DE1164754B - Schubduese fuer ein Flugzeugstrahltriebwerk - Google Patents
Schubduese fuer ein FlugzeugstrahltriebwerkInfo
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Description
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Internat. KL: F 02 k
Deutsche Kl.: 46 g - 8/10
Nummer: 1 164 754
Aktenzeichen: U 71191 a/46 g
Anmeldetag: 5. Mai 1960
Auslegetag: 5. März 1964
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schubdüse für ein Flugzeugstrahltriebwerk mit einem Düsenkonus,
der an seinem hinteren Ende konvergiert.
Es v/urde bereits eine Schubdüse für ein Flugzeugstrahltriebwerk mit einem Düsenkonus vorgeschlagen,
der an seinem hinteren Ende konvergiert, wobei eine äußere Kanalbegrenzung konzentrisch zu dem Düsenkonus
angeordnet ist und an ihrem hinteren Ende konvergiert und ermöglicht, daß ein freier Luftstrom längs
der äußeren Seite der Kanalbegrenzung strömt und das Abgas zwischen der äußeren Kanalbegrenzung
und dem Düsenkonus strömt, und mit einer Anzahl Klappen, die an dem hinteren Ende der äußeren
Kanalbegrenzung beweglich angebracht sind, um die Gasströmung zu beeinflussen.
Die Erfindung unterscheidet sich von dem Bekannten dadurch, daß die Klappen in eine Unterschallgeschwindigkeitsstellung
einstellbar sind, in der die innere Fläche der Klappen in an sich bekannter Weise
eine konvergente Fortsetzung der konvergenten Fläche der äußeren Kanalbegrenzung bildet und einen
größeren Konvergenzwinkel als der Düsenkonus hat, um eine Unterschalldüsenmündung zu begrenzen, die
im wesentlichen senkrecht zu der konvergierenden Wand des Düsenkonus verläuft, und daß die Klappen
in an sich bekannter Weise in eine Überschallgeschwindigkeitsstellung beweglich sind, wobei die innere
Fläche der Klappen eine divergente Fortsetzung der Fläche der äußeren Kanalbegrenzung bildet, um eine
Überschalldüseneinschnürung zu begrenzen, die im wesentlichen senkrecht zu der Wand des Düsenkonus
verläuft und eine größere Fläche als die Unterschalldüsenmündung hat und in axialem Abstand vor dieser
angeordnet ist.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung eines mittigen Düsenkonus, der als eine Expansionsfläche innerhalb
eines Schubdüsenklappensystems dient und mit diesem zusammenwirkt, wird der Vorteil erzielt,
daß eine konvergente Schubdüse im Unterschallflugzustand und eine konvergentdivergente Schubdüse im
Überschallflugzustand erhalten wird. Außerdem ist es vorteilhaft, eine geneigte Mündung bzw. Einschnürung
in beiden Flugzuständen und eine axiale Verschiebung sowie eine Erweiterung der Mündung bzw.
Einschnürung zu haben, wenn von einem dieser Flugzustände zum anderen übergegangen wird.
Ferner ist es vorteilhaft, daß im Überschallflugzustand die äußere Kante der Klappe mit dem Triebwerksgehäuse
zur Bildung einer zylindrischen Fläche zusammenwirkt, während sie in der Unterschallflugstellung
mit Bezug auf den Mittelkonus konvergiert und dadurch die Stauluft ausnutzt, die Abgase so weit
Schubdüse für ein Flugzeugstrahltriebwerk
Anmelder:
United Aircraft Corporation, East Hartford,
Conn. (V. St. A.)
Conn. (V. St. A.)
Vertreter:
Dr.-Ing. H. Ruschke, Patentanwalt,
Berlin 33, Auguste-Viktoria-Str. 65
Als Erfinder benannt:
John Joseph Horgan, Tariffville, Conn. (V. St. A.)
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 5. Mai 1959 (Nr. 811 219)
und so lang als möglich am Düsenkonus zu halten, um eine maximale Schuberzeugung zu erzielen.
