DE1100385B

DE1100385B - Vorrichtung zur Laermbekaempfung des Abgasstrahles eines Strahltriebwerkes durch Zumischen von Frischluft und zur AEnderung der Ausstroemrichtung des Abgasstrahles mittels stellbarer Umlenkplatten

Info

Publication number: DE1100385B
Application number: DEV15569A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Edwin Berthold
Original assignee: ENTWICKLUNGSBAU PIRNA VEB
Current assignee: ENTWICKLUNGSBAU PIRNA VEB
Priority date: 1958-12-10
Filing date: 1958-12-10
Publication date: 1961-02-23

Description

Vorrichtung zur Lärmbekämpfung des Abgasstrahles eines Strahltriebwerkes durch Zumischen von Frischluft und zur Änderung der Ausströmrichtung des Abgasstrahles mittels stellbarer Umlenkplatten Es sind Vorrichtungen zur Geräuschdämpfung des Abgasstrahles von Strahltriebwerken bekannt, bei denen am Ende der Schubdüse durch geeignete Üffnungen Frischluft aus der Umgebung mit dem austretenden Abgasstrom ejektorartig angesaugt wird. Bei einer der bekannten Vorrichtungen ist der Austrittsquerschnitt der Schubdüse derart ausgebildet, daß sich ein gewelltes Profil ergibt. Zusätzlich ist bei dieser Ausführung hinter der Schubdüse noch ein Ejektor axial verschiebbar angeordnet. Während des Reisefluges wird dieser Ejektor eingefahren. Bekannt sind auch Ausführungen mit einem verschwenkbaren Schubdüsenende, bei dem der Abgasstrahl bei dem Start und der Landung nach unten in Richtung der Start- bzw. Landefläche abgelenkt wird. Mit diesen Vorrichtungen ist es jedoch nicht möglich, den vor den Öffnungen abgelenkten Abgasstrahl geräuschgedämpft austreten zu lassen. Da vorwiegend der Abgasstrahl beim Starten oder Landen abgelenkt wird, ist gerade in der Nähe der Flughäfen die Geräuschbelästigung besonders unangenehm.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Geschwindigkeit und Temperatur des normal austretenden und des mit bekannten S trahlumlenkvorrichtungen abgelenktenAbgasstrahles zu senken, um dadurch eine Geräuschdämpfung und einen höheren Strahlwirkungsgrad zu erreichen.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß das Zumischen der Frischluft nicht nur in nicht abgelenkter, sondern in jeder Ausströmrichtung des Abgasstrahles erfolgt. Dadurch wird die Geschwindigkeit und Temperatur des Abgasstrahles auch bei einer Ablenkung des Abgasstrahles gesenkt und damit eine Geräuschdämpfung und ein höherer Strahlwirkungsgrad erreicht.
Bei einer feststehenden Ausführung des äußeren hinteren Bereiches des Tri.ebwerkmantels, der mit verstellbaren Klappen versehene Öffnungen aufweist, sind die Klappen derart angeordnet, daß sich nicht nur bei nicht umgelenkten, sondern auch bei umgelenkten Abgasstrahlen der Abgasstrahl mit der Frischluft vor dem Ausströmen zu mischen beginnt.
Bei einer schwenkbaren Ausführung des äußeren hinteren Bereiches des Triebwerkmantels sind die dem Zumischen der Frischluft dienenden Öffnungen durch die Trennstelle zwischen dem schwenkbaren Mantelteil und dem feststehenden Mantelteil gebildet, die derart angeordnet sind, daß sich nicht nur bei nicht abgelenktem Abgasstrahl, sondern auch in den Schwenkstellungen des Mantelteiles der umgelenkte Abgasstrahl mit der Frischluft vor dem Ausströmen zu mischen beginnt.
In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt. Es zeigt Fig. 1 Längsschnitt durch eine Schubdüse, mit am inneren Schubdüsenrohr an zwei diametral gegenüberliegenden Punkten angelenktem Umlenkmittel bei normaler Strömungsrichtung, Fig.2 wie Fig. 1, bei nach unten abgelenktem Abgasstrahl, Fig. 3 wie Fig. 1, bei nach zwei Richtungen abgelenktem Abgasstrahl, Fig. 4 Längsschnitt durch eine v erschwenkbare Schubdüse mit an der unteren Seite des inneren Schubdüsenrohres angelenktem Utnlenkmittel, an dem der schwenkbare Mantelteil angelenkt ,ist, bei normaler Strömungsrichtung, Fig. 5 und 6 wie Fig. 4, bei nach unten abgelenktem Abgasstrahl.
In der Fig. 1 tritt der Abgasstrahl in normaler Strömungsrichtung aus der Schubdüse 1 aus. Die angeordnete, auch als Verstellschubdüse wirkende Schubumkehrvorrichtung, bestehend aus um die Drehpunkte 3 verschwenkbaren Kugelschalenausschnitten2, sind dabei etwa voll geöffnet. Der Abgasstrom saugt durch die Öffnungen 4, 5 mit den verschwenkbaren Klappen 6, 7 Frischluft aus der Umgebung an, die sich unter Impuls- und Wärmeaustausch mit dein Heißgasstrom mischt, so daß die Geschwindigkeit und Temperatur des Strahles absinkt, der Schub etwas ansteigt, der Strahlwirkungsgrad höher und die Geräuschbelästigung geringer wird.
