DE1280058B - Ein- oder Austrittsoeffnung fuer ein Stroemungs-mittel mit jalousieartigen Verschlussfluegeln - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES #1^ PATENTAMT Int. Cl.:

B64d

AUSLEGESCHRIFT

F15d

Deutsche Kl.: 62 b-37/02

Nummer: 1280 058

Aktenzeichen: P 12 80 058.7-22 (G 47103)

Anmeldetag: 7. Juni 1966

Auslegetag: 10. Oktober 1968

Die Erfindung betrifft eine Ein- oder Austrittsöffnung für ein Strömungsmittel mit jalousieartigen Verschlußflügeln, die um hinter bzw. vor ihnen liegende Achsen schwenkbar sind und auch zur Strömungsumlenkung dienen.

Es ist bereits bekannt, bei Senkrechtstartern oder bei Kurzstartern derartige jalousieartige Verschlußflügel im Zusamenhang mit den Eintritts- oder Austrittsöffnungen von Hubgebläsen zu verwenden, um das Strömungsmittel vektoriell zu lenken.

Es sind Flugzeuge bekannt, die derartig ausgelegt sind, daß sie normalerweise flach starten und landen, aber auch in der Lage sind, senkrecht oder mit kurzer Startstrecke zu starten. In diesen Fällen können die Hubgebläse etwa 60% des senkrechten Hubes als horizontale Schubkraft abgeben. Diese Begrenzung hat zwei Gründe. Einer dieser Gründe ist der Rückdruck, der auf das Gebläse ausgeübt wird, wenn die bekannten jalousieartigen Verschlußflügel um etwa 40° oder mehr nach hinten geschwenkt werden. Der zweite Grund ist der Leistungsverlust, der durch die jalousieartigen Verschlußflügel entsteht, da es erforderlich ist, daß diese hohe Anstellwinkel einnehmen.

Jalousieartige Verschlußflügel, die gegenwärtig zur Schubumlenkung verwendet werden, sind dicht bei den Gebläsestatoren angebracht. Sie bestehen aus ungepfeilten, parallel zueinander angeordneten Flügeln, die um Achsen verschwenkbar sind, welche dicht unter den Gebläsestatoren angeordnet sind. Dadurch ist es möglich, die Austrittsöffnung in ausreichender Weise zu schließen. Weiterhin kann das Strömungsmittel in einem begrenzten Bereich vektoriell durch diese Verschlußflügel gesteuert werden, wobei der auftretende Druckabfall noch in annehmbaren Grenzen liegt. Wenn diese bekannten jalousieartigen Verschlußflügel auf Umlenkung nach hinten gedreht werden, so vermindert sich der Austrittsquerschnitt, und diese Verminderung des gesamten Austrittsquerschnitts drosselt das Gebläse ganz erheblich. Dadurch wird die Gesamtkraft vermindert, die durch das Gebläse erzeugt wird.

Wenn eine Reihe von jalousieartigen Verschlüssen als Einheit um ihr hinteres Ende nach unten geschwenkt und dann der Abstand der einzelnen Flügel erweitert wird, so kann der wirksame Querschnitt im wesentlichen der gleiche bleiben, und es kann auch eine große horizontale Schubausnutzung erhalten werden. Es steht hier ein großer Strömungsquerschnitt zur Verfügung. Ein derartiger Aufbau hat jedoch den Nachteil, daß dieser mechanisch außerordentlich kompliziert ist. Das Verschwenken und Ein- oder Austrittsöffnung für ein Strömungsmittel mit jalousieartigen Verschlußflügeln

Anmelder:

General Electric Company,
New York, N.Y. (V. St. A.)

