DE1224059B

DE1224059B - Device for measuring the thrust of a gas flow emerging from a nozzle

Info

Publication number: DE1224059B
Application number: DES92165A
Authority: DE
Original assignee: Hispano Suiza SA
Current assignee: Safran Transmission Systems SAS
Priority date: 1963-07-29
Filing date: 1964-07-21
Publication date: 1966-09-01

Description

Vorrichtung zum Messen des Schubes eines aus . einer Düse austretenden Gasstromes Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Messen des Schubes eines aus einer Düse, insbesondere einer Stabilisierungs- und/oder Steuerdüse eines Flug- oder Raumfahrzeuges austretenden Gasstrahls, mit einem eine zur Richtung des Gasstrahls parallele bzw. annähernd parallele Kraft messenden Dynamometer.Device for measuring the thrust of a. exiting a nozzle Gas flow The invention relates to a device for measuring the thrust one of a nozzle, in particular a stabilizing and / or control nozzle Aircraft or spacecraft exiting gas jet, with a one to the direction of the Gas jet parallel or approximately parallel force measuring dynamometer.

Es sind bereits Eintichtungen, die mit einer Luftdruckplatte arbeiten, bekanntgeworden, die vor allem als Geschwindigkeitsmesser Verwendung finden (Deutsche Patentschrift'255 405 ; Patentschrift 20 656 iles Amtes für Erfindungs-und Patentwesen in der sowjetischen Besatzungszone Deutschlands). There are already facilities that work with an air pressure plate, became known, which are mainly used as a speedometer (German Patent '255,405; Patent 20,656 iles Office for Invention and Patents in the Soviet occupation zone of Germany).

Hierbei handelt es sich aber vornehmlich um Einrichtungen, die die Relativgeschwindigkeit eines Gasstrahls messen. Das heißt, das dem Gasstrom ausgesetzte Element wird einer Wirkung unterworfen, die eine Funktion der Geschwindigkeit des Gasstrahls ist. Nähme der Gasstrahl einen erheblichen Querschnitt ein und wäre er als weitere Voraussetzung homogen, so wäre das Ergebnis unabhängig vom Ort des Meßinstrumentes. However, these are primarily institutions that the Measure the relative speed of a gas jet. That is, that which is exposed to the gas flow Element is subjected to an effect which is a function of the speed of the Gas jet is. If the gas jet took up a considerable cross-section and would be as a further prerequisite homogeneous, the result would be independent of the location of the measuring instrument.

Bei der Messung des Schubes eines Gasstrahls jedoch bringen die begrenzten Abmessungen des Gasstrahls notwendigerweise eine nicht gleichmäßige Geschwindigkeitsverteilung mit sich. Man müßte also mit einem solchen kleinen Meßinstrument eine Abtastung des gesarnten Querschnitts des Strahls vornehmen, um den Geschwindigkeits-Gradienten zu bestimmen. Ausgehend von diesem Grådienten könnte man den Schub berechnen. When measuring the thrust of a gas jet, however, bring the limited Dimensions of the gas jet necessarily have a non-uniform velocity distribution with himself. So one would have to scan with such a small measuring instrument of the total cross section of the jet to make the velocity gradient to determine. The thrust could be calculated on the basis of this gradient.

Diese umständliche und im vorliegenden Fall völlig unbrauchbare Abtastung wird aber erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß das D. ynamometer auf der Einströmseite die kinetische Energie des Gasstrahls absorbierende Einrichtungen aufweist, die zur Aufnahme des Gasstrahls, Absorbierung seiner praktisch gesamten kinetischen Energie und zur Abführung in einer Richtung praktisch senkrecht zur ursprünglichen Richtung ausgebildet sind. This cumbersome and, in the present case, completely unusable scanning but is avoided according to the invention that the D. ynamometer on the inflow side has the kinetic energy of the gas jet absorbing devices which to absorb the gas jet, absorbing practically all of its kinetic Energy and dissipation in a direction practically perpendicular to the original Direction are formed.

Hierdurch kann der Gesamtschub des Strahls offensichtlich leicht gemessen werden, ohne daß eine örtliche Geschwindigkeitsmessung erforderlich würde. This makes the overall thrust of the jet seem easy can be measured without the need for a local speed measurement.

