DE1238341B - Verkruemmbares Rohrstueck, insbesondere fuer heisse Gase von Strahltriebwerken - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

B 64 c

F161

Deutsche Kl.: 62 b-37/02

Nummer: 1238341

Aktenzeichen: M64524XI/62b

Anmeldetag: 13. März 1965

Auslegetag: 6. April 1967

Die Erfindung betrifft ein verkrümmbares Rohrstück, insbesondere für heiße Gase von Strahltriebwerken mit Nachbrenner, mit einer Innenauskleidung aus sich überlappenden und abdichtenden Blechen, die außen von biege- und verwindungssteifen Hohlringen getragen werden und mit einer Außenverkleidung aus einem flexiblen Balg versehen sind.

Es ist bekannt, daß Strahltriebwerke von Flugzeugen vielfach mit einem Nachbrenner versehen werden. Diese Maßnahme dient dazu, für den Start bzw. zur Beschleunigung den Schub vorübergehend zu erhöhen. Bei Senkrechtstart-Flugzeugen wird dieser erhöhte, jedoch um etwa 90° nach unten abgelenkte Schub für einen vertikalen Start und eine vertikale Ladung ausgenutzt. Dazu ist eine Umlenkeinrichtung notwendig, welche hinter dem Nachbrenner angeordnet ist. Es sind Schubablenkeinrichtungen bekannt, welche zwischen Haupttriebwerk und Nachbrenner, also vor dem Nachbrenner, angeordnet sind. Dadurch sollte die hohe Temperaturbelastung der beweglichen Umlenkeinrichtung durch den Nachbrenner vermieden werden. Nachteilig ist jedoch, daß für den abgelenkten Schub nur die Leistung des Triebwerks ohne Nachbrennerschub ausgenutzt werden kann. Es sind auch Umlenkeinrichtungen bekannt, welche hinter dem Nachbrenner angeordnet sind, welche also den Schubstrahl bei Höchstleistung während der Start- bzw. Landephase nach unten ablenken. Diese Anordnungen haben den Nachteil, daß die Gesamtlänge der Trieb-Werksanlage, bestehend aus Triebwerk, Nachbrenner und Umlenkeinrichtung, sehr groß wird. Die zusätzliche Länge und das vergrößerte Gewicht solcher Umlenkeinrichtungen sind für eine Verwendung in Hochleistungsflugzeugen ungünstig. Es wurde deshalb versucht, den Nachbrenner selbst verkrümmbar zu machen. Es sind in diesem Zusammenhang verkrümmbare Rohrstücke für Nachbrenner bekannt, welche aus einzelnen Gliedern bzw. Ringen bestehen, die sich beim Schwenkvorgang um einen außerhalb des Nachbrenners liegenden Drehpunkt schuppenartig oder teleskopartig übereinanderschieben. Nachteilig dabei ist, daß zwischen den einzelnen Gliedern bzw. Ringen Spalten entstehen, welche sich unter dem Einfluß der starken Dehnung, hervorgerufen durch die hohen Temperaturen und Drücke, erheblich verändern und welche schwierig abzudichten sind. Die Folge ist, daß durch diese undichten Stellen heiße Gase nach außen in die Flugzeugzelle treten können. Auch tritt bei dieser Anordnung ein gewisser Schubverlust auf Grund der Undichtheiten des verkrümmbaren Nachbrenners auf.

Verkrümmbares Rohrstück, insbesondere für
heiße Gase von Strahltriebwerken

Anmelder:

Messerschmitt A. G.,
Augsburg, Haunstetter Str. 148

Als Erfinder benannt:
Erich Weigmann, München

Es sind ferner verkrümmbare Rohrstücke für Nachbrenner bekannt, deren Außenmantel nicht mehr aus Einzelteilen, sondern aus einem gasdicht verschweißten, harmonikaartigen Metallbalg besteht, welcher in seinem Innern wegen seiner Flexibilität von einem tragfähigen Skelett aus biegesteifen Hohlringen gestützt und geführt werden muß. An den Innenflächen der Hohlringe ist ferner eine aus dünnwandigen, wärmefesten, teleskopartig ineinandergreifenden Schutzringen bestehende Schutzauskleidung aufgehängt. Diese Anordnung hat den Nachteil, daß die einzelnen, im Innern des Metallbalgs liegenden tragenden Hohlringe nicht unmittelbar durch einen Verkrümmungsmechanismus erreicht werden können, welcher außerhalb des Metallbalgs liegt, sondern daß die Verkrümmung durch eine sperrige Vorrichtung aus zwei außerhalb des Rohrstücks liegenden Hebelarmen bewirkt werden muß, welche nur an den Endflanschen des verkrümmbaren Rohrstücks angreifen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die beschriebenen Nachteile und Schwierigkeiten zu vermeiden und insbesondere das unmittelbare Angreifen des Verkrümmungsmechanismus an den einzelnen Ringen des Ringskeletts von außen zu ermöglichen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Hohlringe in gleichen Abständen in den Balg eingefügt sind, so daß dieser aus einzelnen Stücken besteht, die durch die Hohlringe in axialer Richtung miteinander verbunden sind. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß an den einzelnen, zwischen den Metallbalgabschnitten liegenden tragenden Hohlringen ein raumsparender Verkrümmungsmechanismus unmittelbar von außen angreifen kann.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung tragen die Hohlringe entlang der neutralen Mantellinie des verkrümmten Rohrstücks auf der Ringaußenfläche befestigte Beschläge, die gelenkig

