DE1205340B - Schubduesenanordnung fuer Strahltriebwerks-anlagen in UEberschallflugzeugen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

F02k

Deutsche Kl 46 g - 8/10

Nummer: 1205 340

Aktenzeichen: R 328561 a/46 g

Anmeldetag: 4. Juni 1962

Auslegetag: 18. November 1965

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schubdüsenanordnung für Strahltriebwerksanlagen in Überschallflugzeugen, bei welcher durch Einführung eines ringförmigen Luftstrmes am Düsenhals ein konvergent-divergenter Strömungsverlauf erzeugt wird, wobei die Einführung des Luftstromes durch Freigabe oder Verschließen von Einlassen nach Bedarf steuerbar ist und bei welcher ferner eine unabhängig von den Steuereinrichtungen für die Lufteinlässe betätigbare Schubumkehreinrichtung vorgesehen ist, die in Bremsstellung die Schubgase durch die Lufteinlaßöffnungen hindurch nach außen und vorne lenkt und deren Klappen in »Flugstellung mit Lufteinführung« für den Luftstrom eine teilweise Begrenzungswand bilden.

Bei einer bekannten Schubdüsenanordnung dieser Bauart werden Lufteinlässe für die Einführung des ringförmigen Luftstromes dadurch gebildet, daß ein haubenförmiger Fortsatz, der die Schubumkehrklappen und die Enddüse beherbergt, mittels axial ver- ao schiebbarer Stangen von dem die Düse umgebenden Gehäuse entfernt bzw. an dieses herangezogen wird. Bei dieser Bauart müssen die die Verschiebung bewirkenden Stangen die gesamte, auf diesen Enddüsenabschnitt lastende Kraft, insbesondere die in Bremsstellung auf die Umlenkklappen ausgeübte Kraft, aufnehmen, so daß eine außerordnetlich aufwendige und von Gewicht schwere Ausschubvorrichtung vorgesehen werden muß.

Zur Vermeidung dieser Nachteile ist eine Schubdüsenanordnung der eingangs genannten Bauart erfindungsgemäß in der Weise ausgebildet, daß die Lufteinlässe als Öffnungen in der Gehäusewand ausgebildet und durch schiebetürartig betätigbare Wandteile verschließbar sind und daß die Klappen der Schubumkehreinrichtung in Flugstellung die Schubgase von außen und den Ringluftstrom von innen begrenzen.

Gegenüber der bekannten Schubdüsenanordnung besteht dadurch der Vorteil, daß ein in sich starres bzw. zum Teil von der Flugzeugzelle gebildetes Gehäuse vorhanden ist, das die auftretenden Schubbelastungen auch in Bremsstellung ohne aufwendige Verstärkungsmaßnahmen tragen kann. Die erfindungsgemäß vorgesehenen Schiebetüren lassen sich mit Hilfe von Antrieben geringer Leistung leicht öffnen und schließen, da im Gegensatz zu der bekannten Anordnung nicht die Schubkräfte der aus der Düse austretenden Gase überwunden zu werden brauchen. Die Begrenzung der Schubgase und des Ringluftstromes durch die Schubumkehrklappen in Flugstellung bietet weiter den Vorteil, daß auf zusätzliche Schubdüsenanordnung für Strahltriebwerksanlagen in Überschallflugzeugen

Anmelder:

Rolls-Royce Limited, Derby, Derbyshire

(Großbritannien)

Vertreter:

Dipl.-Ing. C. Wallach, Patentanwalt,

München 2, Kaufingerstr. 8

Als Erfinder benannt:

Thomas Henry Kerry f,

Ernest Edward Chilvers, Derby, Derbyshire

(Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom 7. Juni 1961 (20 647)

Strömungsleitelemente verzichtet werden kann, so daß an Gewicht gespart wird.

Nach einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung wird die Betätigungseinrichtung für die Wandteile in Abhängigkeit von der Fluggeschwindigkeit derart gesteuert, daß die Öffnungen bei Unterschreiten eines vorbestimmten Wertes der Fluggeschwindigkeit geöffnet werden, so daß sich selbsttätig die Düse hinsichtlich ihres Einschnürungsquerschnitts an die tatsächliche Fluggeschwindigkeit anpaßt.

Zur Verstärkung des den Einschnürungsquerschnitt der Konvergent-Divergent-Düse bestimmenden Luftstromes kann ferner eine Leitung weitere Luft, und zwar Stauluft oder Druckluft aus dem Kompressor, über ein Ventil steuerbar, den Schubstrahl ringförmig umgebend, zuführen. Da diese Maßnahme an sich bekannt ist, wird für den hierauf gerichteten Anspruch 3 Schutz nur in Verbindung mit dem Hauptanspruch begehrt.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles an Hand der Zeichnung. In der Zeichnung zeigt

F ig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht der erfindungsgemäßen Schubdüsenanordnung mit in Ruhestellung befindlicher Schubumkehreinrichtung,

509 738/119

Fig.2 eine der Fig. 1 entsprechende Ansicht mit in Wirkstellung befindlicher Schubumkehrvorrichtung,

Fig. 3 eine teilweise geschnittene Grundrißansicht der in F i g. 1 und 2 dargestellten Schubdüsenanordnung.