Hierbei ist die Aktiouskraft auf die Einrichtungen zur Absorbierung der gesamten kinetischen Energie des Strahls offensichtlich gleich der Reaktionskraft, die das Flugzeug durch die Düse erleidet. Here is the active force on the absorption facilities the total kinetic energy of the jet obviously equal to the reaction force, which the aircraft suffers through the nozzle.

Selbst wenn man die bekannte Luftdruckplatte entsprechend groß ausführen würde und mit einem Dynamometer verbände, würde die Messung nicht dem Gesamtschub des Strahls entsprechen, da ein nicht vernachlässigbarer Teil der kinetischen Energie des Strahls durch diese Platte nicht umgesetzt würde. Even if you make the well-known air pressure plate correspondingly large would and bandaged with a dynamometer, the measurement would not be the total thrust of the beam, as a non-negligible part of the kinetic energy of Beam would not be implemented by this plate.

Es würde sich also zweifelsfrei um eine Fehlmessung handeln.It would therefore undoubtedly be an incorrect measurement.

Darüber hinaus wären hierbei noch die Störwirkungen zu beachten, wie z. B. die Saugwirkung des Strahls an den Rändern der Platte und die Erzeugung einer Gasströmung auf der Rückseite der Platte. In addition, the interference effects would have to be taken into account here, such as B. the suction of the jet at the edges of the plate and the generation a gas flow on the back of the plate.

Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung kann offensichtlich das richtige Arbeiten der Düsen, die mit einem Druckmittel beaufschlagt sind, besonders einfach geprüft werden. Vorteilhaft sind hierbei die energieabsorbierenden Einrichtungen und das Dynamometer auf einem Wagen angebracht. The device according to the invention can obviously do the right thing The working of the nozzles, which are acted upon by a pressure medium, is particularly simple being checked. The energy-absorbing devices are advantageous here and put the dynamometer on a cart.

Zweckmäßig werden die energieabsorbierenden Einrichtungen durch einen Behälter gebildet, welcher an einem Ende einen Einlauf besitzt sowie eine Anzahl übereinanderIiegender Schirme aufweist, während das Abströmen über Öffnungen erfolgt, welche in der Seitenwand des Behälters vorgesehen und symmefrisch zu dessen Achse angeordnet sind. Es ist günstig, wenn die Auslaßöffnungen für die austretende Strömung zwischen zwei Flanschen ausmünden, die sich rechtwinkelig zu den Seiten des Behälters erstrecken. The energy-absorbing devices are expediently through a Container formed which has an inlet at one end and a number has superimposed screens, while the outflow takes place via openings, which are provided in the side wall of the container and symmetrical to its axis are arranged. It is advantageous if the outlet openings for the exiting flow open out between two flanges at right angles to the sides of the container extend.

Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung werden die energieabsorbierenden Einrichtungen durch eine gewisse Zahl von ringförmigen Metallscheiben gebildet, die in gegenseitigem Abstand parallel zueinander angeordnet sind.According to another embodiment of the invention, the energy-absorbing Facilities formed by a certain number of ring-shaped metal disks, which are arranged parallel to one another at a mutual distance.

Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielshalber erläutert. The invention is described below with reference to the drawing explained by way of example.

Fig. 1 ist eine Vorderansicht eines lotrecht startenden und landenden Flugzeugs mit Stabilisierungsdüsen, wobei eine erfindungsgemäße Vorrichtung unter einer dieser Düsen zur Messung des Schubs des aus dieser austretenden Strahls angeordnet ist ; Fig. 2 zeigt in größerem Maßstab unter Wegbrechung von Teilen eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung; F i g. 3 ist eine axialgeschnittene Teilansicht einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ; F i g. 4 ist eine F i g. 3 entsprechende Draufsicht. Fig. 1 is a front view of a vertical takeoff and landing Aircraft with stabilizing nozzles, with a device according to the invention under one of these nozzles is arranged to measure the thrust of the jet emerging from it is ; Fig. 2 shows a side view on a larger scale with parts broken away the device according to the invention; F i g. 3 is a partial axial sectional view another embodiment of the device according to the invention; F i g. 4 is a F i g. 3 corresponding top view.