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Claims (1)

1. 3 4

   so miteinander verbunden sind, daß die Hohlringe des Krümmers an den Außenflächen der Hohlringe 3

   gegeneinander neigbar sind. Derartige Beschläge ge- angreift und welche an ihren Enden mit den Anlenk-

   währleisten eine einwandfreie Zwangsführung der stücken 12 und 13 an den Flanschen 15 und 14 ge-

   Hohlringe. lenkig befestigt ist. Die Kniehebelkette besteht aus

   Weiterhin ist entlang der größten oder kleinsten 5 einzelnen Gelenkgliedern 9, welche an ihren Enden Mantellinie des verkrümmten Rohrstücks eine Ver- einerseits mit je einem Kolbenstangenende 11 eines Stellvorrichtung mit Antrieb angeordnet, welche den Antriebszylinders 6 und andererseits im Gelenk-Abstand der Hohlringe entlang der größten oder punkt 8 über ein Böckchen 10 mit je einem Hohlkleinsten Mantellinie des verkrümmten Rohrstücks ring 3 verbunden sind.

   zu vergrößern oder zu verkleinern vermag. Durch io Wie die Figuren 1 bis 3 zeigen, ist die ganze

   eine derartige Anordnung wird insbesondere der Kniehebelkette so angeordnet, daß nur jeder zweite

   Raumbedarf des verkrümmbaren Rohrstücks klein Hohlring 3 unmittelbar über zwei Böckchen 10 mit

   gehalten. dem Gelenkpunkt 8 der beiden Kniehebelketten ge-

   Nach einer Weiterbildung der Erfindung besteht lenkig verbunden ist. Die übrigen Hohlringe 3 tragen die Innenauskleidung aus schuppenartig überein- 15 an Beschlagen? je zwei Antriebszylinder6, deren anderliegenden Plättchen, die an Scharnierdrähten, Kolbenstangenenden 11 an den noch freien Gelenkweiche von Böckchen auf den Innenflächen der punkten der Kniehebelkette angreifen.
   Hohlringe getragen werden, schwenkbar aufgehängt Zur Verkrümmung des Rohrstücks werden die sind. Eine derartige Innenauskleidung schützt die Zylinder 6 hydraulisch oder pneumatisch beauf-Hohlringe und den flexiblen Balg vor den hohen 20 schlagt, wodurch die Einzelelemente der Kniehebel-Gastemperaturen, die in einem Nachbrennerrohr auf- kette entweder einknicken oder sich strecken, so daß treten. eine Verkrümmung oder Streckung des Rohrstücks

   Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung entlang der Kniehebelkette bzw. einer Mantellinie

   wird in den Ringraum zwischen der Außenverklei- erfolgt.

   dung und der Innenauskleidung ein kühlendes 25 Da das verkrümmbare Rohrstück einen heißen

   Druckgas eingeleitet. Neben der bereits erwähnten Gasstrahl umlenken muß, ist die thermische Be-

   Schutzauskleidung verhindert auch dieses kühlende lastung der Krümmerwand groß, so daß eine beweg-

   Druckgas eine zu hohe Temperaturbelastung der liehe Schutzauskleidung im Innern des Krümmers

   Hohlringe und des flexiblen Balgs. angeordnet ist, sie besteht aus zahlreichen schuppen-

   Die Fig. 1 bis 8 zeigen eine beispielsweise Aus- 30 artig übereinanderliegenden hochtemperaturbeständi-

   führung der Erfindung. Es zeigt gen Plättchen 17, welche an Scharnierdrähten 16 auf-

   F i g. 1 die Seitenansicht eines verkrümmbaren gehängt sind, wobei die Scharnierdrähte 16 an

   Nachbrenners in verkrümmter und gestreckter Böckchen 18 befestigt sind, welche an der Innen-

   Stellung, fläche der tragenden Hohlringe 3 angeordnet sind.