Die in der Zeichnung dargestellte Schubdüsenanordnung, die für ein Überschallflugzeug bestimmt ist, weist ein Schubrohr 10 auf, das innerhalb der Flugzeugzelle 11 gehaltert wird. Am stromunterseitigen Ende des Schubrohres 10 ist die Schubdüse 12 angeordnet, die den konvergenten Abschnitt einer Konvergent-Divergent-Düse 12, 13 dargestellt, deren divergenter Abschnitt 13 durch den stromunterseitig Wenn zum Zwecke einer Bremsung die Schubrichtung geändert werden soll, werden die Schubumkehrklappen 15,16 in die Stellung nach Fig. 2 überführt. Das öffnen und Schließen der Türen 21 und des Ventils 23 zwecks Veränderung der wirksamen Querschnittsfläche der Einschnürung der Konvergent-Divergent-Düse kann manuell bewerkstelligt werden.

Vorzugsweise ist jedoch vorgesehen, die Türen 21 ίο selbständig in Abhängigkeit von dem Staudruck zu betätigen, wobei ein vom Staudruck abhängiges Signal Kraftantrieben zugeleitet wird, die elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch die Türen 21 z. B. dadurch betätigen können, daß sie Ritzel an jeder der vier

der Düse 12 liegenden Teil der Flugzeugzelle 11 ge- 15 axial verschiebbaren Türen antreiben, die ihrerseits geben ist. . . . - mit einer in Verschiebungsrichtung angeordneten

Zahnstange kämmen.

In der Flugzeugzelle 11 ist drehbar auf Zapfen 14 eine Schubumkehreinrichtung gelagert, die aus schwenkbaren Klappen 15 und 16 besteht, die zwischenden Stellungen nach F i g. 1 und 2 durch KoI-benantriebe 17 bewegbar sind. In der Stellung nach F i g. 1 lassen sie die Strahlgase durch die Konvergent-Divergent-Düse 12,13 hindurchtreten, während in der Bremsstellung nach Fig. 2 die Strahlgasse durch zwei diametral gegenüberliegende öffnungen 18 der Flugzeugzelle abgeleitet werden.

Benachbart zu den öffnungen 18 können noch Leitschaufeln vorgesehen sein, die die durch die öffnungen 18 strömenden Gase weiter nach vorn ablenken. Diese Schaufeln sind in der Zeichnung nicht dargestellt.

Für jede der öffnungen 18 sind in der Flugzeugzelle 11 auf Rollen 20 je zwei Türen 21 verschiebbar gelagert. Diese Türen werden durch Kraftantriebe aufeinander zu- bzw. voneinander wegbewegt, um die öffnungen 18 abzuschließen bzw. freizugeben.

Ein über ein Ventil 23 hinsichtlich der Durchflußmenge steuerbares Rohr 22 steht mit dem Inneren eines Gehäuses 24 in Verbindung, das das Strahlrohr 10 umgibt. Im Rohr 20 wird über in der Zeichnung nicht dargestellte Mittel Stauluft oder stattdessen komprimierte Luft vom Kompressor des Triebwerkes zugeführt.

Wenn das Flugzeug im Betrieb mit einer Geschwindigkeit von z. B. 1,3 Mach vorwärts fliegt, sind die Türen 21 und das Ventil 23 geschlossen. Fällt jedoch die Fluggeschwindigkeit unter 1,3 Mach ab, ist es erforderlich, die wirksame Querschnittsfläche der Einengung der Konvergent-Divergent-Düse 12,13 zu verkleinern. Dies geschieht durch Öffnen der Türen 21, was zur Folge hat, daß infolge der Strahlwirkung der durch die Konvergent-Divergent-Düse strömenden Gase Außenluft durch die Öffnungen 18 angesaugt wird, um einen Luftring in der Einschnürung zu bilden, durch den die Strahlgase strömen.

Bei niedrigen Fluggeschwindigkeiten wird außer den bereits geöffneten Türen 21 auch das Ventil 23 geöffnet, so daß weitere Luft in die Einschnürung eingelassen wird, um die wirksame Querschnittsfläche derselben weiter zu verkleinern.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Schubdüsenanordnung für Strahltriebwerksanlagen in Überschallflugzeugen, bei welcher durch Einführung eines ringförmigen Luftstromes am Düsenhals ein konvergent-divergenter Strömungsverlauf erzeugt wird, wobei die Einführung des Luftstromes durch Freigabe oder Verschließen von Einlassen nach Bedarf steuerbar ist, und bei welcher ferner eine unabhängig von den Steuereinrichtungen für die Lufteinlässe betätigbare Schubumkehreinrichtung vorgesehen ist, die in Bremsstellung die Schubgase durch die Lufteinlaßöffnungen hindurch nach außen und vorn lenkt, und deren Klappen in »Flugstellung mit Lufteinführung« für den Luftstrom eine teilweise Begrenzungswand bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die Lufteinlässe als öffnungen (18) in der Gehäusewand (11) ausgebildet und durch schiebetürartig betätigbare Wandteile (21) verschließbar sind und daß die Klappen (15, 16) der Schubumkehreinrichtung in Flugstellung die Schubgase von außen und den Ringluftstrom von innen begrenzen.

2. Schubdüsenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung für die Wandteile (21) in Abhängigkeit von der Fluggeschwindigkeit derart gesteuert wird, daß die Öffnungen (18) bei Unterschreiten eines vorbestimmten Wertes der Fluggeschwindigkeit geöffnet werden.

3. Schubdüsenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Leitung (22) weitere Luft (Stauluft oder Druckluft aus dem Kompressor), über ein Ventil (23) steuerbar, den Schubstrahl ringförmig umgebend zuführt.

55 In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschrift Nr. 1199 372;
USA.-Patentschriften Nr. 2 943 444, 2 886 946,
858 669;

«Journal of the Royal Aeronautical Society»,
62. Bd., Nr. 573 (September 1958), S. 658 bis 662.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

509 738/119 11.65 © Bundesdruckerei Berlin