Beim Start (Fig.2) sind die Kugelschalenausschnitte 2 so geschwenkt, daß der Abgasstrom durch die untere Öffnung 5 austritt. Dabei saugt der Abgasstrom durch die obere Öffnung 4 Frischluft aus der Umgebung an. Damit der abgelenkte Heißgasstrom in die Strömungsrichtung gebracht werden kann, die notwendig ist, um einen Auftrieb zu erreichen, ist die Klappe 7 der Öffnung 5 so .weit geschwenkt, daß der Abgasstrahl etwa rechtwinklig zur Schubdüse 1 austritt.
Beim Landen (Fig.3) sind die Kugelschalenausschnitte 2 der Schubumkehrvorrichtung so in die Strömung des Abgasstrahles geschwenkt, daß der Abgasstrom in zwei Richtungen aus den Öffnungen 4 und 5 austritt. Die Klappen 6, 7 der Öffnungen 4, 5 sind so weit geschwenkt, wie es zu einer gewünschten Bremswirkung erforderlich ist. Durch die Öffnungen 4, 5 wird mit dem austretenden Abgasstrahl Frischluft aus der Umgebung vom Ende der Schubdüse 1 aus angesaugt.
In der Fig. 4 sind die bei einer verschwenkbaren Schubdüse angeordneten Kugelschalenausschnitte an einer Seite des inneren Schubdüsenrohres verschwenkbar angeordnet. Der Abgasstrom tritt ungehindert aus der Schubdüse 1 aus und saugt durch die Öffnungen 4, 5 in der Trennstelle des schwenkbaren Mantelteils Frischluft an.
Beim Starten (Fig. 5) ist der schwenkbare Mantelteil 1 bis zu einem bestimmten Winkel, der notwendig ist, um das günstigste Verhältnis von Vortrieb zu Auftrieb zu erhalten, nach unten geschwenkt. Die Kugelschalenausschnitte 2 sind gleichfalls ausgeschwenkt, damit :der Abgasstrom in der gewünschten Richtung aus der Schubdüse 1 strömt. Der Abgasstrom saugt durch die Öffnungen 4, 5 in der Trennstelle des schwenkbaren Mantelteils Frischluft an.
Der schwenkbare Mantelteil 1 ist bis zu einem bestimmten Winkel, der notwendig ist, um das günstigste Verhältnis von Vortrieb zu Auftrieb zu erhalten, nach unten ,geschwenkt. Die Kugelschalenausschnitte 2 sind gleichfalls ausgeschwenkt, damit der Abgasstrom in der gewünschten Richtung aus der Schubdüse 1 strömt. Der Abgasstrom saugt durch die Öffnungen 4, 5 in der Schubdüse 1 Frischluft an, so daß der Abgasstrahl geräuschgedämpft austritt.
Beim Landen (Fig.6) ist die Schubdüse so weit geschwenkt, daß der Abgasstrahl zugleich eine Bremswirkung erzielt. Die Kugelschalenausschnitte sind dabei -voll äusgeschwenkt, damit der Abgasstrahl durch die Düse 1 (schwenkbares Mantelteil) ausströmt. Durch die Öffnung 4 wird dabei Frischluft aus der Umgebung angesaugt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Vorrichtung zur Lärmbekämpfung des Abgasstrahlen eines Strahltriebwerkes durch Zumischen von Frischluft und zur Änderung der Ausströmrichteng des Abgasstrahles mittels stellbarer Umlenkplatten, dadurch gekennzeichnet, daß das Zumischen der Frischluft nicht nur in nicht abgelenkter, sondern in jeder Ausströmrichtung des Abgasstrahles erfolgt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 und mit feststehender Ausführung des äußeren hinteren Bereiches des Triebwerkmantels, der mit verstellbaren Klappen versehene Öffnungen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappen (6 und 7) derart angeordnet sind, daß sich nicht nur bei nicht umgelenkten, sondern auch bei umgelenkten Abgasstrahlen der Abgasstrahl mit der Frischluft vor dem Ausströmen zu mischen beginnt.
3. Vorrichtung nachAnspruch1 und mitschwenkbarer Ausführung des äußeren hinteren Bereiches des Triebwerkmantels, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Zumischen der Frischluft dienenden Öffnungen (4 und 5) durch die Trennstelle zwischen dem schwenkbaren Mantelteil (1 a) und dem feststehenden Mantelteil gebildet sind, die derart angeordnet sind, daß sich nicht nur bei nicht abgelenktem Abgasstrahl, sondern auch in den Schwenkstellungen des Mantelteiles (1 a) der umgelenkte Abgasstrahl mit der Frischluft vor dem Ausströmen zu mischen beginnt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 1049154; schweizerische Patentschrift Nr. 327 871; französische Patentschrift Nr. 1025 827; USA.-Patentschrift Nr. 2 682147; deutsche Auslegeschrift Nr. 100,9492; Zeitschrift »SAE-Journal«, 1956, S. 67 und 68; Zeitschrift »Aviation Week« v. B. 7. 1957, S. 50, v, ; 18. 11. 1957, S. 123, v. 17. 11. 1958, S. 91 bis 97; Zeitschrift »Aeroplane« v. 17.10.1958, S. 577.