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Intermittierend arbeitendes Strahlrohr Die Erfindung betrifft ein
intermittierend arbeitendes Strahlrohr mit einem nachgeschalteten, die Strömung
weiterleitenden Teil, der mit Brennstoffdüsen ausgerüstet ist.
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Bei einer solchen bekannten Ausführungsform ist der nachgeschaltete
Bauteil nicht verschiebbar. Er kann also nicht, wie erfindungsgemäß, durch Verschiebung
in axialer Richtung zwei Endstellungen einnehmen, wobei er in der einen Endstellung
bei abgeschalteten Brennstoffdüsen am Auslaß des vorderen Strahlrohrteils anliegt,
in der anderen Endstellung dagegen zur an sich bekannten Zufuhr von Außenluft einen
Spalt freigibt, wobei die dem nachgeschalteten Teil zugeordneten Brennstoffdüsen
in Tätigkeit treten.
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Die verschiebbare Anordnung eines Strahlrohrteils zur Zuführung von
Außenluft ist an sich bekannt. Dort handelt es sich jedoch um eine andere Gattung
von Triebwerken, und zwar um ein Turbinen- und Staustrahltriebwerk, das hinsichtlich
des Arbeitsvorganges nicht mit einem intermittierend arbeitenden Strahlrohr vergleichbar
ist.
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Es ist ferner eine Ausführungsform bekannt, bei der der Austrittsstutzen
der Brennkammer in ein in der Axiahichtung verschiebbares Venturirohr einmündet.
Die Brennkammer ist von einem sich nach rückwärts verjüngenden Mantel umgeben.
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Durch den Raum zwischen der Brennkammer und dem Mantel wird von einer
vorn ausgesparten Ringöffnung Luft, die die Brennkammer kühlt, in das Venturirohr
gesaugt. Brennstoffdüsen am Venturirohr sind nicht vorgesehen. Es kann daher nicht
die Wirkungsweise des Erfindungsgegenstandes erzielt Werden, ganz abgesehen davon,
daß der konstruktive Aufbau grundsätzlich verschieden ist. Ein die Brennkammer umgebendes
Mantelrohr ist dem Erfindungsgegenstand fremd.
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Zum Betrieb des oben erläuterten Erfindungsgegenstandes wird vorzugsweise
für den Anlaßvorgang und bei geringer Fluggeschwindigkeit dem vorgeschalteten Strahlrohrteil
und dem nachgeschalteten Triebwerksteil, das Außenluft eintreten läßt, Brennstoff
zugeführt. Die Brennstoffzufuhr zum vorgeschalteten Strahlrohrteil wird jedoch bei
Erreichen einer bestimmten Fluggeschwindigkeit unterbunden.
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Das Strahlrohr und der nachgeschaltete Triebwerksteil können je für
sich neben dem Flugzeugrumpf angeordnet sein, wobei jedoch das intermittierende
Strahlrohr seitlich verschiebbar ist.
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Die Erfindung isf in der Zeichnung beispielsweise dargestellt. Es
zeigt F i g. 1 einen Schnitt durch den hinteren Teil eines intermittierend arbeitenden
Strahlrohres mit einem nachgeschäfteten Rohr für überschallverbrennung, F i g. 2
ein mit einem intermittierend arbeitenden Strahlrohr und nachgeschalteter Überschallbrennstrecke
ausgerüsteter Flugkörper in perspektivischer Darstellung, F i g. 3 eine Ansicht
von oben auf ein überschallftugzeug mit zu beiden Seiten des Rumpfes seitlich verschiebbaren
intermittierend arbeitenden Strahltriebwerken und in den Flügeln angeordneten Strahlrohren
für Überschallverbrennung, F i g. 4 einen Schnitt durch ein im Flügel angeordnetes
Triebwerk für überschallverbrennung, wobei die obere Hälfte nach der Linie IV-IV,
die untere Hälfte nach der Linie IV'-IV' der F i g. 3 geschnitten ist.
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An einem intermittierend arbeitenden Strahlrohr 1 sind an zwei mit
dem Triebwerkskörper verbundenen Trägern 2, 2' Platten 3, 3' verstellbar aasgelenkt,
die mit den Trägern ein rechteckiges Rohr 4 bilden. Die beiden einander zugekehrten
Seiten der Platten 3, 3' sind derart profiliert, daß der zwischen ihnen verbleibende
Raum annähernd die Gestalt eines Venturirohres annimmt. Zur Aaslenkung der
Platten 3, 3' dienen beidseitig angreifende Hebel 5, 5' bzw. 5", 5."', die an den
Trägem 2, 2' gelenkig angreifen. Hebel 6, 6' bzw. 6", 6"', die einerseits an den
Platten 3, 3' und andererseits an Kolbenstangen 7, 7' von hydraulischen Zylindern
8, 8' angreifen, dienen zur Verstellung der Platten 3, 3' zwischen zwei Endlagen.