Vertreter:
Dipl.-Ing. E. Prinz, Dr. G. Hauser

und Dipl.-Ing. G. Leiser, Patentanwälte,
8000 München-Pasing, Ernsbergerstr. 19

¹S Als Erfinder benannt:

John Richard Erwin, Cincinnati, Ohio (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
_ao V. St. v. Amerika vom 12. August 1965 (479 253)

Absenken einer derart komplizerten Vorrichtung ist schwierig, und der Aufbau der Einrichtungen zur Verdrehung der einzelnen Verschlußglieder ist ebenfalls sehr umfangreich. Ein zusätzlicher Nachteil besteht darin, daß an der Seite ein Leckfluß des Strömungsmittels entsteht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zu schaffen, mit der der gleiche vektorielle Steuereffekt möglich ist, ohne daß es erforderlich ist, die Verschlußflügel als Ganzes auszuschwenken.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Flügel eine Pfeilform haben, und zwar eine positive für den Eintritt und eine negative für den Austritt.

Durch diese Ausbildung werden alle die Vorteile erreicht, die mit als Ganzes ausfahrbaren oder ausschwenkbaren Verschlußflügeln erreicht werden können, ohne daß die Nachteile der mechanischen Kompliziertheit in Kauf genommen werden müssen und ohne daß es erforderlich ist, zusätzliche Leitflächen vorzusehen, um eine Leckströmung aus den Seiten heraus zu verhindern.

Es kann vorteilhaft sein, die Pfeilwinkel benachbarter Flügel verschieden zu gestalten, um die vektorielle Umlenkung noch flexibler zu gestalten. Mit weiterem Vorteil kann die Wölbung eines jeden Flügelprofils in zur Spannweitenmitte des Flügels symmetrischen Abschnitten veränderlich sein. Hierdurch werden insbesondere die Schwierigkeiten

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behoben, die sich durch ein Abreißen der Strömung In Fig. 1 ist eine Reihe von gepfeilten jalousieartigen

einstellen können. Verschlußflügeln 16 mit Tragflächenprofil dargestellt,

Besonders einfach ist der Aufbau, wenn die Flügel wobei die Verschlußflügel symmetrisch zu einer

V-förmig sind mit nach außen liegender Spitze. Mittellinie 18 negativ gepfeilt sind. Der Scheitel 20

Um den Betrieb noch flexibler zu gestalten, kann 5 eines jeden Verschlußflügels ist, wie dargestellt, auf es zweckmäßig sein, daß jeder Flügel um einen ver- der Mittellinie angeordnet. Für eine vektorielle schiedenen Winkel verschwenkbar ist. Schubsteuerung, wie sie in F i g. 2 dargestellt ist, lie-Die Erfindung soll unter Bezugnahme auf die gen die Scheitel im Abstand von der Verschlußebene Figuren der Zeichnung erläutert werden. Es zeigt und sind stromab gerichtet, wie es durch den Pfeil 22

F i g. 1 eine Teilansicht einer Austrittsöffnung für io veranschaulicht ist, der die Strömungsrichtung des

ein Flugzeughubgebläse, Strömungsmittels durch die jalousieartigen Ver-

F i g. 2 einen Teilschnitt längs der Linie 2-2 der schlußflügel angibt.

F i g. 1, wobei die jalousieartigen Verschlußflügel ge- Die negativ gepfeilten Verschlußflügel 16 sind der-

öffnet sind, art angeordnet, daß sie in der Schließstellung flach

F i g. 3 eine schematische, teilweise perspektivische 15 liegen und sich vorzugsweise über der öffnung 14

Ansicht, welche die verfügbare Strömungsquer- überlappen.

Schnittzunahme veranschaulicht, Um eine vektorielle Steuerung zu erzielen, können

F i g. 4 eine Teilansicht einer Eintrittsöffnung, die Verschlußflügel durch Einrichtungen 26 derart

F i g. 5 einen Teilschnitt längs der Linie 5-5 der bewegt werden, daß jeder Verschlußflügel von der

F i g. 4 und 20 öffnung fortbewegt wird. Dies bedeutet, daß bei der

F i g. 6 eine Draufsicht auf eine abgeänderte Darstellung in F i g. 1 die einzelnen Verschlußflügel

