DE1215004B - Strahlrohr mit einer Abzweigoeffnung zur Strahlumlenkung - Google Patents

Strahlrohr mit einer Abzweigoeffnung zur Strahlumlenkung

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DE1215004B
DE1215004B DED42955A DED0042955A DE1215004B DE 1215004 B DE1215004 B DE 1215004B DE D42955 A DED42955 A DE D42955A DE D0042955 A DED0042955 A DE D0042955A DE 1215004 B DE1215004 B DE 1215004B
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flaps
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DED42955A
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Anton Buchstaller
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Dornier Werke GmbH
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Dornier Werke GmbH
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    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C29/00Aircraft capable of landing or taking-off vertically, e.g. vertical take-off and landing [VTOL] aircraft
    • B64C29/0008Aircraft capable of landing or taking-off vertically, e.g. vertical take-off and landing [VTOL] aircraft having its flight directional axis horizontal when grounded
    • B64C29/0041Aircraft capable of landing or taking-off vertically, e.g. vertical take-off and landing [VTOL] aircraft having its flight directional axis horizontal when grounded the lift during taking-off being created by jet motors
    • B64C29/0066Aircraft capable of landing or taking-off vertically, e.g. vertical take-off and landing [VTOL] aircraft having its flight directional axis horizontal when grounded the lift during taking-off being created by jet motors with horizontal jet and jet deflector
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02KJET-PROPULSION PLANTS
    • F02K1/00Plants characterised by the form or arrangement of the jet pipe or nozzle; Jet pipes or nozzles peculiar thereto
    • F02K1/002Plants characterised by the form or arrangement of the jet pipe or nozzle; Jet pipes or nozzles peculiar thereto with means to modify the direction of thrust vector