Nachstehend ist angenommen, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Messung des Schubs von Gasströmen angewandt ist, welche aus Stabilisierungs-und/oder Steuerdüsen 1 kommen, welche unter den Flügeln eines lotrecht startenden und landenden Flugzeugs 2 angeordnet sind und z. B. mit Luft gespeist werden, welche von einer in das Flugzeug eingebauten Kraftanlage geliefert wird. It is assumed below that the device according to the invention for measuring the thrust of gas flows is applied, which from stabilization and / or Control nozzles 1 come, which take off and land under the wings of a perpendicular Aircraft 2 are arranged and z. B. be fed with air, which of a power plant built into the aircraft is supplied.

Bekanntlich steuert der Pilot beim Starten oder Landen die'Stabilität des Luftfahrzeugs gegebenenfalls durch Veränderung des von den Düsen 1 gelieferten Schubs. As is well known, the pilot controls the 'stability when taking off or landing of the aircraft, if necessary by changing the one supplied by the nozzles 1 Nudge.

Es ist daher erforderlich, das richtige Arbeiten des die Düsen mit Druckmittel versehenden Kreises zu prüfen. It is therefore necessary to have the nozzles working properly To check the pressure medium provided circle.

Diese Prüfung gehört natürlich zu der allgemeinen vor dem Start des Luftfahrzeugs vorgenommenen Prüfung. This test is of course part of the general test before the start of the Aircraft inspection.

Infolge der großen Zahl der zur Speisung der Stabilisierungsdüsen zusammenwirkenden Teile ist es praktisch unmöglich, diese Teile getrennt zu prüfen. As a result of the large number of the stabilization nozzles interacting parts it is practically impossible to test these parts separately.

Das wesentliche Kennzeichen der Erfindung gestattet, das Arbeiten der Stabilisierungsdüsen 1 und der sie mit Druckmittel'speisenden Einrichtungen in einfacher schneller Weise an Ort und Stelle zu prüfen. The main characteristic of the invention allows working the stabilizing nozzles 1 and the devices feeding them with pressure medium in a simple quick way to check on the spot.

Erfindungsgemäß enthält die Prüfeinrichtung energieabsorbierende Einrichtungen 3, welche so verschieblich sind, daß sie jeder zu prüfenden Düse 1 gegenübergebracht werden können, und welche so ausgebildet sind, daß sie im wesentlichen die gesamte in dem von der Düse gelieferten Strahl verfügbare kinetische Energie absorbieren, wobei der den Strahl bildende Gasstrom natürlich abgeführt wird, und zwar vorzugsweise in einer zu der Strahlachse senkrechten Richtung, damit er keine Komponente in der Richtung der Schubachse der Düse erzeugt, wobei die energieabsorbierenden Einrichtungen 3 mit einem Dynamometergerät4 zusammenwirken, welches'die Kraft messen kann, welche die energieabsorbierenden Einrichtungen zurückzudrücken sucht, wobei diese Kraft offenbar gleich der Schubkraft des Stralis ist. According to the invention, the test device contains energy-absorbing Devices 3, which are movable so that they each nozzle to be tested 1 can be brought opposite, and which are designed so that they are substantially all the kinetic energy available in the jet delivered by the nozzle absorb, the gas flow forming the jet being naturally removed, and preferably in a direction perpendicular to the beam axis so that it does not Component generated in the direction of the thrust axis of the nozzle, being the energy-absorbing Devices 3 interact with a dynamometer device 4, which measure the force can, which seeks to push back the energy-absorbing devices, wherein this force is evidently equal to the thrust of the Stralis.

Die energieabsorbierenden Einrichtungen 3 und das Dynamometergerät 4 werden von einem Wagen S getragene so daß sie unter jede zu prüfende Düse gebracht werden können. The energy-absorbing devices 3 and the dynamometer device 4 are carried by a carriage S so that they are brought under each nozzle to be tested can be.

Wie in F i g. 2 dargestellt, können die energieabsorbierenden Einrichtungen 3 durch einen oben offenen zylindrischen Behälter gebildet werden, welcher der Düse 1 gegenüberliegt und mit einer gewissen Zåhl von übereinanderliegenden parallelen Schirmen 6 versehen ist. Die Maschen dieser Schirme, welche z. B eine gegenseitige Entfernung von einem Zentimeter haben, sind vorzugsweise bei den einzelnen Schirmen gegeneinander versetzt. Der restliche Gasstrom strömt an dem unteren Ende des Behälters durch eine gewisse Zahl von Auslässen 7, welche in der Seitenwand des Behälters vorgesehen und mit Bezug auf die Achse desselben symmetrisch angeordnet sind. As in Fig. 2 shown, the energy-absorbing devices 3 are formed by a cylindrical container open at the top, which is the nozzle 1 is opposite and with a certain number of superimposed parallels Shields 6 is provided. The mesh of these screens, which z. B a mutual A distance of one centimeter are preferred between the individual umbrellas offset against each other. The remaining gas stream flows at the lower end of the container through a certain number of outlets 7, which in the side wall of the container provided and are arranged symmetrically with respect to the axis thereof.

