DE1121414B - Device for controlling additional air in a jet engine - Google Patents
Device for controlling additional air in a jet engineInfo
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- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
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Description
Vorrichtung zur Steuerung von Zusatzluft bei einem Strahltriebwerk Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung von Zusatzluft bei einem Strahltriebwerk, dem die Hauptluft durch einen vorn angeordneten ringförmigen Einlauf und dem die Zusatzluft durch an den Einlaßmündungen gesteuerte, die Einlaufwand durchsetzende Zufuhrkanäle zugeführt wird.Device for controlling additional air in a jet engine The invention relates to a device for controlling additional air in a jet engine, the main air through an annular inlet at the front and the Additional air through controlled at the inlet openings, penetrating the inlet wall Feed channels is supplied.
Der Luftdurchzug eines Einlaufdiffusors wird von der Art des Diffusors, von der Größe des Diffusorquerschnittes und von der Fluggeschwindigkeit bestimmt. So hat z. B. der axialsymmetrische Einlaufdiffusor mit verstellbarem konischem Zentralkörper dann eine mit der Flugmachzahl lineare Charakteristik, wenn der von der Kegelspitze verursachte schräge Verdichtungsstoß bei jeder Flugmachzahl auf die Einlauflippe trifft.The airflow through an inlet diffuser depends on the type of diffuser, determined by the size of the diffuser cross-section and the airspeed. So has z. B. the axially symmetrical inlet diffuser with adjustable conical central body then a characteristic linear with the Flugmach number, if that of the cone tip caused oblique shock waves on the inlet lip at every flying Mach number meets.
Die vom Strahltriebwerk geforderte Luftmenge zeigt in ihrem Verlauf über der Machzahl eine mehr als linear zunehmende Charakteristik. Somit ergeben sich maximal zwei Punkte, in denen der Einlauf die genau erforderliche Luftmenge dem Triebwerk liefert.The amount of air required by the jet engine shows in its course a more than linearly increasing characteristic over the Mach number. Thus surrendered There are a maximum of two points in which the inlet has the exact amount of air required supplies the engine.
Für den Start ist der Fangquerschnitt im allgemeinen zu klein. Zusätzliche Hilfseintritte sind erforderlich, um mit der größeren angesaugten Luftmenge ebenfalls die Geschwindigkeiten im Einlaufquerschnitt zu verringern und damit die Druckverluste infolge der Umströmung der scharfen überschalldiffusorlippen abzubauen.The catch cross-section is generally too small for the start. Additional Auxiliary entrances are required to cope with the larger amount of air drawn in as well to reduce the velocities in the inlet cross-section and thus the pressure losses due to the flow around the sharp supersonic diffuser lips.
Für eine bestimmte überschallmachzahl ist die Freistromdiffusorquerschnittsfläche gleich der Diffusorfangquerschnittsfläche. Dieser Zustand entspricht dem ersten Schnittpunkt der beiden vorher erwähnten charakteristischen Verläufe.For a certain supersonic Mach number is the free flow diffuser cross-sectional area equal to the diffuser catch cross-sectional area. This state corresponds to the first Point of intersection of the two previously mentioned characteristic courses.
Es bleibt nur die Möglichkeit offen, die Luftzufuhr mechanisch zu regulieren, indem der für den Lufteinlauf bestimmte offene Querschnitt regelbar gestaltet wird. Bekannte Konstruktionen gehen darauf hinaus, Luftdurchgangsöffnungen am Umfang des Einlaufs mit Klappen zu versehen, die über Servoeinrichtungen geöffnet bzw. geschlossen werden können. Diese Anordnungen weisen Klappen auf, die entweder in der Fahrtrichtung oder seitlich zur Fahrtrichtung aus- und eingeschwenkt werden.The only option that remains is to close the air supply mechanically regulate by regulating the open cross-section intended for the air inlet is designed. Known constructions are based on air passage openings to be provided with flaps on the circumference of the inlet, which are opened via servo devices or can be closed. These arrangements have flaps that either be swiveled out and in in the direction of travel or to the side of the direction of travel.