Nachfolgend wird die Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen näher beschrieben, und zwar zeigt
Fig. 1 eine Außenansicht eines Flugzeugstrahltriebwerke mit einer Schubdüse,
Fig. 1 eine Außenansicht eines Flugzeugstrahltriebwerke mit einer Schubdüse,
Fig. 2 einen Teilquerschnitt einer erfindungsgemäßen
Schubdüse in der Stellung für langsame Geschwindigkeit oder in der Unterschallgeschwindigkeitsstellung,
Fig. 3 einen der Fig. 2 entsprechenden Schnitt,
wobei jedoch die erfindungsgemäße Schubdüse in der Stellung für hohe Geschwindigkeit oder Überschallgeschwindigkeitsstellung
gezeigt ist,
F i g. 4 einen Teilschnitt nach der Linie 4-4 der Fig. 2,
Fig. 5 einen Teilschnitt nach der Linie 5-5 der F i g. 2 und
F i g. 6 eine erfindungsgemäße Schubdüse, die nur eine einzige Klappengruppe aufweist.
Fig. 1 zeigt ein Flugzeugstrahltriebwerk 10, das
einen Verdichterabschnitt 12, einen Brennerabschnitt 14, einen Turbinenabschnitt 16 und eine Schubdüse
20 mit veränderbarer Querschnittfläche oder Verstellschubdüse aufweist. Der Verdichter 12, der Brenner
14 und die Turbine 16 sind im Triebwerksgehäuse 22 eingeschlossen und längs der Achse 24 ausgerichtet.
Der Flugzeugrumpf oder die Verkleidung 26 kann zum Umhüllen des Triebwerksgehäuses 22 verwendet
werden. Luft tritt in die Triebwerkseintrittsöffnung 30 ein, wird beim Durchströmen des Verdichters 12 verdichtet
und in dem Brennerabschnitt 14 erwärmt. Im Turbinenabschnitt 16 wird dieser Luft Energie zum
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Antrieb des Verdichters 12 entzogen. Dann tritt die Luft seine Querschnittsfläche von seinem vorderen zum
nach rückwärts aus, wobei sie Schub beim Durch- hinteren Ende allmählich konvergiert. Die innere
strömen der Schubdüse 20 erzeugt. Zwischen die Wand 74 wird durch Verbindungsmittel 88 von dem
Turbine 16 und die Schubdüse 20 kann ein Nach- äußeren Turbinenkanal 90 getragen, während die
brenner eingefügt werden. Kühlluft kann in den ring- 5 äußere Wand 76 davon mittels einer Anzahl am Umförmigen
Einlaß 32 eintreten oder von dem Verdich- fang angeordneter Winkelstützen 92 getragen wird,
ter 12 in den ringförmigen von Rumpf 26 und Trieb- Innere Klappen 38 sind am Umfang des hinteren
werksgehäuse 22 begrenzten Kühlkanal 28 abgeführt Endes 80 der inneren Wand 74 der äußeren Kanalwerden,
um über die Oberflächen der Schubdüse ge- begrenzung schwenkbar angebracht und sind in sich
leitet zu werden. Das Triebwerk 10 einschließlich der io überdeckender, abdichtender Lagebeziehung durch
Schubdüse 20 und der Rumpf 26 haben vorzugsweise einen Dichtungsstreifen 102 angeordnet, wie am
im allgemeinen einen kreisrunden Querschnitt und besten aus F i g. 5 ersichtlich ist, so daß sie eine Fortsind
konzentrisch zur Achse 24 angeordnet. Jedoch Setzung der Wand 74, aber mit veränderbarer Fläche
könnte die Düse 20 auch im allgemeinen rechtecki- bilden. Die Klappen 38 besitzen ein vorderes Ende
gen Querschnitt haben, ohne den Rahmen der Erfin- 15 94, ein hinteres Ende 96, eine Innenfläche 98 und
dung zu überschreiten. Die Schubdüse 20 ist genauer eine Außenfläche 100.
