DE1228859B

DE1228859B - Von einem Mantelrohr umgebener UEberschalleinlauf fuer Strahltriebwerke von Flugkoerpern

Info

Publication number: DE1228859B
Application number: DEH48687A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Karl Knauer
Original assignee: Vereinigte Flugtechnische Werke Fokker GmbH
Current assignee: Vereinigte Flugtechnische Werke Fokker GmbH
Priority date: 1963-03-29
Filing date: 1963-03-29
Publication date: 1966-11-17

Description

Von einem Mantelrohr umgebener Überschalleinlauf für Strahltriebwerke von Flugkörpern, Die Erfindung betrifft einen von einem Mantelrohr umgebenen überschalleinlauf für Strahltriebwerke, von Flugkörpern, insbesondere Flugzeugen, der von der Einlaufslippe aus bis zu einer engsten Stello kofivergiert und anschließend in einem divergieren den Teil übergeht und bei dem der konvergierende, Teil hintereinander Verbindungsöffnungen äufweist"durch die ein Teil der einströmenden Luft in den Zwischenraum zwischen Einlauf und Mantelröhr eintreten kann, aus dem er entweder ins Freie oder zu einem anderen Verwendungszweck abströmt.
Rei Einläufen dieser Art ist es bekannt, die Innenwand, des konvergiere.nden Teils perforiert auszuführen, um den vor dem Einlauf stehenden geraden Verdichtungsstoß in den Einlauf zu verlegen. Diese Einläufe haben jedoch den Nachteil, daß im überschallbare,ich des Einlaufs durch die an den Perforationen entstehenden Verdichtungsstöße hohe Gesamtdruckverluste auftreten.
Bei einer weiteren bekannten Ausführungsform sind im konvergierenden Teil des Einlaufs Durchtrittsöffnungen #iorg#ese'hen, die mit Öffnungen im Mantelrohr durch Kanäle in Verbindung stehen, wobei die # äÜßenliegenden Öffnungen durch von einem Motor gesteuerte Abdeckbleche überwacht werden. In den Durchtrittsöffnungen der inneren Einlaufkontur entstehen im überschallbereich Verdichtungsstöße, die einen hohen Gesamtdruckverlust zur Folge haben.
Der Erfinder hat sich daher die Aufgabe gestellt, einen Einlauf zu schaffen, der den Mangel der bekannten Einläufe vermeidet und über einen großen Machzahlbereich eine konstante Einlaufeharakteristik aufweist.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreich4 daß die Verbindungsöffnungen durch selbsttätige, nach außen öffnende, an sich bekannte selbstfedernde oder federbelastete Steuerkörper überwacht sind.
Vorzugsweise erhält eine am Mantelrohr vorgesehene Vorrichtung, durch die Luft ins Freie abgelassen werden kann, durch Ablassen von Luft im Zwischenraum einen geringeren Druck als an der engsten Stelle aufrecht, so daß die hinter der Stoßfront liegenden Steuerkörper sich infolge der vorhandenen Druckdifferenz öffnen.
Vorteilhaft sind die gesteuerten Öffnungen so verteilt, daß die Summe der Austrittsquerschnitte hinter jeder beliebigen Normalebene annähernd gleich der Differenz zwischen dem Kanalquerschnitt in dieser Ebene und demienigen an der engsten Stelle ist.
Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise dargestellt. Es zeigt F i g. 1 einen. Ungsschnitt durch einen Einlauf mit geöffneten Steuerkörperu bei kleiner Flugmachzahl, F i g. 2 einen Einlauf mit zum Teil geschlossenen Steuerkörpern bei mittlerer Flugmachzahl, F i g. 3 einen Einlauf mit geschlossenen Steuerkörpern bei hoher Flugmachzahl.
Gemäß den F i g. 1 bis 3 ist der Einlauf aufgebaut aus einem Rohr 1, das einen die Strömung leitenden Teil 2, 3, 4, 5 umgibt. Die Abschnitte 2 und 3 konvergieren von einer gemeinsamen mit dem Rohr 1 gebildeten Einlaufslippe 6 zu einer engsten Stelle 4, an die sich der divergent verlaufende Abschnitt 5 anschließt. Zwischen dem die Strömung leitenden Teil 2, 3, 4, 5 und dem Rohr 1 befindet sich ein Raum 7, der durch Öffnungen 8 im konvergent verlaufenden Abschnitt 3 mit diesem in Verbindung steht. Diese Verbindungsöffnungen 8 sind durch selbsttätige nach außen öffnende federbelastete oder selbstfedernde Steuerkörper 9 verschließbar. Die öffnungen 8 sind bis zur engsten Stelle 4 hin so verteilt, daß die von einer beliebigen Normalebene stromabwärts durch die schräge Anstellung der Steuerkörper 9 entstehende freie Austrittsfläche 15 annähernd gleich der Differenz zwischen dem durch den konvergierenden Teil an dieser Stelle begrenzten Kanalquerschnitt und demjenigen der engsten Stelle ist. Ein Druckmeßgeber 10, der mit der Engstelle 4 und dem Zwischenraum 7 in Verbindung steht, steuert über einen hydraulischen Zylinder 11 einen ins Freie führenden Auslaß 12, der durch eine Klappe 13 mehr oder weniger geöffnet werden kann. Mit dem Bezugszeichen 14 ist die jeweilige im Einlauf stehende Stoßfront bezeichnet.
Die Wirkungsweise ist folgende: Infolge der durch den Druckmeßgeber 10 zwischen engstem Querschnitt 4 und dem Zwischenraum 7 aufrechterhaltenen Druckdifferenz sind im Unterschallbereich sämtliche Steuerkörper 9 geöffnet. Bei - -zunehmender Fluggeschwindigkeit wandert die zunächst vor dem Einlauf stehende Stoßfront in den Einlauf hinein, wobei so viele Steuerkörper 9 stromaufwärts geschlossen werden, bis die Strömung in den verbleibenden freien Austrittsquerschnitten 15 und in der engsten Stelle Mach 1 erreicht. Da die Summe aus engster Querschnittsfläche und den noch verbleibenden Austrittsquerschnitten 15 gleich der Fläche des Querschnitts ist, in welchem die Stoßfront 14 steht, so muß auch dort bei verlustfreier Strömung von der Stoßfront bis zum - engsien Querschnitt bzw. Austrittsfläche 15 Mach 1 herrschen, wobei die Stoßverluste verschwindend klein werden. Die zwischen Stoßfront 14 und engstem Querschnitt 4 auftretenden Verluste können durch entsprechende Vergrößerung der Austrittsfläche 15 berücksichtigt werden. Das öffnen bzw. Schließen der Steuerkörper erfolgt durch die verschiedenen Drücke vor bzw. hinter dem Stoß und in dem engsten Querschnitt. Der Druck vor dem Stoß ist nämlich immer bedeutend kleiner, der Druck hinter dem Stoß immer größer als der Druck im engsten Querschnitt. Da nun der Diuck im Zwischenraum 7 kleiner ist als im engsten Querschnitt, werden sämtliche Steuerkörper vor dem Stoß geschlossen, während -diejenigen hinter dem Stoß geöffnet bleiben. Der Druckunterschied zwischen demjenigen im engsten Querschnitt und dem Zwischenraum richtet sich nach der Größe der Kraft, die nötig ist, um die selbstfedemden oder federbelasteten Steuerkörper zu öffnen. Die durch die öffnungen 8 in den Zwischenraum 7 eintretende Luft kann entweder einem oder mehreren Triebwerken zugeleitet oder ins Freie abgelassen werden.