Solche Klappen haben jedoch den Nachteil, daß sie insbesondere bei höherer Geschwindigkeit starke Wirbel erzeugen. Um jede Klappe herum bildet sich demzufolge ein Turbulenzfeld, dessen Umfang und Lage von der Fluggeschwindigkeit, von der Klappenform und gegebenenfalls auch von der Flugrichtung oder Windrichtung abhängig ist. Da diese Turbulenz nicht gesetzmäßig gesteuert werden kann, ist bei den bekannten Anordnungen keine Gewähr gegeben, daß die jeweilige Luftzufuhr als eine rechnerische Funktion der Klappenstellung betrachtet werden kann. Darüber hinaus weisen Klappen der beschriebenen Art einen weiteren erheblichen Nachteil auf, indem sie in ausgeschwenkter Lage große Luftwiderstände erregen und mithin insbesondere in bestimmten Stellungen sehr große Kräfte für ihre Betätigung erfordern.However, such flaps have the disadvantage that they are particularly at generate strong eddies at higher speeds. Forms around each flap consequently a turbulence field, the extent and position of which depends on the airspeed, on the flap shape and possibly also on the flight direction or wind direction is dependent. Since this turbulence cannot be controlled legally, is at the known arrangements no guarantee that the respective air supply as a mathematical function of the flap position can be considered. Furthermore have flaps of the type described on a further significant disadvantage by they excite great air resistance in the swiveled-out position and therefore in particular require very large forces for their operation in certain positions.
Es ist auch eine Ausführungsform bekannt, bei der die Zufuhrkanäle mittels in axialer Richtung verschiebbarer Steuerkörper mehr oder weniger geöffnet werden. Zur Verschiebung dieser Steuerkörper sind insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten sehr große Kräfte erforderlich, die die Gefahr von Verklemmungen mit sich bringen.It is also known an embodiment in which the supply channels more or less opened by means of axially displaceable control bodies will. To move this control body are particularly important at high speeds very large forces are required, which entail the risk of jamming.
Demgegenüber sind gemäß der Erfindung zur Steuerung der Zusatzluft drehbare Ringschieber mit Durchlaßöffnungen zur wahlweisen Freigabe der Zufuhrkanaleinlaßmündungen an der Außenseite der Wand des Einlaufs vorgesehen. Dies bringt aber einen wesentlichen Vorteil, da die Kräfte zum Drehen der Ringschieber verhältnismäßig gering sind. Durch die Ringschieber, insbesondere wenn sie in die Wandung eingelassen sind, wird der Strömungsverlauf kaum beeinträchtigt.In contrast, according to the invention to control the additional air rotatable ring slide with passage openings for the optional release of the feed channel inlet openings provided on the outside of the wall of the inlet. But this brings an essential one Advantage because the forces for turning the ring slide are relatively low. Through the ring slide, especially if they are let into the wall the flow course is hardly affected.
Drehbare Ringschieber sind an sich bekannt. Bei Strahltriebwerken ist die Verwendung von drehbaren Ringschiebern mit Durchlaßöffnungen zur wahlweisen Freigabe von die Wand eines Einlaufdiffusors durchsetzenden Kanälen in einem älteren Patent bereits vorgeschlagen worden. Insoweit wird hier kein selbständiger Schutz begehrt. Dort handelt es sich aber um Strahltriebwerke, bei denen die Ringschieber zum Abblasen von Luft dienen. Durch das Abblasen von Luft soll dort die Lage der senkrechten Stoßwelle in dem mit einem Zentralkörper versehenen Einlauf gegenüber Änderungen des Einlaufzustandes unverändert gehalten werden. Die Ringschieber dienen dort also zur Lösung einer anderen Aufgabe als der der Erfindung zugrunde liegenden.Rotatable ring slides are known per se. With jet engines is the use of rotating ring valves with through openings for optional Release of ducts penetrating the wall of an inlet diffuser in an older one Patent already proposed. In this respect, there is no independent protection here desired. But there it is a question of jet engines, in which the ring slide to the Serve to blow off air. By blowing off air, the position of the vertical Shock wave in the inlet provided with a central body against changes of the running-in condition are kept unchanged. The ring sliders are used there to solve a different problem than that underlying the invention.
Zur Erzielung eines glatten Hauptströmungsverlaufes bei abgeschalteter Zusatzluftzufuhr wird vorteilhaft zusätzlich zu dem an der Außenwand vorgesehenen Ringschieber ein weiterer, ebenfalls mit Durchlaßöffnungen versehener Ringschieber an der Innenseite der Wand des Einlaufes vor den Zusatzluftzufuhrkanälen angeordnet, der im gleichen Sinne wie der äußere Ringschieber betätigt wird.To achieve a smooth main flow course when switched off Additional air supply is advantageous in addition to that provided on the outer wall Ring slide another ring slide also provided with passage openings arranged on the inside of the wall of the inlet in front of the additional air supply ducts, which is operated in the same way as the outer ring slide.
An sich ist der Gedanke, bei einem Strahltriebwerk an der Innenseite der Wand des Einlaufes ein strömungsgünstiges Abschlußorgan vorzusehen, bekannt. Allerdings werden dort zu diesem Zweck nicht Ringschieber, sondern Klappen angewendet.In itself, the thought of a jet engine is on the inside It is known to provide a flow-favorable closing element on the wall of the inlet. However, there are not ring slides, but flaps used for this purpose.