Flügelausführungsform mit variabler Wölbung. nach unten geschwenkt werden, um eine Lage ein-

Es sei zuerst auf F i g. 1 Bezug genommen. Es ist zunehmen, wie sie in F i g. 2 gezeigt ist. Es wurde schematisch ein Abschnitt eines Flugzeugs 10 dar- gefunden, daß ausgezeichnete Umlenkeffekte mit gestellt, welches Tragflächen 12 aufweist. Die zu be- 25 hoher Leistung erzielt werden, wenn die einzelnen schreibenden Öffnungen können auch innerhalb des Verschlußflügel gegenüber den benachbarten VerRumpfes 10 des Flugzeugs angeordnet werden. Um schlußflügeln um unterschiedliche Winkel geschwenkt einen Hub für einen Senkrechtstart oder einen Kurz- werden, so daß, wie in F i g. 2 dargestellt, der Winstart zu erzeugen, kann das Flugzeug mit Hub- kel X gegenüber der Senkrechten nach hinten zugebläsen 13 ausgerüstet sein. Es ist üblich, den Schub 30 nimmt, so daß die Beziehung gilt X<.Y<CZ. Wenn des Gasgenerators oder des Hubgebläses vektoriell die Verschlußflügel durch die Einrichtungen 26 von zu lenken, um für den Übergang in den Horizontal- der Öffnung weggeschwenkt werden, so werden dreiflug einen gewissen Vorwärtsschub zur Verfügung zu eckige Strömungsquerschnitte nach unten geöffnet, haben. Zu diesem Zweck kann das Gebläse in einer Diese dreieckigen Querschnitte sind in F i g. 3 bei 28 Öffnung 14 in der Tragfläche 12 oder in irgendeiner 35 gezeigt. Durch die negativ gepfeilten Verschlußflügel anderen Oberfläche angeordnet sein. Die Öffnung 14 16 wird bei einer Schwenkung von der Öffnung weg ist derart gestaltet, daß ein Strömungsmittel durch ein größerer Querschnitt geöffnet als der übliche Querdiese Öffnung hindurchgeleitet werden kann. Die schnitt 29 zwischen nicht gepfeilten Flügeln. Dieser Bewegung des Strömungsmittels kann entweder durch Querschnitt 28 kann so ausgelegt werden, daß der die üblichen dargestellten Hubgebläse erzeugt wer- 40 Austrittsquerschnitt im Betriebsbereich nahezu konden oder unmittelbar durch Hubtriebwerke, oder stant bleibt, so daß die stromauf liegenden Anlagen durch horizontal angeordnete Triebwerke, die ihre einen konstanten Strömungsquerschnitt zur Verfü-Austrittsgase in einen Kanal abgeben, oder in einer gung haben und dadurch von der Stellung der Veranderen an sich bekannten Weise. Es ist üblich, eine schlußflügel nicht beeinflußt werden.
Anordnung von tragflächenförmigen jalousieartigen 45 Es ist zu erkennen, daß die Öffnung 14, wie in Verschlußflügeln an der Auslaßöffnung vorzusehen, F i g. 1 dargestellt ist, rund ist. Dies ist nicht erfor- und durch eine Betätigung der jalousieartigen Ver- derlich, und die Öffnung kann jede beliebige Form schlußflügel kann die Schubrichtung des Strömungs- haben, die für einen bestirnten Einbau oder für eine mittels verändert werden. Wenn ein Gasgenerator bestimmte Anlage erforderlich ist. Beispielsweise oberhalb der jalousieartigen Verschlußflügel ange- 5° kann die Öffnung rechteckig sein, wobei die Verordnet ist, so erzeugt eine Drosselung, die durch eine schlußflügel am Ende eines rechteckigen Kanals anteilweise Schließung der jalousieartigen Verschluß- geordnet sind. Bei einer kreisförmigen Öffnung ist flügel hervorgerufen wird, einen Rückdruck, der auf die Breite oder Spannweite eines jeden Verschlußden Gasgenerator einwirkt, und dadurch wird das flügels von der Breite oder Spannweite des benach-Gebläse beeinflußt, und die Gebläseleistung wird 55 barten Verschlußflügels verschieden. Wie F i g. 1 vermindert. Ein Schubverlust ist die Folge. Es ist zeigt, ist der Flügel 16 bei 30 und 32 an jedem Ende deshalb erforderlich, daß die jalousieartigen Ver- in der Öffnung angelenkt. Der Spannweitenabstand schlußflügel in jeder Strahlumlenklage einen mög- vom Gelenk 30 zum Gelenk 32 ist beim ersten Verliehst konstanten Strömungsquerschnitt bieten, wenn schlußflügel vom Abstand im zweiten Verschlußder Gasgenerator und das Gebläse nicht in nach- ^6o flügel verschieden, wobei der Abstand im zweiten teiliger Weise beeinflußt werden sollen. Es sei be- Verschlußflügel größer ist als im ersten,
merkt, daß dies auch für den Fall gilt, in welchem Bei jalousieartigen Verschlußflügeln mit ungedie jalousieartigen Verschlußflügel als Einlaßsystem pfeilten Verschlußflügeln bildet der Mittelkörper 24 verwendet werden . üblicherweise ein Hindernis. Ein zusätzlicher Vorteil Um den Strömungsquerschnitt möglichst konstant ⁶5 der gepfeilten Verschlußflügel ist darin zu sehen, daß zu halten, werden jalousieartige Verschlußflügel mit die Fläche, die vom Mittelkörper 24 eingenommen gepfeilten Flügeln, vorzugsweise in V-Form, vorge- wird, nicht langer ein Hindernis bildet, wenn die sehen, wie es ganz allgemein in F i g. 1 gezeigt ist. Verschlußflügel von der öffnung weg in eine Um-