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Description

  • Strahlrohr mit einer Abzweigöffnung zur Strahlumlenküng Die Erfindung betrifft ein Strahlrohr, vorzugsweise mit rechteckigem Querschnitt, mit einer Klappe, die für Nichtstrahlumlenkung einen Teil der inneren Kanalwand bildet und zut Strahlumlenküng um ihre Hinterkantd in das Strahlrohr einschwenkbar ist, wobei sie eine Abzweigöffnung im Strahlrohr freigibt und zur Absperrung des Strahlrohres hinter der Ab- zweigöffnung und zur Umlenkung des Strahles in die Abzweigöffnung dient.
  • Bei der Umlenküng des Treibgasstronies bei Triebwerken, deren Schub sowohl für den Vortrieb als auch für den Auftrieb von Fluggeräteti benutzt wird, sind verschiedene Wege beschritten worden. Es Ist bekannt, an einem Triebwerk zwei wechselweise einschaltbare Düsen anzubringen, eine für den Vortrieb und eine für den Auftrieb, wobei das Triebwerk mit einer Klappe Versehen ist, die nach Bedarf die eine oder die andere Düse absperrt. Hierbei dient die Klappe, wenn sie die Vortriebsdüse absperrt, gleichzeitig zur Umlenkung des Treibgasstromes aus der vornehmlich waagerechten Vortriebsrichtung in die vornehmlich senkrechte Auftriebsrichtung. Bei einer bekannten Ausführunasfonn eines solchen Triebwerks liegt die Schwenkachse der Klappe in der Mitte des Schubrohres quer zum Treibgasstrom. Diese Lage der Schwenkachse ist wegen der auf sie einwirkenden heißen Gase ungünstig. Als Nachteil wird hier auch die durch diese Anordnung auftretende Störung des Strömungsverlaufes der Gase angesehen. Bei einer anderen ebenfalls bekannten Triebwerksausführung liegt die Schwenkachse der Klappe im Bereich der Schubrohirwandung. Hierdurch werden zwar die Nachteile der vorher genannten Ausführung vermieden, es muß aber der durch das Einschwenken der Klappe gegen den Gasstrom notwendig gewordene hohe Kraftaufwand in Kauf genommen werden.
  • Ebefifalls bekannt sind Triebwerke mit zwei wechselweise einschaltbaren Düsen, bei denen in die Mitte eines jeden zu einer Düse führenden Schubrohres eine verstellbare Klappe eingesetzt ist. Diese Klappen sind so angeordnet und werden gememisam so verschwenkt, daß immer eine für den Gasaustritt ihr Schubrohr öffnet, während die andere ihr Schubrohr schließt. Diese Klappen haben eine große 'törung im Verlauf des Treibgasstronies zur Folge.
  • Weiterhin ist ein Triebwerk bekannt, dessen Düse oder auch Düsen aus ihrer Vortliebsrichtting in die Auftriebsrichtung verschwenkt werden kann und so den Treibgasstrom umlenkt. Nachteilig ist hier die große Anzahl beweglicher Teile mit der dadurch gegebenen Störanfälligkeit der Umlenkeinrichtung. C Es ist ferner eine Strahlumlenkvorrichtung für ein ihi Querschnitt etwa techteckiges Schubrohr bekanntgeworden, bei der für die Strahlumlenkung ein Körper nilt annähernd keilförinigem Querschnitt in das Schubrohr eingesetzt und verschwenkbar vorgesehen ist. Die eine ddr beiden, einen spitzen Winkel zwischon sich einschließenden Flächen des Umlenkkörpers besitzt dabei ebenen und die zugehörige Fläche konkaven Verlauf. Die gewölbte Fläche bildet mit der Watidüng de Schubrohres einen aus dem Schubrohr abzweigenden Austrittskanal für die Ablenkung des Gassträhles aus seiner- utspriinglichen Aüstritts# richtütig. Über Lenker ist dabei der Uhlenkkörper iii eine das Strahlrohr öder den Abzweigkanal abschließende Stellung verschwenkbar. Der eine der Letiker bildet dabei eine Verlängerung der gewölbten Fläche des Umlenkkörpers. Mittels dieser bekannten Einrichtung ist eine Ablenkung des Gasstrables um antiähernd 901 nicht erreichbar. Die bekannte Einrichtutig sieht, um die Ablenkung zu vergrößern, ein weiteres Ablenkglied vor, welches für sich aus dein Abzweigkanal heraussdhwenkbar ist. Der Umlenkkörper muß aus der Stellung für die Strahlumlenkung mit erheblichem Kraftaufwand gegen die Wirkung des Gasstrahles im Schubrohr verstellt werden. Beliebige Zwischenstellungen können mit der bekannten Einrichtung nicht ein-gestellt werden.
  • Es ist außer deri genannten Einrichtungen noch eine Strahla'blenkvorrichtung bekannt, bei der ein die Forin eines Rohrktümmörs aufweisender A-blenkkörper in das Strahlrohr einschiebbar vorgesehen ist. Dieser Ablenkkörper ist konzentrisch in einem aus dem Schubrohr abzweigenden Kanal angeordnet und in Wchtung dessen Längsachse verschiebbar. Beim Einschieben des Abldnkkörpers in das Schubrohr wird der Gasstrahl abgelenkt und dein Abzweigkanal zügeführt. Auch dieser Ablenkkörper muß gegen die Wirkung des Gasstrahles im Schubrohr verstellt werden, wobei ebenfalls große Steuerwege zu überwinden sind. Im Gegensatz zu den bekannten Einrichtungeil besteht die vorliegende Erfindung darin, daß die Klappe in der Stellung für Strahlumlenkung etwa den halben Strahlrohrquerschnitt abdeckt und der restliche Strahlrohrquerschnitt durch eine zweite in das Strahlrohr einschwenkbare Klappe abgedeckt wird, - die diametral gegenüber, in der Kanalwand an ihrer Vorderkante angelenkt ist.
  • Ein weiteres Merkmal der votliegenden Erfindung besteht darin, daß dexiKlappen Verstelleinrichtungen zugeordnet sind, die miteinander in Verbindung stehen, so daß sich die an den Klappen durch den Gasstrom wirksamen Kräfte gegenseitig ausgleichen.