in F i g. 2 und 3 dargestellt, auf die nunmehr Bezug Äußere Klappen 40 sind am Umfang um die äußere
genommen wird. Wand 76 der äußeren Kanalbegrenzung 36 angeord-
Die Schubdüse 20 weist einen Düsenkonus 34, eine net und daran schwenkbar in überdeckendem Dich-
äußere Kanalbegrenzung 36 sowie eine innere Klap- 20 tungseingriff in derselben Weise angebracht, wie für
pengruppe 38 und eine äußere Klappengruppe 40, die die innere Klappe 38 in F i g. 5 dargestellt ist, um eine
alle im allgemeinen kreisrunden Querschnitt haben Fortsetzung davon mit veränderbarer Fläche zu bil-
und konzentrisch zu der Achse 24 angeordnet sind, den. Die äußeren Klappen 40 haben vordere Enden
zusammen mit Betätigungsvorrichtungen 42 auf. 106, hintere Enden 108, eine Innenfläche 110 und
Selbstverständlich können die dargestellten mehreren 25 eine Außenfläche 112.
Klappengruppen durch eine einzige Klappengruppe Die Betätigungsvorrichtung 42 wird von dem äuße-(F
i g. 6) mit inneren und äußeren Flächen im Rahmen ren Turbinengehäuse 90 mittels Winkelstützen 114 geder
Erfindung ersetzt werden. Der Düsenkonus 34 hat tragen und umfaßt einen hydraulisch betätigten KoI-ein
vorderes Ende 44 und ein hinteres Ende 46 und ben 116, der innerhalb eines hydraulischen Zylinders
besteht vorzugsweise aus leichtem Blech mit einer 30 118 angeordnet ist. Von dem Kolben geht eine Beäußeren
Fläche 48, die durch eine Wand 50 an ihrem tätigungsstange 120 aus, die an dem beweglichen konvorderen
Ende, die mit Bezug auf die Achse 24 diver- vergenten Teil 84 der inneren Wand 74 an Verbingent
ist, und eine Wand 52 an ihrem hinteren Ende, dungsmitteln 122 angreift, so daß Hin- und Herbewedie
mit Bezug auf die Achse 24 konvergent ist und gung des Kolbens 116 in dem Zylinder 118 bewirkt,
eine Mittelwand 54 definiert ist, welche die divergente 35 daß der konvergente Teil 84 sich damit axial hin- und
Wand 50 und die konvergente Wand 52 gleichförmig herbewegt. Druckflüssigkeit kann auf einer Seite des
oder stoßfrei verbindet und den Bereich maximalen Kolbens 116 vorgesehen werden, während sie von sei-Durchmessers
des Düsenkonus 34 begrenzt (F i g. 2). ner entgegengesetzten Seite in üblicher Weise entnom-Obgleich
eine solche Beschränkung nicht erforderlich men wird, um diese Betätigung hervorzurufen. Der
ist, kann der Düsenkonus 34 aus zwei Stücken her- 40 konvergierende Teil 84 ist mittels Rollenelementen
gestellt werden, die längs eines Verbindungsflansches 124 und 126 lenkbar gelagert, die auf ihrer axialen
56 vereinigt sind, so daß sie beim Lösen von Verbin- Bahn von einem Führungsbahnelement 128 geführt
