DE1200067B

DE1200067B - Ausstroemduese

Info

Publication number: DE1200067B
Application number: DEB47364A
Authority: DE
Inventors: Jean Henri Bertin
Original assignee: Bertin et Cie SA
Current assignee: Bertin Technologies SAS
Priority date: 1957-01-09
Filing date: 1958-01-07
Publication date: 1965-09-02

Description

Ausströmdüse Die Austrittsstrahlen von Rückstoßtriebwerken und alle Gasstrahlen großer Abmessung, die mit hoher Geschwindigkeit in die Atmosphäre treten, erzeugen ein erhebliches Geräusch, dessen Wirkungen für in der Nähe befindliche Personen störend und gegebenenfalls gesundheitsschädigend sind.Exhaust nozzle The exhaust jets from jet engines and all Large size gas jets entering the atmosphere at high speed, produce a significant noise, the effects of which on those in the vicinity People are annoying and possibly harmful to health.

Um dieses Geräusch zu vermindern, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, die Vermischung des Strahls mit der Atmosphäre zu verbessern und zu beschleunigen, was allgemein dazu führt, daß die Mischfläche zwischen den beiden Medien vergrößert oder die Geschwindigkeit der Atmosphärenluft vor ihrem Inberührungkommen mit dem Strahl erhöht wird, um die Relativgeschwindigkeiten der beiden Medien herabzusetzen.To reduce this noise, it has proven to be useful to improve and accelerate the mixing of the jet with the atmosphere, which generally leads to the fact that the mixing area between the two media increases or the velocity of the atmospheric air before it came into contact with the Beam is increased to reduce the relative speeds of the two media.

An einer Schubdüse für Strahltriebwerke ist bereits vorgeschlagen worden, durch an den Enden offene Kanäle, die den Heißgaskanal durchdringen, diesem zum Zweck der Geräuschdämpfung Umgebungsluft zuzuführen.A thrust nozzle for jet engines has already been proposed through channels open at the ends that penetrate the hot gas channel, this to supply ambient air for the purpose of noise reduction.

Ferner ist ein Turbostrahltriebwerk bekannt, bei welchem in einem zentralen Konusteil ein Verstellmechanismus untergebracht ist, dem von außen her Luft zugeführt wird, um diesen Verstellmechanismus zu kühlen. Zu diesem Zweck sind zwischen der Außenwand des Strahltriebwerks und der konisch verlaufenden Wand des Verstellmechanismus in radialer Richtung verlaufende Luftdurchtrittsrohre vorgesehen.Furthermore, a turbojet engine is known in which in a central cone part an adjustment mechanism is housed, which from the outside Air is supplied to cool this adjustment mechanism. To this end are between the outer wall of the jet engine and the conical wall of the Adjusting mechanism extending in the radial direction air ducts provided.

Ferner sind fischschwanzförmig ausgebildete Düsen bekannt, die jedoch nicht als Ringdüsen ausgebildet sind und bei denen die Luft lediglich an der Außenwandung der fischschwanzförmigen Düse entlangstreift. Schließlich ist eine Schalldämpfereinrichtung für Düsenstrahlgeräte, insbesondere Flugzeug-Strahltriebwerke, bekannt, bei welcher an einer Strahldüse ein ringförmiger Diffusoransatz vorgesehen ist, der im Querschnitt Kegelstumpfform hat, und bei welchem am Austrittsende Zähne zur Geräuschverminderung vorgesehen sind. Bei dieser bekannten Schalldämpfereinrichtung ist jedoch die Zufuhr von Luft in das Innere des ringförmigen Diffusoransatzes nicht vorgesehen.Furthermore, nozzles designed in the shape of fish tails are known, but they are not designed as ring nozzles and in which the air only passes through the outer wall along the fishtail shaped nozzle. Finally, there is a muffler device for jet devices, in particular aircraft jet engines, known in which an annular diffuser attachment is provided on a jet nozzle, which in cross section Has truncated cone shape, and in which at the exit end teeth to reduce noise are provided. In this known muffler device, however, is the supply of air into the interior of the annular diffuser attachment is not provided.

Der Hauptzweck der Erfindung besteht darin, eine Ausströrndüse zu schaffen, welche einerseits eine Mischfläche zwischen den beiden Medien Atmosphärenluft und Strahl vergrößert bzw. die Geschwindigkeit der Atmosphärenluft vor ihrem Inberührungkommen mit dem Strahl erhöht wird.The main purpose of the invention is to provide a discharge nozzle create, which on the one hand a mixing surface between the two media atmospheric air and the jet increases or the velocity of the atmospheric air before it comes into contact is increased with the beam.