Die Ausflußöffnungen 7 sind zwischen zwei Flanschen8 angeordnet, um jede Wechselwirkung zwiaschen dem abgeführten Reststrom und dem Halter der Vorrichtung zu verhindern, welche die Messung stö,-ren wurde. The outflow openings 7 are arranged between two flanges 8, about any interaction between the discharged residual current and the holder of the device to prevent which would interfere with the measurement.

Bei der Ausführungsform der F i g. 3 und 4 werden die energieabsorbierenden Einrichtungen durch eine gewisse Zahl von metallischen kreisförmigen Scheiben 9 gebildet, welche parallel zueinander in einem gegenseitigen Abstand angeordnet sind und durch mit Abstandsstücken 10 versehene Stäbe 11 getragen werden. Die Absorption der Energie des Gasstromes erfolgt in dem mittleren Durchlaß, und der Reststrom strömt durch die Zwischenräume zwischen den aufeinanderfolgenden Scheiben. In the embodiment of FIG. 3 and 4 will be the energy absorbing ones Facilities by a certain number of metallic circular disks 9 formed, which are arranged parallel to each other at a mutual distance and supported by rods 11 provided with spacers 10. The absorption the energy of the gas flow takes place in the central passage, and the residual flow flows through the spaces between the successive discs.

Wenn der Gasstrom, dessen Energie gemessen werden soll, nicht abwärts, sondern in eine andere Richtung gerichtet ist, z. B. aufwärts oder schräg, ist es natürlich erforderlich, die energieabsorbierenden Einrichtungen so anzuordnen, daß ihr Einlauf dem Gasstrom gegenüberliegt, wobei das Dynamometergerät die von dem Strahl auf die energieabsorbierenden Einrichtungen ausgeübte Kraft mißt. If the gas flow whose energy is to be measured is not down, but is directed in a different direction, e.g. B. upwards or at an angle, it is of course necessary to arrange the energy-absorbing devices so that its inlet is opposite to the gas flow, the dynamometer device being that of the Beam measured force exerted on the energy absorbing devices.

Das Dynamometergerät 4 kann, z. B. wenn es elektrisch ausgebildet ist, ferngesteuert sein, wobei es dann fest auf einem Wagen 5 montiert sein kann, während die energieabsorbierenden Einrichtungen an einem Gelenksystem angebracht sind, damit sie Düsen verschiedener Richtungen gegenübergebracht werden können. The dynamometer device 4 can, for. B. if it is electrically formed is to be remotely controlled, whereby it can then be permanently mounted on a carriage 5, while the energy absorbing devices are attached to an articulated system so that they can be placed opposite nozzles in different directions.

Claims

Claims: 1-. Device for measuring the thrust of a a nozzle, in particular a stabilization and / or control nozzle of a flight or Spacecraft exiting gas flow, with one to the direction of the gas flow parallel or approximately parallel force measuring dynamometer, characterized in, that the dynamometer (4) on the inflow side the kinetic energy of the gas jet has absorbing devices (3) for receiving the gas jet, absorption practically all of its kinetic energy and to be dissipated in one direction are formed practically perpendicular to the original direction.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the energy-absorbing Devices (3) and the dynamometer device (4) are mounted on a carriage (5).

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the energy-absorbing devices are formed by a container, which has an inlet at one end and a certain number of superimposed Has screens (6), while the exit of the residual flow through openings (7) takes place, which is provided in the side wall of the container and with respect to the Axis of the same are arranged symmetrically.

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the outlet openings (7) for the residual flow open between two flanges (8) which are at right angles extend to the sides of the container.

5. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the energy-absorbing devices by a certain number of ring-shaped Metal disks (9) are formed which are spaced parallel to one another are arranged.

Documents considered: German Patent No. 255 405; Patent No. 20 656 of the Office for Invention and Patents in the Soviet Occupation zone of Germany.