dungsmitteln 58 durch Zugangslöcher 60 hindurch werden. Dieses wird von einer Stützummantelung 130
trennbar sind, und weiterhin kann es zweckmäßig getragen und lagerichtig eingestellt, die zwischen der
sein, Verstärkungsrippen 62, 64, 66 und 68 für den 45 inneren Wand 74 und der äußeren Wand 76 der
Düsenkonus 34 vorzusehen. Darstellungsgemäß wird äußeren Kanalbegrenzung 36 von Haltestützen 92
der Düsenkonus 34 von Verbindungsmitteln 70 an konzentrisch getragen wird. Eine beliebige Anzahl
dem inneren Tragkanal 72 der Turbine 16 getragen. Betätigungseinheiten 42 und Lagerspureinheiten 124
Das äußere Element 36 besteht aus einer inneren bis 128 können am Umfang des konvergierenden EIe-
Wand 74 und einer im wesentlichen zylindrischen 50 mentes 84 angeordnet sein, um dessen gleichförmige
äußeren Wand 76, die beide konzentrisch einen Teil und zwangläufige Lageeinstellung zu gewährleisten,
des Düsenkonus 34 umschließen, so daß das vordere Die Betätigungsvorrichtung 42 wird benutzt, um zu
Ende 78 der äußeren Kanalbegrenzung 36 im wesent- bewirken, daß sich der konvergente Teil 84 zwischen
liehen mit dem vorderen Ende 44 des Düsenkonus 34 seiner Unterschallgeschwindigkeitsstellung (F i g. 2)
radial ausgerichtet ist, während das hintere Ende 80 55 und seiner Überschallgeschwindigkeitsstellung (F ig. 3)
des Elementes 36 um eine wesentliche Strecke axial hin- und herbewegt.
strömungsaufwärts von dem hinteren Ende 46 des Die Stützummantelung 130 trägt weiterhin Füh-
Düsenkonus 34 in Abstand angeordnet ist. Die innere rungsbahn- oder Spureinheiten 132 zwischen den
Wand 74 weist einen festen Teil 82, der divergent zu inneren Klappen 38 und den äußeren Klappen 40. Die
der Achse 24 ist, und einen beweglichen Teil 84 auf, 60 inneren Klappen 38 sind mit der Spureinheit 133
der konvergent zu der Achse 24 in größerem Ausmaß (F i g. 5) durch eine Rolle 134 verbunden, während
als die Wand 52 des Düsenkonus 34 konvergent ist, eine Verbindungsvorrichtung 135 Lenkstangen 136 und
so daß der ringförmige Gaskanal 86, der zwischen 138 aufweist, die mit einem Ende jeweils schwenkbar
dem Düsenkonus 34 und der äußeren Kanalbegren- mit der Spureinheit 132 durch die Rolle 140 (F i g. 4)
zung 36 ausgebildet ist, ringförmigen Querschnitt hat 65 verbunden sind. Die anderen Enden der Lenkstangen
und an seinem vorderen Ende mit Bezug auf die 136 und 138 sind an dem konvergenten Teil 84 mit
Achse 24 divergent und an seinem hinteren Ende einer Winkelstütze 142 bzw. an der äußeren Klappe
mit Bezug auf die Achse 24 konvergent ist, während 40 mit einer Winkelstütze 144 schwenkbar angeordnet.