   F i g. 2 die Ansicht A zu F i g. 1, 35 Da die Schutzauskleidung keinerlei tragende Funk-

   F i g. 3 den Grundriß zu F i g. 1, der Nachbrenner tion übernimmt, können die Plättchen 17 dünn und

   ist gestreckt gezeichnet, flexibel ausgebildet werden, so daß sie sich unter

   Fig. 4 eine EinzelheitB zu Fig. 1, dem Druck des Gasstrahls dichtend gegeneinander-

   Fig. 5 eine EinzelheitB in gestreckter Stellung pressen. In dem Ringraum zwischen dem Außen-

   des Nachbrenners, 40 mantel des Krümmers und der Schutzkleidung kann

   F i g. 6 eine Einzelheit C zu F i g. 1, durch eine nicht dargestellte Zuleitung im Flansch 14

   Fig. 7 eine Einzelheit C in gestreckter Stellung ein Schutzgas eingeleitet werden, welches die Plätt-

   des Nachbrenners, chen 17 bei den im Betrieb des Nachbrenners herr-

   F i g. 8 einen Ausschnitt aus einem tragenden sehenden hohen Temperaturen vor Einflüssen der

   Hohlring mit Scharnierdraht 16. 45 Atmosphäre und des Heißgasstrahls schützt.

   In F i g. 1 ist der verkrümmbare Nachbrenner in Während der Verkrümmung des Rohrstücks kann verkrümmtem Zustand gezeichnet und in gestreckter ferner durch eine nicht dargestellte Zuleitung im Lage angedeutet. An das Triebwerk 1 mit Triebwerks- Flansch 14 in den Ringraum zwischen Außenmantel flansch 14 schließt sich gasdicht ein verkrümmbares und Schutzauskleidung ein Druckgas eingeleitet Rohrstück an, daß an seinem anderen Ende über 50 werden, welches den Gasstrahldruck teilweise den Flansch 15 gasdicht mit der Strahldüse 2 ver- kompensiert und damit die Reibung der Plättchen 17 bunden ist. Das verkrümmbare Rohrstück besteht beim Verkrümmungsvorgang vermindert,
   aus einem flexiblen Außenmantel, welcher sich aus ...
   einer Anzahl harmonikaartiger, flexibler Metallbälge Patentansprüche:
   19 und einer Anzahl von tragenden Hohlringen 3 55 1. Verkrümmbares Rohrstück, insbesondere zusammensetzt, und zwar so, daß Metallbälge 19 für heiße Gase von Strahltriebwerken mit Nach- und Hohlringe 3 abwechselnd gasdicht aneinander- brenner, mit einer Innenauskleidung aus sich gefügt sind (F i g. 4 bis 7). Die tragenden Hohlringe 3 überlappenden und abdichtenden Blechen, die tragen entlang der neutralen Mantellinien des ver- außen von biege- und verwindungssteifen Hohlkrümmten Rohrstücks an ihren Außenflächen Be- 60 ringen getragen werden, und mit einer Außenschläge 4, welche an den Gelenkpunkten5 so zu verkleidung aus einem flexiblen Balg, dadurch einer Gelenkkette verbunden sind, daß eine Ver- gekennzeichnet, daß die Hohlringe (3) in krümmung des Rohrstücks in einer Ebene möglich gleichen Abständen in den Balg eingefügt sind, ist (Fig. 1). so daß dieser aus einzelnen Stücken (19) besteht,

   Die Verstellung der Hohlringe3 (Fig. 1, 2, 3) 65 die durch die Hohlringe in axialer Richtung mit-

   beim Verkrümmen des Rohrstücks erfolgt im ge- einander verbunden sind.

   zeichneten Beispiel durch eine doppelte Kniehebel- 2. Verkrümmbares Rohrstück nach Ankette, welche in der Gegend der größten Mantellinien sprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohl-

   ringe (3) entlang der neutralen Mantellmie des verkrümmten Rohrstücks auf ihrer Ringaußenfläche befestigte Beschläge (4) tragen, die gelenkig so miteinander verbunden sind, daß die Hohlringe gegeneinander neigbar sind.

   3. Verkrümmbares Rohrstück nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß entlang der größten oder kleinsten Mantellinie des verkrümmten Rohrstücks eine Verstellvorrichtung mit Antrieb (6 bis 13) angeordnet ist, welche den Abstand der Hohlringe (3) entlang der größten oder kleinsten Mantellmie des verkrümmten Rohrstücks zu vergrößern oder zu verkleinern vermag.

   4. Verkrümmbares Rohrstück nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenauskleidung aus schuppenartig übereinanderliegenden Plättchen

   (17) besteht, welche an Scharnierdrähten (16) schwenkbar aufgehängt sind, die von Böckchen

   (18) auf den Innenflächen der Hohlringe (3) getragen werden.

   5. Verkrümmbares Rohrstück nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in den Ringraum zwischen der Außenverkleidung (3, 19) und der Innenauskleidung (17) ein kühlendes Druckgas eingeleitet wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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