Dabei geht die Erfindung von einer Ausströmdüse für Gase hoher Geschwindigkeiten, insbesondere einer Schubdüse für Strahltriebwerke aus, bei der an den Enden offene Kanäle den Gaskanal durchdringen und dem Gas Umgebungsluft zuführen, und gemäß der Erfindung ist die Düse am Austrittsende in an sich bekannter Weise flachgedrückt, und die Luftkanäle liegen in der Ebene der größten Düsenausdehnung und verlaufen etwa in Richtung der Düsenlängsachse.The invention is based on an outlet nozzle for gases at high speeds, in particular a thrust nozzle for jet engines, in which the ends are open Channels penetrate the gas channel and supply ambient air to the gas, and according to the Invention, the nozzle at the outlet end is flattened in a known manner, and the air channels lie in the plane of the greatest nozzle extension and run approximately in the direction of the longitudinal axis of the nozzle.

Nach einer praktischen Ausführungsforin der Erfindung können die Lufteinlaßkanäle in an sich bekannter Weise konvergierend ausgebildet sein, und weiterhin kann in an sich bekannter Weise eine zentrale Gasauslaßöffnung von kleinem Querschnitt vorgesehen sein.According to a practical embodiment of the invention, the air inlet ducts be designed to converge in a manner known per se, and furthermore, in a central gas outlet opening of small cross-section is provided in a manner known per se be.

Die Erfindung hat einmal den besonderen Vorteil, daß die Berührungsfläche zwischen dem Strahl und der Atmosphäre erhöht wird, so daß die Vermischung beider Medien rascher erfolgt, wodurch das Geräusch herabgesetzt wird. Ferner bewirkt die Mischfläche am inneren Umfang des Strahls ein Ansaugen von Atmosphärerfluft in die Luftleitung, obwohl sich ein Unterdruck an den konvergierenden Teilen der Leitungen und daraus eine Erhöhung des Schubs ergibt.The invention has the particular advantage that the contact surface between the jet and the atmosphere is increased, so that the mixing of both Media happens faster, which reduces the noise. Furthermore, the Mixing surface on the inner circumference of the jet suction of atmospheric air into the Air duct, although there is a negative pressure on the converging parts of the ducts and this results in an increase in thrust.

Durch diesen ergänzenden Schub wird die Vergrößerung der inneren Reibung gegenüber üblichen Düsen kompensiert, und es sind daher praktisch keinerlei Schubverluste vorhanden. Außerdem wird durch den Verlauf der Luftkanäle in Richtung der Düsenlängsachse eine günstige Gesamtströmung der seitlich eintretenden Atmosphärenluft erreicht.This additional thrust increases the internal friction Compensated for compared to conventional nozzles, and therefore there are practically no thrust losses available. In addition, the course of the air channels in the direction of the nozzle's longitudinal axis a favorable overall flow of the atmospheric air entering from the side is achieved.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. F i g. 1 ist eine Stmansicht e;lier Ausf ührunasform einer Ausströmdüse gemäß der Erfindung; F i g. 2 ist eine Seitena-sicht der Ausströmdüse; F i g. 3 ist ein Schnitt durch die Ausströmdüse nnch Lipie 11.--111 der F i a. 2.The invention is explained in more detail below with reference to the drawing, for example. F i g. 1 is a vertical view of an embodiment of an exhaust nozzle according to the invention; F i g. Fig. 2 is a side elevational view of the exhaust nozzle; F i g. 3 is a section through the exhaust nozzle 11 .-- nnch Lipie 111 of the F i a. 2.