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Infolge des Zusammenwirkens der Betätigungsvor- zu fördern und dadurch eine Überexpansion des Anrichtung
42 und der Verbindungsvorrichtung 135 triebsmediums auf weniger als den statischen Druck
können die Klappen 38 und 40 so angeordnet werden, der freien Strömung zu verhindern,
daß sie sich zwischen der Unterschallgeschwindigkeits- Wenn die Druckflüssigkeit den Kolben 116 nach stellung (Fig. 2) und der Überschallgeschwindigkeits- 5 links oder nach vorn bewegt, bewegt sich der konverstellung (F i g. 3) in einer nun zu beschreibenden Weise gente Teil 84 aus der Stellung der F i g. 2 in die Stelverschwenken. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, hat der KoI- lung der Fig. 3 und arbeitet mit der Verbindungsben 116 den konvergenten Teil 84 der inneren Wand vorrichtung 135 und der Führungsbahn- oder Spur-74 der äußeren Kanalbegrenzung 36 veranlaßt, sich einheit 132 derart zusammen, daß die Klappen 38 und axial in seine weit rechts gelegene, hintere oder strö- io 40 in ihre äußere Stellung gemäß F i g. 3 geschwenkt mungsabwärts gerichtete Stellung zu bewegen, in der werden, wodurch eine konvergent-divergente Uberdie Spureinheit 133 über die Rollen 134 bewirkt hat, schallschubdüse entsteht. Wenn sich die Schubdüse daß sich die inneren Klappen 38 in ihre innere Stel- 20 in der Stellung gemäß F i g. 3 befindet, wird eine lung drehen. In dieser inneren Stellung der inneren geneigte Einschnürung 148 zwischen dem hinteren Klappen bilden die Innenflächen 98 der Klappen 38 15 Ende 80 des konvergenten Teiles 84 und der konvereine konvergente Fortsetzung des konvergenten EIe- genten Wand 52 des Düsenkonus 34 gebildet. Diese mentes 84 und definieren weiterhin eine konvergente Einschnürung verläuft im wesentlichen senkrecht zu Fortsetzung des konvergenten Gaskanals 86, um eine der Wand 52 und bildet die Stelle mit der kleinsten Schubdüsenmündung 146 zwischen dem hinteren Querschnittsfläche in dem konvergenten Gaskanal 86. Ende 96 der inneren Klappen 86 und der konvergen- 20 Der hier gebrauchte Begriff »geneigte Einschnürung« ten Wand 52 des Düsenkonus 34 zu begrenzen, wo- bedeutet eine Einschnürung, die sich in einer Richbei diese Mündung im wesentlichen senkrecht zu der tung erstreckt, die nicht senkrecht zu der Achse 24 Wand 52 verläuft und den Durchgang mit der klein- und somit mit Bezug auf diese »geneigte« ist. In der sten Querschnittsfläche in dem konvergenten Gaskanal Stellung nach F i g. 3 bilden die Innenflächen 98 der 86 bildet. Die Rückwärtsbewegung des konvergenten 25 inneren Klappen 38 eine gleichförmige, glatte, diver-Teils 84, der mit der Verbindungsvorrichtung 135 gente Fortsetzung des konvergenten Teiles 84, wäh- und der Spureinheit 132 zusammenarbeitet, hat die rend die Außenflächen 112 der äußeren Klappen 40 äußeren Klappen 40 veranlaßt, sich an ihren vorderen mit der äußeren Wand 76 und dem Rumpf 26 so zuEnden 106 um die äußere Wand 76 der äußeren sammenarbeiten, daß sie einen im wesentlichen zylin-Kanalbegrenzung 36 in die Stellung gemäß F i g. 2 zu 30 drischen Raum ohne darin ausgesparte Taschen bedrehen, in der sie eine gleichförmige, glatte, konver- grenzen, so daß darüber frei strömende Luft keine gente Fortsetzung der äußeren Wand 76 bilden und in Luftwiderstand verursachende Niederdruckzonen bilder die Außenfläche 112 an ihrem hinteren Ende 108 den kann. Wenn sich die Schubdüse 20 in der Stellung im wesentlichen parallel zu der Innenfläche 98 der nach F i g. 3 befindet, strömen die Abgase vom Triebinneren Klappe 38 verläuft. 35 werk 10 durch den konvergenten Gaskanal 86 und