Weitere Ausbildungen der Erfindung sind in der Beschreibung näher erläutert.Further developments of the invention are detailed in the description explained.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt Fig. 1 den vorderen Teil eines Strahltriebwerkes, schematisch und im Längsschnitt, Fig.2 dasselbe Strahltriebwerk, schematisch in einem Schnitt senkrecht zur Längsachse, Fig. 3 dasselbe Strahltriebwerk in perspektivischer Sicht, Fig.4 den vorderen Teil eines Strahltriebwerkes mit zwei Sperringen, schematisch in einem Längsschnitt, Fig. 5 dieses Strahltriebwerk schematisch in einem Schnitt senkrecht zur Längsachse, Fig.6 das letztere Strahltriebwerk in perspektivischer Sicht, Fig. 7 einen Sperring mit Luftdurchgangsöffnungen, schematisch und in perspektivischer Sicht, und Fig. 8 einen Sperring, der etwa zur Hälfte eine durchgehende Aussparung und auf der anderen Hälfte einzelne kleinere Luftdurchgangsöffnungen aufweist, schematisch und in perspektivischer Sicht.An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing. It shows Fig. 1 the front part of a jet engine, schematically and in longitudinal section, 2 the same jet engine, schematically in a section perpendicular to the longitudinal axis, 3 shows the same jet engine in a perspective view, FIG. 4 the front part of a jet engine with two locking rings, schematically in a longitudinal section, 5 this jet engine schematically in a section perpendicular to the longitudinal axis, 6 shows the latter jet engine in a perspective view, FIG. 7 shows a locking ring with air passage openings, schematically and in perspective, and Fig. 8 a locking ring, about half of which has a continuous recess and on the other Half has individual smaller air passage openings, schematically and in perspective View.
Das Strahltriebwerk Fig.l weist eine äußere Wand 1, eine innere Wand 2 und einen Einlaufkonus 3 auf. In der äußeren Wand befinden sich Lufteintrittsöffnungen 4, während die innere Wand Luftdurchtrittsöffnungen 5 besitzt, die mittels Stege 7 voneinander getrennt sind. Die äußeren Lufteintrittsöffnungen 4 werden durch einen Sperring 8 geöffnet bzw. geschlossen, während die inneren Lufteintrittsöffnungen durch einen Sperring 9 geöffnet bzw. geschlossen werden. Die Ringe 8, 9 weisen Dehnfugen 12 auf. Jede Lufteintrittsöffnung 4 bildet mit der entsprechenden Luftdurchtrittsöffnung 5 einen Lufteintrittskanal 4, 5.The jet engine Fig.l has an outer wall 1, an inner wall 2 and an inlet cone 3. In the outer wall there are air inlet openings 4, while the inner wall has air passage openings 5 which are separated from one another by means of webs 7. The outer air inlet openings 4 are opened or closed by a locking ring 8 , while the inner air inlet openings are opened or closed by a locking ring 9. The rings 8, 9 have expansion joints 12 . Each air inlet opening 4 forms an air inlet channel 4, 5 with the corresponding air passage opening 5.
Die Fig. 4 bis 6 stellen eine Abänderung des Ausführungsbeispiels dar, indem die Ringe 8, 9 hier miteinander verbunden und derart einander zugeordnet sind, daß die Luftdurchtrittsöffnungen 4, 5 innen und außen gleichzeitig geöffnet bzw. geschlossen werden. Durch diese besondere Anordnung werden lediglich zwei Drittel des Umfanges für Luftdurchtrittsöffnungen verwendet. Dadurch wird zwar ein geringerer Querschnitt für den Luftdurchtritt zur Verfügung stehen; jedoch erreicht man den Vorteil, daß die Luftdurchtrittsöffnungen 4, 5 gleichzeitig geöffnet und geschlossen werden. Die Sperringe 8, 9 sind über ein starres Verbindungsglied 13 miteinander fest verbunden (Fig. 4).4 to 6 represent a modification of the exemplary embodiment in that the rings 8, 9 are connected to one another and assigned to one another in such a way that the air passage openings 4, 5 are opened and closed simultaneously on the inside and outside. Due to this special arrangement, only two thirds of the circumference are used for air passage openings. As a result, a smaller cross section will be available for the passage of air; however, one achieves the advantage that the air passage openings 4, 5 are opened and closed at the same time. The locking rings 8, 9 are firmly connected to one another via a rigid connecting member 13 (FIG. 4).
