DE1114090B - Strahlrohr mit schwenkbaren Klappen zur Strahlumlenkung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Strahlantrieb, der sowohl Vortrieb als auch Rücktrieb erzeugen kann. Ein solcher Strahlantrieb besteht aus einem Rückstoßrohr, einer Rückstoßdüse am Ende des Rohres und einem Paar im Strahlrohr angeordneter Klappen, die um eine senkrecht zur Strahlrohrachse stehende Achse schwenkbar angeordnet sind. Je nach Stellung der Klappen werden die Gase entweder durch die Düse geleitet, um einen Vortrieb zu erzeugen, oder sie werden im Falle der anderen Stellung der Klappen in Hilfskanäle abgeleitet, die nach vorwärts (Flugrichtung) geneigt sind, so daß eine Bremswirkung erzeugt wird. Die schwenkbaren Klappen bestehend aus je einem Rohrabschnitt, der stirnseitig durch zwei geneigte, in der Schwenkachse sich schneidende Ebenen begrenzt ist. Der Krümmungsradius jedes Rohrabschnittes ist über den ganzen Mantel desselben der gleiche.

Es hat sich gezeigt, daß die Klappen nach längerer Benutzung zufolge der starken Überhitzung zerstört werden. Eine solche Zerstörung erfolgt sogar, wenn der Mittelteil der Klappen äußere Versteifungsrippen trägt und die Endteile der Klappen aus stärkerem Material bestehen als der Mittelteil. Die Verstärkungsrippen können wegen der sich dadurch ergebenden Spalte nicht bis an die Enden (Schwenkachse) der Klappen erstreckt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Strahlantrieb für Vorschub und Gegenschub zu schaffen, bei dem die im Strahlrohr liegenden Klappen keiner so raschen Zerstörung unterliegen.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Krümmungsradius der nahe der Schwenkachse liegenden Teile jeder Klappe in Richtung zur Schwenkachse zunimmt.

Es ist zweckmäßig, wenn das Produkt der Länge einer von Stirnseite zu Stirnseite verlaufenden Achsparallelen und der Radius r an dieser Stelle der Klappe etwa konstant ist, denn dann unterliegt der Rohrabschnitt am wenigsten Zerstörungen.

Besitzt der von den Klappen gebildete Rohrabschnitt in bekannter Weise auf seiner Außenseite in der Umfangsrichtung verlaufende Versteifungsrippen, so sind diese nach der Erfindung hohl ausgebildet, und der Hohlraum ist mit dem durch den Rohrabschnitt umfaßten Raum durch zwei Öffnungen nächst den Enden jeder Rippe und über eine mittige Öffnung mit der Atmosphäre verbunden. Dadurch ergibt sich ein Strom von heißen Gasen durch die Versteifungsrippen, so daß diese, ebenso wie der Rohrabschnitt, annähernd der gleichen Temperatur und damit einer geringeren Zerstörung unterliegen.

Strahlrohr mit schwenkbaren Klappen
zur Strahlumlenkung

Anmelder:

Rolls-Royce Limited,
Derby, Derby (Großbritannien)

Vertreter: Dipl.-Ing. F. Weickmann

und Dr.-Ing. A. Weickmann, Patentanwälte,

München 2, Brunnstr. 8/9

Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom 15. Januar 1959

und 11. Januar 1960

Rowan Herbert Colley,
Derby, Derby (Großbritannien),
ist als Erfinder genannt worden

Die Zeichnung zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, und zwar

Fig. 1 einen Axialschnitt durch das Strahlrohr im Bereiche der Klappen,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer Klappe, Fig. 3 einen Querschnitt durch eine Klappe.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, besteht der Strahltrieb aus einem zylindrischen Strahlrohr mit einem Oberstromteil 10 und einem Unterstromteil 11, welcher zur nicht gezeichneten Rückstoßdüse führt. Das Strahlrohr ist mit einer äußeren Umkleidung 12 versehen, welche im Bereiche der einander zugekehrten Enden der Oberstrom- und Unterstromteile 10, 11 mit radialen Austrittsöffnungen 13 versehen ist.

Zwischen den einander zugekehrten Stirnseiten des Oberstrom- und Unterstromteiles 10,11 ist ein Paar von Klappen 14 vorgesehen, welche um eine Achse 29 schwenkbar sind, die quer zur Mittellängsachse 10 a des Strahlrohres steht. Es sind zwei Stellungen der Klappen 14 möglich. In der ersten Stellung liegen Flansche der einen Stirnseite der Klappen 14 an Flanschen 17 eines Fortsatzes 18 des Oberstromteiles 10 an. Die Flansche 17 verlaufen vom Umfang in Richtung zur Achse 29 in solcher Weise, daß der Fortsatz 18 im Mittel eine gegen die Achse 29 gerich-

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tete, stumpfwinkelige Spitze aufweist. Gleichzeitig liegen Flansche 16 der anderen Stirnseite an Flanschen 19 eines sphärischen Zwischenstückes 20. am Unterstromteil 11 an. In dieser Stellung verschließen die Klappen die Öffnungen zwischen den Teilen 18 und 20, um zu verhindern, daß Gase radial nach außen durch die Kanäle 21 in Richtung der Austrittsöffnungen 13 austreten. Es sollen die Gase nur im Sinne des Vortriebes austreten.