In der einen Endlage liegen die Platten am Auslaß des vorderen Strahlrohres 1 an,
während sie in der anderen Endlage einen Eintrittsquerschnitt 9 bzw. 9' für den
Eintritt von Außenluft freigeben. Je nach Betätigung
der hydraulischen
Zylinder 8 und 8' können auch Zwischenlagen eingestellt werden. An der engsten Stelle
des nachgeschalteten Rohres 4 sind Düsen 10 zur Einspritzung von Brennstoff angeordnet.
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Gemäß F i g. 3 sind neben einem Flugzeugrumpf 11
zu beiden Seiten
seitlich verschiebbare, intermittierend arbeitende Strahlrohre 1, 1' angeordnet,
die in abgeschaltetem Zustand dicht am Rumpf anliegen. Am Rumpf angelenkte Verkleidungsbleche
12, 12' verlängern die Kontur der Strahlrohre, um bei abgestellten Strahlrohren
einen möglichst geringen Widerstand zu erzeugen. Während des Betriebs der Strahlrohre
1, 1' sind diese Verkleidungsbleche in den Rumpf eingeschwenkt. Innerhalb der Tragflächen
13, 13' sind Triebwerke 14, 14' für eine überschallverbrennung derart angeordnet,
daß sie bei Betrieb der vorderen Strahlrohre 1, 1' dicht.hinter diesen in der gleichen
Flucht liegen. Weitere Triebwerke 15, 15' für 17berschallverbrennung sind ebenfalls
in den Tragflächen neben den Triebwerken 14, 14' angeordnet. Die Ein- und Auslässe
der Triebwerke 15, 15' können im abgeschalteten Zustand durch in die Tragfläche
einschiebbare Profilteile 16, 16' und 17, 17' abgedeckt werden.
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Die Wirkungsweise ist folgende: Bei der Ausführungsform nach F i g.
1 und 2 wird während der Unterdruckphase des vorgeschalteten intermittierend arbeitenden
Strahlrohres bei nach hinten verschobenem Strahlrohr für die überschallverbrennung
Frischluft und Restgase durch die nach Verschiebung entstehende Öffnung 9, 9' von
rückwärts in das Strahlrohr 1 gesaugt. Dieses Gasvolumen wird im Anschluß an die
Unterdruckphase durch die Explosion eines frisch aufbereiteten hochenergetischen
Brennstoffluftgemisches nach hinter< 'wieder ausgestoßen und hierbei bis auf
überschallgeschwindigkeit beschleunigt, wobei die nachgeschaltete überschallbrennstrecke
intermittierend beaufschlagt wird. Die mit hoher Geschwindigkeit in das nachgeschaltete
Strahlrohr einströmenden Gase saugen durch die öffnungen 9, 9' zusätzlich Frischluft
an. Durch die Brennerdüsen 10 wird stetig Brennstoff eingespritzt, der in dem einströmenden
Frischluft-Restgasgemisch verbrannt wird. Um das Auftreten von Verdichtungsstößen
bzw. eine Blockierung bei der 17berschallverbrennung zu vermeiden, lassen -sich
variable Durchlaßquerschnitte für die Strömung durch zusätzliches Ausfahren der
oberen oder unteren Profilteile bzw. durch einen in seiner Form veränderlichen Zentralkörper
an jedem der einzelnen Triebwerke entsprechend 14, 14' vorsehen. Bei genügend großer
Geschwindigkeit wird der vordere intermittierend arbeitende Strahlrohrteil abgestellt,
wobei der nachgeschaltete Triebwerksteil durch das stetige Einströmen von Frischluft
von der intermittierenden in eine stetige Arbeitsweise übergeht. Bei geringen Fluggeschwindigkeiten,
bei denen keine Beschleunigung auf Überschall erfolgen soll, kann das nachgeschaltete
Rohr bei abgeschalteten Brennern zur Verminderung des Luftwiderstandes an den Auslaß
des intermittierend arbeitenden Strahlrohres herangefahren werden.
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Bei der Ausführungsform nach F i g. 3 werden bei Erreichen einer genügend
großen Geschwindigkeit die zusätzlichen Triebwerke 15,15' in-Betrieb genommen, während
die dann abgeschalteten intermittierend arbeitenden Vorsätze an den Rumpf herangeschoben
werden, wobei ihre Kontur durch die Verkleidungsbleche 12, 12' zur- Verringerung
des Luftwiderstandes verlängert wird.
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Die Wirkungsweise der Triebwerke beim Landevorgang erfolgt in umgekehrter
Weise.
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In Analogie zum elastischen aerodynamischen Auftriebssystem handelt
es sich. bei der oben beschriebenen Triebwerksart und deren Wirkungsweise um ein
elastisch angeordnetes Vortriebssystem. Die beiden ausgeführten Beispiele stellen
eine flexible Triebwerksgeometrie dar. Dabei ist beim Einbau des Triebwerks in den
Flugkörper der hintere Teil des Strahlrohres als ausfahrbar gewählt worden. Beim
Überschallflugzeug erweist sich die Verschiebbarkeit des vorderen Strahlrohrteils
in Form eines beweglichen Pulsovorsatzes vorteilhaft.