lenkstellung bewegt werden. Das Strömungsmittel strömt glatt um den Mittelkörper herum und wird durch die einzelnen Verschlußflügel unmittelbar unter dem Mittelkörper hindurchgeleitet, da die einzelnen Flügel im Abstand vom Mittelkörper stehen. Weiterhin werden durch die Bewegung der Flügel in den Gelenkverbindungen 30 und 32 keine seitlichen Durchlässe geöffnet. Die Nachteile der Ausströmeffekte um die Seiten der Verschlußflügel werden vermieden, da die einzelnen Flügel mit den Seiten der Öffnung verbunden sind.
■ Mit der beschriebenen Ausführungsform ist es auch möglich, den Eintrittsquerschnitt nahezu konstant zu halten. Durch Abänderungen ist es möglich, daß der Querschnitt auch größer wird, und dies ist in F i g. 4 dargestellt. Zusätzlich zu den Vorteilen, die durch die beschriebenen, gepfeilten Flügel erzielt werden, können sich die Pfeilung 34 sowie die Flügelsehnen zusammen oder einzeln von einem zum anderen Flügel ändern. Dadurch wird eine größere so Dreiecksfläche geöffnet, so daß ein zusätzlicher Querschnitt erhalten wird, woraus sich ergibt, daß die jalousieartigen Verschlußflügel für die Schubsteuerung um einen größeren Winkel geschwenkt werden können, um in einem größeren Bereich den Schub vektoriell zu lenken. In diesem Fall können die einzelnen Flügel 36 in ähnlicher Weise mit ihren Enden an der Öffnung montiert sein, wie es in Verbindung mit F i g. 1 beschrieben wurde, und die Flügel können in der gleichen Weise betätigt werden. Der einzige Unterschied besteht in den verschiedenen Pfeilungen und in den sich ergebenden Unterschieden in den Sehnenlängen.