Durch die Verschiebung der Sperringe 8, 9, die über das Servoorgan 10 veranlaßt wird, können die Querschnitte der Luftdurchgangskanäle beliebig abgeändert werden. Eine Änderung in der äußeren Gestalt des Einlaufes findet hierbei nicht statt, so daß keine zusätzliche Wirbelbildung in den Luftdurchtrittsöffnungen vorkommt. Da die Verschiebung der Sperringe 8, 9 keinen Luftwiderstand erzeugt, sind die an das Servoorgan 10 zu stellenden Anforderungen nicht besonders hoch. Aus alledem ergibt sich ein erheblicher technischer Fortschritt.By shifting the locking rings 8, 9, which is caused by the servo organ 10, the cross-sections of the air passage channels can be changed as desired. A change in the outer shape of the inlet does not take place here, so that no additional vortex formation occurs in the air passage openings. Since the displacement of the locking rings 8, 9 does not generate any air resistance, the requirements to be placed on the servo organ 10 are not particularly high. All of this results in considerable technical progress.
Eine zweite Anwendung für am Umfang des Einlaufkanals angebrachte zusätzliche Lufteintrittsöffnungen ergibt sich auf dem Gebiet des Senkrechtstartes mit schwenkbaren Strahltriebwerken. Bei senkrecht gestelltem Triebwerk und Vorwärtsbewegung des Flugzeuges könnte das Triebwerk Einlaufschwierigkeiten haben. Am ganzen Umfang oder an der Wandseite desselben geöffnete seitliche Lufteintrittsöffnungen leiten hier die Luft besser zum Kompressor.A second application for those attached to the perimeter of the inlet channel additional air inlets result in the area of vertical take-off with swiveling jet engines. With the engine in a vertical position and moving forward The engine of the aircraft could have run-in problems. All around or guide open side air inlet openings on the wall side of the same here the air better to the compressor.
Um diese Tatsache im Sinne der Erfindung auszunutzen, können die Sperringe 8, 9 von weiteren Sperrringen 8', 9' überlagert werden, die um den Umfang der Sperringe 8, 9 verlaufen und mittels eines Servoorgans (nicht gezeichnet) im Verhältnis zu den entsprechenden Sperringen 8, 9 gedreht werden können. Die überlagernden Sperringe 8', 9' weisen an etwa einem Drittel bis zur Hälfte ihres Umfanges eine durchgehende Aussparung auf, während die übrigen Lufteintrittsöffnungen 15 dieselbe Größe und relative Anordnung besitzen wie auf den Sperringen 8, 9. In order to utilize this fact within the meaning of the invention, the locking rings 8, 9 can be superimposed by further locking rings 8 ', 9' , which run around the circumference of the locking rings 8, 9 and by means of a servo member (not shown) in relation to the corresponding locking rings 8, 9 can be rotated. The overlying locking rings 8 ', 9' have a continuous recess on about a third to half of their circumference, while the remaining air inlet openings 15 have the same size and relative arrangement as on the locking rings 8, 9.
Wenn das Flugzeug startet oder zur Landung ansetzt, wird das Triebwerk in der Übergangslage von der senkrechten in eine waagerechte Flugrichtung bzw. umgekehrt eine Lage erfahren, in welcher der Fahrwind das Strahltriebwerk derart einseitig beeinflußt, daß dieses möglicherweise ausgeblasen werden könnte. Um dieser Gefahr vorzubeugen, werden die Sperringe 8', 9' derart gedreht, daß eine optimale Luftzufuhr sowohl aus der augenblicklichen Flugrichtung als auch aus den seitlichen Richtungen jederzeit gewährleistet ist. Diese zusätzliche Regelmöglichkeit dient vor allen Dingen dazu, die während der Gleitwinkeländerung auftretenden verschiedenen Einströmungsrichtungen bzw. -geschwindigkeiten gegeneinander auszugleichen.When the aircraft takes off or about to land, the engine is turned on in the transitional position from the vertical to a horizontal flight direction or vice versa experience a situation in which the wind blows the jet engine in such a one-sided manner affects that this could possibly be blown out. To this danger To prevent this, the locking rings 8 ', 9' are rotated so that an optimal air supply both from the current direction of flight and from the lateral directions is guaranteed at all times. This additional control option is primarily used In addition, the different directions of flow occurring during the change in the slip angle or to compensate for speeds against each other.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DEH33871A DE1121414B (en) | 1958-07-24 | 1958-07-24 | Device for controlling additional air in a jet engine |
Applications Claiming Priority (1)
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| DEH33871A DE1121414B (en) | 1958-07-24 | 1958-07-24 | Device for controlling additional air in a jet engine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| DE1121414B true DE1121414B (en) | 1962-01-04 |
Family
ID=7152261
Family Applications (1)
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE1121414B (en) |
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1958
- 1958-07-24 DE DEH33871A patent/DE1121414B/en active Pending
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