbleche 25 α der rechten Kaskade mit dem rechten dicken Teil 27 a verbunden, und zwar in gleicher Höhe wie die Leitbleche 25 b der Kaskade an der gegenüberliegenden Seite des Teiles 27a, und die Leitbleche 25 c der linken Kaskade sind mit dem linken dünnen Teil 26 α in Lagen verbunden, die versetzt gegenüber den Leitblechen 25 d an der gegenüberliegenden Seite der dünnen Teile 26 α sind. Relative Ausdehnungen der Leitbleche können auf diese Weise teilweise ausgeglichen werden, da sich die dünnen Trägerteile 26 sinusförmig biegen können. Die äußeren Enden der Leitbleche 25 α und 25 c sind mit dünnen Metallblechwänden 28 verbunden.The parts 26 are made thinner than the parts 27 so that the parts 26 are more flexible than the parts 27. Also, as best seen in Figures 2 and 4, the baffles 25 of the cascade are made on one side of each thick part 27 fixed at the level of the baffles of the cascades, which are attached to the opposite side of the part, while the baffles 25 of the cascades, which are attached to one side of each thin part 26, in the longitudinal direction of the motor opposite the baffles of the cascades connected to the opposite side of the thin part 26 are staggered. For example, in the embodiment according to FIG. 2, the baffles 25 α of the right cascade are connected to the right thick part 27 a, at the same height as the baffles 25 b of the cascade on the opposite side of the part 27 a, and the baffles 25 c of the left cascade are connected to the left thin part 26 α in layers which are offset with respect to the guide plates 25 d on the opposite side of the thin parts 26 α. Relative expansions of the guide plates can be partially compensated in this way, since the thin support parts 26 can bend sinusoidally. The outer ends of the guide plates 25 α and 25 c are connected to thin sheet metal walls 28.

Die Gitterstruktur ist in der Gondel folgendermaßen befestigt. Die dicken Teile 27 sind an ihren vorderen Enden mit Flanschen 30 versehen, die an Kopfstücke 31 (Fig. 2) angebolzt sind. Die Kopfstücke 31 sind an einer Wand 32 befestigt, die das Vorwärtsende einer Leitung zwischen den Öffnungen 22 in dem Strahlrohr und den Öffnungen in der Gondel 19 bildet. An ihren rückwärtigen Enden sind die dicken Teile 27 mit Zapfen 33 versehen (Fig. 5), die schlupf fähig in Sockel 34, welche an der Rückwand 35 der Leitung befestigt sind, eingreifen. Eine Ausdehnung der Gitterstruktur in Längsrichtung des Motors relativ zur Struktur, in der die Gitterstruktur gehaltert ist, ist damit möglich.The lattice structure is attached in the nacelle as follows. The thick parts 27 are at their front The ends are provided with flanges 30 which are bolted to head pieces 31 (FIG. 2). The head pieces 31 are on a wall 32 which is the forward end of a conduit between openings 22 in the jet pipe and the openings in the nacelle 19 forms. At their rear ends, the thick parts 27 are pegged 33 provided (Fig. 5), which can slip in sockets 34 which are attached to the rear wall 35 of the line, intervention. An extension of the lattice structure in the longitudinal direction of the engine relative to the structure in which the lattice structure is held, is thus possible.

Die Wände 28 sind in der Nähe ihrer Enden, die den Flanschen 30 benachbart sind, mit Zapfenlager 37 versehen, die in einer Linie mit Buchsen 38 liegen, die an den Wänden der Leitung befestigt sind. Halteteile 38 a sind in die Buchsen 38 geschraubt und ragen durch die Buchsen 38 hindurch, um in das Zapfenlager 37 zur drehbaren und schlupffähigen Halterung zu greifen.The walls 28 are provided with journal bearings 37 near their ends adjacent the flanges 30 which are in line with sockets 38 which are fixed to the walls of the conduit. Holding parts 38 a are screwed into the sockets 38 and protrude through the sockets 38 in order to engage in the journal bearing 37 for the rotatable and slippable mounting.

Claims

Patent claims:

1. Thruster, especially for aircraft, with several rows of baffles for temporary use Reversal of the beam direction, characterized by second guide plates (26, 27), which when reversed the jet direction the jet has a movement component tangential to the nozzle circumference To give.

2. Thruster according to claim 1 with parallel to the thrust nozzle axis supports for the first Guide plates, characterized in that these supports (26, 27) are designed as second guide plates are.

3. Thrust nozzle according to claim 1 and 2, characterized in that the designed as a second guide plates Carriers (26, 27) of the first guide plates are alternately rigid and flexible, the first baffles on either side of each flexible beam (26) in the longitudinal direction the flexible beams are offset from one another while rigid on either side of each Carrier (27) are in the same place.

1 sheet of drawings

® 009 588/42 8.60