Bei der Ausführungsform mit unterschiedlichen Pfeilungen, die in F i g. 4 gezeigt ist, können einige Flügel 36 in einer kreisförmigen Öffnung angeordnet sein, wobei die Tiefe 39 zu gering wäre, wenn der vorderste Flügel in der gestrichelt dargestellten Stellung angeordnet wäre. Dies kann dadurch ausgeschaltet werden, daß ein Gelenkflügel verwendet wird, wie er bei 42 in F i g. 5 dargestellt ist, wodurch die Tiefe 40 vergrößert wird. Durch die Verwendung des Gelenkes 41 wird ein zusätzlicher Abstand 40 für das umzulenkende Strömungsmittel geschaffen. Wie F i g. 5 zeigt, führt die Anordnung mit unterschiedliehen Pfeilungen der einzelnen Flügel zu einer anders geformten Einhüllenden 43 der geöffneten Verschlußflügel.

Zusätzlich zur Verwendung bei Auslaßöffnungen kann der Aufbau auch bei Einlaßöffnungen verwendet werden. Die in den F i g. 4 und 5 dargestellte Ausführungsform kann auch bei einem Einlaß verwendet werden, wobei in diesem Fall die Luftströmung durch den gestrichelten Pfeil 44 dargestellt ist. Die Flügelkanten müssen natürlich der Strömungsrichtung entsprechen. Die Betriebsweise ist die gleiche. Die Flügel erstrecken sich in die Strömung hinein und haben nun eine positive Pfeilung und lenken die Strömung in die hinter ihnen liegende Öffnung. In diesem Fall können die Verschlußflügel auf der Oberseite einer Tragfläche angeordnet sein. Zusätzlich zur Winkelbegrenzung der vektoriellen Umlenkung weisen die bekannten Einrichtungen noch eine Begrenzung bezüglich des Einströmwinkels der eintretenden Strömung auf. Die Flügel können, und zwar auch bei gepfeilten Flügeln, nicht allzu weit geschwenkt werden, da sonst ein Drosseleffekt auftritt, weil das Strömungsmittel auf die Vorderkanten der Flügel mit einem zu großen Winkel auftritt, so daß die Luft nicht mehr der Oberfläche der Verschlußflügel folgen kann und ein Abreißen der Strömung eintritt. Dieses Problem kann durch die Verwendung von Flügeln mit variabler Wölbung in Kombination mit der gepfeilten Ausbildung gelöst werden. Bei einer Ausführungsform, bei der Flügel mit variabler Wölbung verwendet werden, schließt die gepfeilte Anordnung im allgemeinen aus, daß sich die variable Wölbung über die volle Spannweite eines jeden Flügels erstreckt. Bei einer derartigen Ausführungsform kann, wie in F i g. 6 gezeigt, ein Mittelabschnitt 46 vorgesehen sein, und die variable Wölbung kann in Abschnitten 48 vorgesehen sein, die mit dem Mittelabschnitt verbunden sind und symmetrisch neben dem Mittelabschnitt angeordnet sind. Die geringen Verluste, die in der geöffneten Stellung durch den Abschnitt 46 mit fester Wölbung auftreten können, werden durch die zusätzlichen Vorteile, die durch die Abschnitte 48 mit veränderlicher Wölbung erzielt werden, mehr als ausgeglichen.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Ein- oder Austrittsöffnung für ein Strömungsmittel mit jalousieartigen Verschlußflügeln, die um hinter bzw. vor ihnen liegende Achsen schwenkbar sind und auch zur Strömungsumlenkung dienen, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußflügel (16) Pfeilform haben, und zwar positive für den Eintritt und negative für den Austritt.

2. Ein- oder Austrittsöffnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pfeilwinkel (34) benachbarter Flügel verschieden sind.

3. Ein- oder Austrittsöffnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wölbung eines jeden Verschlußflügels (16) in zur Spannweitenmitte des Flügels symmetrischen Abschnitten veränderlich ist.

4. Ein- oder Austrittsöffnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußflügel (16) V-förmig sind mit nach außen liegender Spitze.

5. Ein- oder Austrittsöffnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Verschlußflügel (16) um einen verschiedenen Winkel verschwenkt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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