  • Eine so ausgebildete Strahlablenkeinrichtung ergibt den Vorteil einer Strahlablenkung von mehr als 901 und erfordert keine -der Umlenkeinrichtung nachzuschaltenden weiteren Umlenkglieder. Die erfindungsgemäßen Klappenteile sind mit relativ geringen Verstellkräften gegen den Gasstrahl verstellbar, in dem. der eine Klappenteil gegen und der andere Klappenteil mit dem Gasstrahl verstellt wird. Den Klappenteilen sind Verstelleinrichtungen zugeordnet, die miteinander in Verbindung stehen und während des Schwenkvorganges die an den Klappenteilen durch den Gasstrom wirksamen Kräfte zur Verstärkung der Stellkraft auf einen Kraftschalter übertragen. Hierdurch können die Klappenteile, ohne besonders hohe Stellkräfte aufwenden zu müssen, direkt durch den Piloten ohne Zwischenschaltung von Servomotoren betätigt und eingestellt werden. Durch eine entsprechende Ausbildung der Klappenteile und der Verstelleinrichtung kann erreicht werden, daß die vom Gasstrom bewirkten und zum Kraftschalter weitergeleiteten Kräfte am Kraftschalter gleich groß und entgegengesetzt gerichtet sind, wodurch auf einfache Weise erreicht wird, daß die Klappenteile in jeder eingestellten Stellung verriegelbar sind. Die Schwenk' achsen der Klappenteile sind aus dem Inneren des Schubrohres eliminiert, so daß bei nicht ausgefahrenen Klappen ein ungestörter Strömungsverlauf des Treibgasstromes gewährleistet ist. Durch die Aufteilung der Verstelleinrichtung in mehrere am Schubrohr angelenkte Klappenteile sind relativ kurze Verstellwege erzielbar und keine besonderen übersetzungen erforderlich.
  • Für den Fall, daß die Klappen im wesentlichen über hydraulische Schwenkeinrichtungen verschwenkt werden, sei die Erfindung an Hand der Zeichnungen näher erläutert.
  • F i g. 1 zeigt schematisch den rückwärtigen Teil« eines Strahltriebwerks mit je einem oben und unten am Gasaustrittskanal angeordneten Klappensystem mit offener horizontaler Düse; F i g. 2 zeigt das TTiebwerk der F i g. 1 mit geschlossener horizontaler Düse; . F i g. 3 zeigt den rückwärtigen Teil eines Strahltriebwerks, bei dem das untere Klappensystein aus einer Anzahl von Einzelklappen besteht, mit offener horizontaler Düse; F i g. 4 zeigt das Triebwerk der F i g. 3 mit geschlossener horizontaler Düse.
  • In der F i g. 1 schließt an das Triebwerk 1 ein etwa rechteckiger Gasaustrittskanal 2 an. Am Ende dieses Gasaustrittskanals sind Einrichtungen zum Umlenken des Gasstrahles angeordnet. Diese Einrichtungen be-. stehen im wesentlichen aus in den Gasstrom schwenk-' baren Klappen 3 und 5, die vor dem Einschwenken in den Gasstrom die obere und die untere Gasführungswand am Ende des Gasaustrittskanals bilden. Die obere Klappe 3 ist um das an ihrem vorderen Ende angebrachte Gelenk 4 entgegen und die untere Klappe 5 um das an ihrem hinteren Ende angebrachte Gelenk 6 mit dem Gasstrom schwenkbar.. über den Hebelarm 7 und die Pleuelstange 9 ist die Klappe 3 mit der Kolbenstange 8 eines doppeltwirkenden h#-drauhschen Stellmotors 11 verbunden. Die Klappe 5 ist direkt an der Kolbenstange 12 des ebenfalls doppeltwirkenden hydraulischen SteRmotors 14, der um die flugzeugfeste Achse 15 schwenkbar ist, angelenkt. Der Stellmotor 11 übernirnmt im Beispiel gleichzeitig noch die Funktion des Kraftschalters. Die Betätigung des Kraftschalters und somit der Klappen erfolgt über die Kolbenstange 20. Hierbei sind äußerst geringe Kräfte erforderlich, da die Stellmotoren 11 und 14 derart ausgebildet und. durch die Druckmittelleitungen 16 und 17 so miteinander gekoppelt sind, daß zwischen ihren Arbeitsräumen ein ständiger Druckausgleich stattfindet. Diese Koppelung, ermöglicht, daß bei der Betätigung der Klappen jeweils die Energie der mit dem Gasstrom verschwenkten Klappe zur Verstellung der entgegen dem Gasstrom verschwenkten Klappe verwendet wird. Bei entsprechender Gestaltung der Klappen können zwei Stellmotoren. mit gleichen Kolbenflächen veiwendet werden. Es ist dann ausreichend, wenn die Arbeitsräume der Stellinotoren, wie in den F i g. 1 und 2 gezeigt, durch Druckmittelleitungen in Verbindung stehen.
  • In der F i g. 2 sind die Klappen 3 und 5 voll ausgeschwenkt. Die horizontale Szhubdüse 18 ist abgeschlossen, und der Gasstrom tritt aus der freigelegten vertikalen Schubdüse 19 aus. Die Größe der Querschnittsfläche der vertikalen Schubdüse 19 und die Länge der Klappen 3 und 5 sind im Beispiel- so gewählt, daß die Klappenendkanten etwa in der Mitte des Gasaustrittskanals liegen. Ohne weiteres ist es möglich, die Querschnittsfläche der vertikalen Schubdüse den Erfordernissen anzupassen, beispielsweise kleiner, gleich groß oder größer als die Querschnittsfläche der horizontalen Schubdüse zu machen, und die Längen der Klappen 3 und 5 entsprechend zu variieren.
  • Die in den F i g. 3 und 4 dargestellten Klappensysteme sind eine vorteilhafte weitere Ausbildung der Erfindung. Das untere Klappensystem besteht hier aus einer Anzahl miteinander gekoppelter Einzelklappen 21, 22 und 23, die durch die Stellmotoren 24, 25 und 26 verschwenkbar sind. Die Stellmotoren 24, 25 und 26 sind miteinander verbunden, und das Einschwenken der Einzelklappen21,22 und 24 erfolgt nach einem vorgegebenen Programm. In den meisten Fällen werden die Stellmotoren 24 bis 26 parallel oder in Reihe geschaltet. Stromaufwärts haben die Einzelklappen eine abnehmende Länge und sind in stetig verringertem Abstand voneinander angeordnet, so daß sie in nicht ausgeschwenkter Lage die vertikale Schubdüse abdichten. Um eine möglichst verlustfreie Umlenkung der Gasströmung zu erreichen, sind die Einzelklappen schaufelartig gekrümmt. Die letzte der unteren Einzelklappen hat nur auf ihrer Unterseite eine schaufelartige Krümmung, ihre Oberseite ist flach und dem Verlauf der Triebwerkswand bei eingefahrenen Klappen angepaßt.