daß sie sich zwischen der Unterschallgeschwindigkeits- Wenn die Druckflüssigkeit den Kolben 116 nach stellung (Fig. 2) und der Überschallgeschwindigkeits- 5 links oder nach vorn bewegt, bewegt sich der konverstellung (F i g. 3) in einer nun zu beschreibenden Weise gente Teil 84 aus der Stellung der F i g. 2 in die Stelverschwenken. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, hat der KoI- lung der Fig. 3 und arbeitet mit der Verbindungsben 116 den konvergenten Teil 84 der inneren Wand vorrichtung 135 und der Führungsbahn- oder Spur-74 der äußeren Kanalbegrenzung 36 veranlaßt, sich einheit 132 derart zusammen, daß die Klappen 38 und axial in seine weit rechts gelegene, hintere oder strö- io 40 in ihre äußere Stellung gemäß F i g. 3 geschwenkt mungsabwärts gerichtete Stellung zu bewegen, in der werden, wodurch eine konvergent-divergente Uberdie Spureinheit 133 über die Rollen 134 bewirkt hat, schallschubdüse entsteht. Wenn sich die Schubdüse daß sich die inneren Klappen 38 in ihre innere Stel- 20 in der Stellung gemäß F i g. 3 befindet, wird eine lung drehen. In dieser inneren Stellung der inneren geneigte Einschnürung 148 zwischen dem hinteren Klappen bilden die Innenflächen 98 der Klappen 38 15 Ende 80 des konvergenten Teiles 84 und der konvereine konvergente Fortsetzung des konvergenten EIe- genten Wand 52 des Düsenkonus 34 gebildet. Diese mentes 84 und definieren weiterhin eine konvergente Einschnürung verläuft im wesentlichen senkrecht zu Fortsetzung des konvergenten Gaskanals 86, um eine der Wand 52 und bildet die Stelle mit der kleinsten Schubdüsenmündung 146 zwischen dem hinteren Querschnittsfläche in dem konvergenten Gaskanal 86. Ende 96 der inneren Klappen 86 und der konvergen- 20 Der hier gebrauchte Begriff »geneigte Einschnürung« ten Wand 52 des Düsenkonus 34 zu begrenzen, wo- bedeutet eine Einschnürung, die sich in einer Richbei diese Mündung im wesentlichen senkrecht zu der tung erstreckt, die nicht senkrecht zu der Achse 24 Wand 52 verläuft und den Durchgang mit der klein- und somit mit Bezug auf diese »geneigte« ist. In der sten Querschnittsfläche in dem konvergenten Gaskanal Stellung nach F i g. 3 bilden die Innenflächen 98 der 86 bildet. Die Rückwärtsbewegung des konvergenten 25 inneren Klappen 38 eine gleichförmige, glatte, diver-Teils 84, der mit der Verbindungsvorrichtung 135 gente Fortsetzung des konvergenten Teiles 84, wäh- und der Spureinheit 132 zusammenarbeitet, hat die rend die Außenflächen 112 der äußeren Klappen 40 äußeren Klappen 40 veranlaßt, sich an ihren vorderen mit der äußeren Wand 76 und dem Rumpf 26 so zuEnden 106 um die äußere Wand 76 der äußeren sammenarbeiten, daß sie einen im wesentlichen zylin-Kanalbegrenzung 36 in die Stellung gemäß F i g. 2 zu 30 drischen Raum ohne darin ausgesparte Taschen bedrehen, in der sie eine gleichförmige, glatte, konver- grenzen, so daß darüber frei strömende Luft keine gente Fortsetzung der äußeren Wand 76 bilden und in Luftwiderstand verursachende Niederdruckzonen bilder die Außenfläche 112 an ihrem hinteren Ende 108 den kann. Wenn sich die Schubdüse 20 in der Stellung im wesentlichen parallel zu der Innenfläche 98 der nach F i g. 3 befindet, strömen die Abgase vom Triebinneren Klappe 38 verläuft. 35 werk 10 durch den konvergenten Gaskanal 86 und
Wenn sich die Schubdüse 20 in ihrer Unterschall- dessen geneigte Verengung 148 und expandieren gegeschwindigkeitsstellung
(Fig. 2) befindet, strömen meinsam längs der konvergenten Wand 52 des Düsendie
Abgase vom Triebwerk 10 in erwärmtem und unter konus 34 und der von der Innenfläche 98 der Klappen
Druck gesetzten Zustand durch den konvergenten 38 gebildeten divergenten Fläche, wodurch Schub er-Gaskanal
86, aus dem sie durch eine geneigte Mün- 40 zeugt wird. Die geneigte Einschnürung 148 hat gleiche
dung 146 mit einer Geschwindigkeit ausgestoßen wer- oder größere Querschnittfläche wie die geneigte Münden,
die sie veranlaßt, entlang der Oberfläche der dung 146 und ist in Abstand axial vor dieser angekonvergenten
Wand 52 des Düsenkonus 34 zu strö- ordnet.