Claims

Patentanspräche: 1. Von einem Mantelrohr umgebener Überschalleinlauf für Strahltriebwerke von Flugkörpern, insbesondere Flugzeug ,en, der von der Einlaufslippe aus bis zu einer engsten Stelle konvergiert und anschließend in einen divergierenden Teil übergeht und bei dem der konvergierende Teil hintereinander Verbindungsöffnungen aufweist, durch die ein Teil der einströmenden Luft in den Zwischenraum zwischen Einlauf und Mantelrohr eintreten kann, aus dem er entweder ins Freie oder zu einem anderen Verwendungszweck abströmt, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsöffnungen(8) durch selbsttätige, nach außen öffnende, an sich bekannte selbstfedernde oder federbelastete Steuerkörper (9) überwacht sind. - - 2. überschalleinlauf nach Anspruch 1 mit einer am Mantelrohr vorgesehenen Vorrichtung, durch die Luft ins Freie abgelassen werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß sie durch Ablassen von Luft im Zwischenraum (7) einen geringeren Druck als an der engsten Stelle (4) aufrechterhält, so daß die hinter der Stoßfront liegenden Steyerkörper (9) sich infolge der vorhandenen Druckdifferenz öffnen. 3. überschalleinlauf nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine solche Zahl und Verteilung der gesteuerten Öffnungen 8, daß die Summe der Austrittsquerschnitte (15) hinter jeder beliebigen Normalebene annähernd gleich der Differenz zwischen dem Kanalquerschnitt in dieser Ebene und demjenigen an der engsten Stelle ist. In Betracht gezogene. Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 858 159; deutsche Auslegeschriften Nr. 1134 555, 1069 952; USA.-Patentschriften Nr. 2 861419, 2 610 064.