In der zweiten Stellung blockieren die Klappen den Gasstrom in Richtung der Vortriebsdüse, so daß die Gase gezwungen sind, durch die Kanäle 21 und die Austrittsöffnungen 13 auszuströmen. Die Wandungen der Kanäle 21 sind nach vorn (Flugrichtung) geneigt, so daß die austretenden Gase eine Geschwindigkeitskomponente in einer Richtung haben, die der Richtung des Flusses in dem Strahlrohr entgegengesetzt ist. Zu diesem Zweck sind in dem Kanal 21 eine Reihe von Flügeln 23 vorgesehen, welche dazu bestimmt sind, diese Geschwindigkeitskomponente zu erzeugen. Die Einheit der Flügel ist über Gelenke 24 an der hinteren Wand des Kanals 21 befestigt. Der Oberstromteil 10 des Strahlrohres und sein Fortsatz 18 sind über einen Balg 25 miteinander verbunden.

Jede Klappe 14 besteht, wie aus Fig. 2 und 3 ersichtlich ist, aus einem mittigen Hauptteil 26,, welcher die Flansche 15 und 16 trägt. Die abdichtenden Flächen der Flansche 15 und 16 liegen in zwei Ebenen, die sich in der Schwenkachse 29 quer zur Strahlrohrachse 10 α schneiden. Der Hauptteil 26 ist durch in der Umfangsrichtung verlaufende Versteifungsrippen 27 verstärkt. Die Enden dieser Rippen liegen im Abstand von Verstärkungen 28, die die Schwenkachse 29 der Klappen umfassen.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, laufen die Stirnseiten der Klappen 26 in Richtung der Schwenkachse 29 zusammen. Die axiale Länge α der Klappen wird daher in Richtung zur Schwenkachse 29 immer kleiner. Damit ist die Widerstandsfähigkeit der Klappen gegenüber der Hitzebelastung verstärkt. Der Hauptteil der Klappen 26 besitzt einen Mittelteil 26 a, dessen Mantel gegenüber der Strahlrohrachse 10 α konzentrisch liegt. An die Enden 26 c des Mittelteiles 26 a schließen sich Endteile 26 & an (Fig. 3). Die Mäntel dieser Endteile 26 b weisen einen in Richtung der Schwenkachse 29 zunehmend größeren Radius auf. In der Fig. 3 ist der Radius des Mittelteiles 26 a mit R₁ und der Radius der Endteile mit r bezeichnet.

Dabei ist die Anordnung so getroffen, daß das Produkt a · r im wesentlichen konstant ist.

Für ein Strahlrohr von 60 cm Durchmesser schließt der Mittelteil 26 a der Klappen 26 einen Winkel von etwa 50° ein und der Krümmungsradius der Endteile & nimmt progressiv von 30 cm vom Übergang zum Mittelteil 26 a bis zu 60 cm nächst der Achse 29 bzw. der Verstärkung 28 zu.

Um die relative Expansion zwischen der Wandung und den Rippen 27 zu vermindern, ist jede Rippe hohl ausgebildet, und der eingeschlossene Hohlraum besitzt, wie aus Fig. 3 hervorgeht, in dem dem Inneren des Strahlrohres zugekehrten Wandungsteil, und zwar nächst den beiden Enden, je eine Öffnung 30. Der dem Inneren des Strahlrohres abgekehrte Wandungsteil der Rippe 27 besitzt eine einzige mittige Öffnung 31. Dadurch ist erreicht, daß ein geringer Gasfluß durch den Hohlraum der Rippen 27 hindurch vorliegt, mit der Folge, daß die Rippe 27 bestrebt ist, die gleiche Temperatur anzunehmen als die Wandung 26. Die Öffnungen 30 können 1,2 cm und die Öffnung 31 0,3 cm Durchmesser besitzen.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Strahlrohr mit einem Paar zur Strahlumlenkung dienender, Teile der Rohrwandung bildender, um eine Achse quer zur Strahlrohrachse schwenkbarer Klappen, die stirnseitig durch zwei geneigte, durch die Schwenkachse gehende Ebenen begrenzt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungsradius (/-) der nahe der Schwenkachse (10 α) liegenden Teile (26 b) jeder Klappe (14) in Richtung zur Schwenkachse zunimmt.

2. Strahlrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Produkt aus der axialen Länge (α) jeder Klappe (14) und dem Radius (r) an der gleichen Stelle etwa konstant ist.

3. Strahlrohr nach Anspruch 1 und 2 mit in der Umfangsrichtung verlaufenden Versteifungsrippen im Mittelteil jeder Klappe, dadurch gekennzeichnet, daß jede Rippe (27) hohl ausgebildet ist, wobei der Hohlraum mit dem Rohrinneren über je eine Öffnung (30) in Verbindung steht, die nahe den beiden Enden jeder Rippe (27) liegen, und mit dem Raum außerhalb des Rohres über eine etwa im Mittel zwischen den beiden Enden jeder Rippe liegende Öffnung (31).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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