men. Freie Luftströmung fließt längs der Oberfläche Aus den obigen Ausführungen ist ersichtlich, daß die
der äußeren Wand 76, die eine Fortsetzung des Rump- 45 beschriebene Konstruktion eine Schubdüse für niedfes
26 in einer Richtung ist, um zu bewirken, daß die rige Geschwindigkeit oder Unterschallgeschwindig-Triebwerksabgase
anfänglich gegen die konvergente keitsschubdüse mit im wesentlichen konvergenten
Wand 52 des Düsenkonus 34 strömen. Der Zweck der Düsenkanallängsverlauf darstellt. Die durch die geMaßnahme,
gemäß der sich der Düsenkonus 34 im neigte Verengung ausgestoßenen Abgase expandieren
wesentlichen axial über die äußere Kanalbegrenzung 5° längs der Schuberzeugungsfläche mit Hufe von Mit-
36 hinaus erstreckt, so daß ein wesentlicher Teil der teln, welche die Abgase veranlassen, dieser Schubkonvergierenden
Wand 52 darüber hinausgehend frei- erzeugungsfläche infolge der geeignet gerichteten Strögelegt
wird, besteht in der Schaffung einer lang- mung eines zweiten Mediumstromes außerhalb davon
gestreckten Fläche, gegen welche die Triebwerksab- zu folgen, bis sich die Gase von der Schuberzeugungsgase
während des Unterschallflugzustandes drücken 55 fläche bei im wesentlichen statischen Druck der freien
und dadurch maximalen Schub erzeugen können. Der Strömung trennen. Diese Konstruktion schafft auch
Zweck für die Maßnahme, der Außenfläche 112 der eine konvergent-divergente Überschallgeschwindigäußeren
Klappe 40 einen Umriß in der beschriebenen keitsabgasdüse mit einer geneigten Einschnürung grö-Form
zu geben, liegt darin, zu gewährleisten, daß ßerer Querschnittfläche als die Mündung der Unterkeine
längs verlaufende oder an der Verbindung zwi- 60 Schallgeschwindigkeitsdüse, wobei wesentliche konschen
der äußeren Wand 76 und der Klappe 40 auf- vergente und divergente Teile oder Wände vorgesehen
tretende Niederdruckzonen gebildet werden, wodurch sind, auf welche die durch die Mündung ausgestoße-Luftwiderstand
entsteht, und außerdem, um einen in nen Triebwerksabgabe wirken, so daß mit hohem Wireiner
Richtung fließenden Luftstrom zu schaffen, der kungsgrad Schub erzeugt wird. Außerdem entsteht
eine Trennung der Triebwerksabgase von der konver- 65 infolge des speziellen Umrisses der äußeren Wand 76
genten Wand 52 zu verhindern sucht, wenn die Ab- und der äußeren Klappen 40 kleinster Stirnluftwidergase
überatmosphärischen Druck haben, und um dann stand, wenn sich die Schubdüse 20 in der Unterschalleine
solche Trennung mittels eines Stoßwellensystems stellung nach F i g. 2 oder in der Überschallstellung
nach Fig. 3 befindet. Dieser Luftwiderstand kann weiter dadurch verringert werden, daß ermöglicht
wird, daß Kühlluft von dem ringförmigen Kanal 32 oder dem Verdichter 12 entlang dem Kanal 28 durch
zwischen den Flächen 82, 84, 130 gebildete Durchgänge strömt und in den ringförmigen Durchgang zwischen
96 und 108 austritt.