Claims (2)

  1. Patentanspräche-. 1. Strahlrohr, vorzugsweise mit rechteckigem Querschnitt, mit einer Klappe, die für Nichtstrahlumlenkung einen Teil der inneren Kanalwand bildet und zur Strahlumlenkung um ihre Hinterkante in das Strahlrohr einschwenkbar ist, wobei sie eine Abzweigöffnung im Strahlrohr freigibt und zur Absperrung des Strahlrohres hinter der Abzweigöffnung und zur Umlenkung des Strahles in die Abzweigöffnung dient, d a d u r c h g e - kennzeichnet, daß die Klappe(5) in der Stellung für Strahlumlenkung etwa den halben Strahlrohrquerschnitt abdeckt und der restliche Strahlrohrquerschnitt durch eine zweite in das Strahlrohr einschwenkbare Klappe(3) abgedeckt wird, die diametral gegenüber in der Kanalwand an ihrer Vorderkante angelenkt ist.
  2. 2. Strahlrohrtriebwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den Klappen Verstelleinrichtungen zugeordnet sind, die miteinander in Verbindung stehen, so daß sich die an den Klappen durch den Gasstrom wirksamen Kräfte gegenseitig ausgleichen. 3. Strahlrohrtriebwerk nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstelleinrichtungen aus mechanisch und bzw. oder hydraulisch betätigbaren Gliedern bestehen. 4. Strahlrohrtriebwerk nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mit der ersten Klappe (5) eine Anzahl mit ihr gekoppelter, stromaufwärts von ihr angeordneter Klappen (21/22) betätigt wird. 5. Strahlrohrtriebwerk nach Ansprach 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß alle Klappen in eingefahrener Stellung die Wände der Vortriebsdüse bilden. 6. -Strahlrohrtriebwerk nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die miteinander gekoppelten Klappen (21/22) stromaufwärts eine abnehmende Länge aufweisen. 7. Strahlrohrtriebwerk nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der ersten Klappe gekoppelten Klappen schaufelartig gekrümmt sind. 8. Strahlrohrtriebwerk nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Klappe nur auf ihrer bei Strahlumlenkung überströmten Seite eine schaufelartige-Krümmung aufweist. 9. Strahlrohrtriebwerk nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die miteinander gekoppelten Klappen durch parallel- oder in Reihe geschaltete hydraulische Verstellmotoren verschwenkbar sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1080 407; britische Patentschrift Nr. 730 585.
DED42955A 1963-11-16 1963-11-16 Strahlrohr mit einer Abzweigoeffnung zur Strahlumlenkung Pending DE1215004B (de)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB730585A (de) * 1900-01-01
DE1080407B (de) * 1958-08-16 1960-04-21 Messerschmitt Ag Strahlumlenkvorrichtung fuer ein im Querschnitt rechteckiges Schubrohr

Patent Citations (2)

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GB730585A (de) * 1900-01-01
DE1080407B (de) * 1958-08-16 1960-04-21 Messerschmitt Ag Strahlumlenkvorrichtung fuer ein im Querschnitt rechteckiges Schubrohr

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