Di-, m clen F i 1 bis 3 wieder e#",eL-e-.i.e Au##-trön-:-düse hat eine Außenwand 1, die mit einem Flansch la zu ihrer Beiestigung an einem ihr vorau sgehenden kreisförmigen Rohr eines Triell--;"e-Äks versehen ist und in einer öffnup-2 in Form emes abgeflachten ringförmigen Schlitzes endigt. Eine doppelt gekrümmte Fläche 3 begrenzt zwei seitliche Leitungen 4 und 5, welche Atmosphärenluft in das Innere der länglichen öffpung 2 b (F i g. J) führen, die durch, den inneren Rand 2 a des Schlitzes 2 begrenzt wird. Die Fläche 3 kann mit der Außenwand 1 der Ausströmdüse durch Sireben 3a verbunden sein, die in zweckentsprechender Weise profiliert sind, um dem Strom des Strahls einen kleinsten Widerstand darzubieten. Die Eingangsöffnungen 6 und 7 der seitlichen Leitungen 4 und 5 haben einen Gesanitquerschnitt, der größer als der innere Querschnitt der Miglichen Öffnan;- 2 b ist, so daß die Atmosphärenluft, welche durch den aus dem Schlitz 2 austretenden Strahl angesaugt wird, in den Leitungen 4 und 5 in Geschwindigkeit versetzt wird, bevor sie mit dem rinaförmiaen Strahl in Berührung gelangt.Di-, m clen F i 1 to 3 again e # ", eL-e-.ie Au ## - trön -: - nozzle has an outer wall 1 which, with a flange la for its attachment to a circular pipe preceding it, is a Triell -; "e-Äks and ends in an öffnup-2 in the form of a flattened annular slot. A double-curved surface 3 delimits two lateral lines 4 and 5, which lead atmospheric air into the interior of the elongated opening 2 b ( FIG. J), which is delimited by the inner edge 2 a of the slot 2. The surface 3 can be connected to the outer wall 1 of the discharge nozzle by sirebas 3a, which are appropriately profiled in order to offer the least resistance to the flow of the jet. The input openings 6 and 7 of the side wires 4 and 5 have a Gesanitquerschnitt which is greater than the inner cross section of the Miglichen Öffnan; - 2 b, so that the atmospheric air is sucked by the emerging from the slot 2 beam, in the lines 4 and 5 before it comes into contact with the rinaiform jet.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den F i g. 1 bis 3 tritt ferner ein kleiner Teil des Rückstoßstrahls läp(ys der Achse der Auströmdüse durch eine zusätzfiche öffnung 8 aus. Dies hat den Vorteil, daß die Saugwirkung erhöht und die Geschwindigkeit der in die Leitungen 4 und 5 eingesaugten Luft auf Grund des kleinen Querschnittes dieser öffnung weiter vergrößert wird, ohne das Geräusch zu verstärken, während dadurch außerdem die Herstellung der doppelt gekrümmten Fläche 3 erleichtert wird.In the embodiment according to FIGS. 1 to 3 , a small part of the recoil jet läp (ys of the axis of the discharge nozzle emerges through an additional opening 8. This has the advantage that the suction effect increases and the speed of the air sucked into the lines 4 and 5 due to the small cross-section this opening is further enlarged without increasing the noise, while this also facilitates the production of the double-curved surface 3.

Die Eingangsöffnungen 6 und 7 der Leitungen 4 und 5 können die Atmosphärenluft unmittelbar ansaugen. Sie können auch mit einem System verbunden sein, welches die Grenzschicht verschiedener Teile der Oberfläche des Luftfahrzeugs, beispielsweise seiner Flügel, gemäß einem bekannten Prinzip absaugt, wobei die Induktion der Luft durch den inneren Teil des in Form eines Ringes austretenden Auspuffstrahls ganz oder teilweise durch die Energie dieses Absaugens der Grenzschicht bewirkt werden kann.The inlet openings 6 and 7 of the lines 4 and 5 can suck in the atmospheric air directly. They can also be connected to a system that sucks the boundary layer of different parts of the surface of the aircraft, for example its wings, according to a known principle, whereby the induction of the air through the inner part of the exhaust jet exiting in the form of a ring is wholly or partly through the Energy of this suction of the boundary layer can be effected.

Die Schicht des dem ringförmigen Schlitz austretenden Heißgasstrahls braucht an den verschiedenen Punkten nicht die gleiche Dicke zu haben.The layer of the hot gas jet emerging from the annular slot need not have the same thickness at the different points.

Bei einem Strahltriebwerk mit Nachverbrennung ist die durch die angetriebene Atmosphärenluft bewirkte Kühlung der Inneafläche 3 der Ausströmdüse ausreichend, -am die Wandungen ohne zusätzliche Hilfsmittel zu kühlen.In the case of a jet engine with afterburning, the cooling of the inner surface 3 of the exhaust nozzle brought about by the driven atmospheric air is sufficient to cool the walls without additional aids.

Die Ausströmdüse gemäß der Erfindung läßt sieh auch leicht im Rumpf des Luftfahrzeugs sowie an den Flügeln oder in getrennten Motorgehäusen anbrin-en.The discharge nozzle according to the invention can also be easily seen in the fuselage of the aircraft as well as on the wings or in separate motor housings.

CC.

Claims

Claims-1. Exhaust nozzle for gases of high GeschwiDdigkeit, in particular exhaust nozzle for jet engines, pass through the gas passage in the open ended channels and supply ambient air to the gas, d a d u rch g e k hen -zeichnet that the nozzle tsende Austrit-am ip manner known per se is flattened and that the air channels lie in the plane of the greatest nozzle extension and run approximately in the direction of the longitudinal axis of the nozzle.

2. A discharge nozzle according to claim 1, characterized in that the air inlet channels (4, 5) are designed to converge in a manner known per se. 3. A discharge nozzle according to one of claims 1 and 2, characterized in that a central gas outlet opening (8) of small cross section is provided in a manner known per se. Documents considered: French Patent Nos. 1128 475, 1 084 419; British Patent Nos. 637,917, 366,287; Aviation Week magazine, September 3 , 1956, p.51. Older patents considered: German Patent No. 1072 015.