Fig. 6 zeigt eine Einzelklappenkonstruktion der Schubdüse nach der Erfindung, die in genau der gleichen
Weise arbeitet, wie für die Mehrklappenform be- ίο schrieben wurde. In Fig. 6 sind mit durch Auslassungszeichen
ergänzte Bezugszeichen verwendet, die den Bezugszeichen in Fig. 1 bis 5 entsprechen.
Claims (4)
1. Schubdüse für ein Flugzeugstrahltriebwerk mit einem Düsenkonus, der an seinem hinteren
Ende konvergiert, wobei eine äußere Kanalbegrenzung konzentrisch zu dem Düsenkonus an- ao
geordnet ist und an ihrem hinteren Ende konvergiert und ermöglicht, daß ein freier Luftstrom
längs der äußeren Seite der Kanalbegrenzung strömt und das Abgas zwischen der äußeren
Kanalbegrenzung und dem Düsenkonus strömt, as und mit einer Anzahl Klappen, die an dem hinteren
Ende der äußeren Kanalbegrenzuhg beweglich angebracht sind, um die Gasströmung zu
beeinflussen, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappen (38, 40) in einer Unterschallgeschwindigkeitsstellung
einstellbar sind, in der die innere Fläche (98) der Klappen in an sich bekannter Weise eine konvergente Fortsetzung
der konvergenten Fläche (84) der äußeren Kanalbegrenzung bildet und einen größeren Konvergenzwinkel
als der Düsenkonus (34) hat, um eine Unterschalldüsenmündung (146) zu begrenzen,
die im wesentlichen senkrecht zu der konvergierenden Wand (52) des Düsenkonus verläuft, und
daß die Klappen in an sich bekannter Weise in eine Überschallgeschwindigkeitsstellung beweglich
sind, wobei die innere Fläche (98) der Klappen eine divergente Fortsetzung der Fläche (84) der
äußeren Kanalbegrenzung bildet, um eine Überschalldüseneinschnürung (148) zu begrenzen, die
im wesentlichen senkrecht zu der Wand (52) des Düsenkonus verläuft und eine größere Fläche als
die Unterschalldüsenmündung (146) hat und in axialem Abstand vor dieser angeordnet ist.
2. Schubdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Unterschallgeschwindigkeitsstellung
die äußere Fläche (112) der Klappen (38, 40) in an sich bekannter Weise im wesentlichen
parallel zu der inneren Fläche (98) der Klappen verläuft und eine gleichförmige, stoßfreie,
konvergente Fortsetzung der äußeren Fläche (76) der äußeren Kanalbegrenzung (36) bildet
und in der Überschallgeschwindigkeitsstellung die äußere Fläche (112) der Platten mit der äußeren
Fläche (76) der äußeren Kanalbegrenzung in an sich bekannter Weise so zusammenarbeitet, daß
eine gleichförmige, stoßfreie, im wesentlichen zylindrische Fläche definiert wird.
3. Schubdüse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappen in an sich bekannter
Weise getrennte innere Klappenabschnitte (38) und äußere Klappenabschnitte (40) aufweisen,
welche die innere Klappenfläche (98) bzw. die äußere Klappenfläche (112) bilden.
4. Schubdüse nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Kanalbegrenzung
(36) die konvergente innere Fläche (84) enthält, die axial hin- und herbewegbar ist, wobei die
inneren Klappen (38) an dem hinteren Ende dieser hin- und herbewegbaren Fläche angebracht
sind, und die Bewegung dieser inneren Fläche dazu dient, die inneren Klappen sowie auch die
äußeren Klappen (40) zu verschwenken, die an dem hinteren Ende der äußeren Fläche (76) der
äußeren Kanalbegrenzung angebracht sind.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Schweizerische Patentschriften Nr. 324 501,
838;
838;
britische Patentschrift Nr. 726 290;
USA.-Patentschriften Nr. 2 831 321, 2 637 163;
The Aeroplane, 93. Band, Heft 2402, (13. September 1957), S. 403.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
409 537/182 2.64 © Bundesdnickerei Berlin
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