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Die Erfindung betrifft einen Schalldämpfer für eine Gasausströmdüse,
mit einer Vielzahl von luftaufnehmenden Kanälen, die um den Düsenausströmstrahl
herum verteilt und um etwa in Achsebenen der Düse liegende Schwenkachsen so schwenkbar
angeordnet sind, daß ihr Austrittsende in Schalldämpfungsstellung etwa radial in
den Strahl stromabwärts vom Düsenende hineinreicht und in Neutralstellung außerhalb
des Strahls liegt.
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Bei einem nach einem älteren Vorschlag ausgebildeten Schalldämpfer
=dieser Art liegen die Schwenkachsen in unmittelbarer Nachbarschaft der Luftkanäle
oder etwa in Axialebenen der Luftkanäle.
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Nach der vorliegenden Erfindung ist erkannt worden, daß der sich bei
der Konstruktion nach dem älteren Vorschlag ergebende Zusammenhang zwischen Schwenkwinkel
und Eindringtiefe einen unnötig beschränkten Regelumfang und einen verhältnismäßig
hohen Platzbedarf bedingt. Die vorliegende Erfindung geht somit von der Aufgabe
aus, einen in bezug auf Platzbedarf und Regelbereich verbesserten Schalldämpfer
der eingangs angegebenen Art zu schaffen.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Schwenkachsen
gegenüber den Luftkanälen in Umfangsrichtung der Düse versetzt sind. Bei dem erfindungsgemäßen
Schalldämpfer ergibt sich gegenüber der Konstruktion nach dem älteren Vorschlag
eine bei gleichen Schwenkwinkeln größere Veränderung der Eindringtiefe der Luftkanäle
in den Düsenausströmstrahl. Außerdem ist auch beim Herausbewegen aus der Schalldämpfungsstellung
die Verschwenkung aus einer zum Düsenausströmstrahl radialen Lage bei dem erfindungsgemäßen
Schalldämpfer geringer als bei dem Schalldämpfer nach dem älteren Vorschlag. Der
erfindungsgemäße Schalldämpfer ermöglicht somit eine in bezug auf den Schwenkwinkel
größere Veränderung der Eindringtiefe bei gleichzeitiger weitgehender Erhaltung
der Eindringgeometrie; dies führt zu einem entsprechend verminderten Platzbedarf
und günstigeren Betriebseigenschaften. insbesondere gestattet es der erfindungsgemäße
Schalldämpfer, die Eindringtiefe der Luftkanäle in der Schalldämpfungsstellung an
Veränderungen des Durchmessers des Düsenausströmstrahls anzupassen, wie sie beispielsweise
bei Veränderungen des Betriebzustandes des der Düse vorgeschalteten Triebwerks auftreten,
ohne daß sich dabei die Eindringgeometrie in störendem Ausmaß verändert.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines in den Zeichnungen dargestellten
Ausführungsbeispiels näher beschrieben.
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F i g. 1 a ist ein Längsschnitt durch das Ende einer Düse und ihres
Schalldämpfers und zeigt eine Ausführungsform der Erfindung; F i g. 1 b ist ein
analoger Schnitt wie die F i g. 1 und zeigt ein Schalldämpfelement in ausgeschwenkter
Position; F i g. 2 ist ein Teilschnitt in größerem Maßstab entlang der Linie II-II
der F i g. 1 a.
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Bei dem in den F i g. 1 a, 1 b und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel
ist hinter einer konvergierenden primären Gasausströmdüse 1 eines nicht dargestellten
Triebwerks ein divergierender Teil t vorgesehen, der einen Teil des Aufbaues 3 eines
Flugzeugs bildet. In dem ringförmigen Zwischenraum zwischen der Düse 1 und dem Aufbau
3 strömt Sekundärluft ab. Der Schalldämpfer wird durch Luft aufnehmende Kanäle in
Form von Rohren 5 gebildet, die um den divergierenden Teil 2 auf dessen Vorderfront
in einer dafür vorgesehenen Ausbuchtung 2 a verteilt sind. Die Rohre können sich
um Schwenkachsen 6 drehen, die zwischen der Vorderfront 8 des divergierenden Teils
und einem konischen Ring 9 montiert sind, der auf der Innenwand 10 des Aufbaues
3 angeschweißt ist. An ihrem Einströmende sind die Rohre 5 schräg angeschnitten,
um den Eintritt von Sekundärluft 4 zu erleichtern. Mit Hilfe der Schwenkhebel 11
ist es möglich, die Rohre um ihre Schwenkachse 6 zu schwenken. Jeder dieser Schwenkhebel
ist mit seinen Nachbarn durch Stangen 12 und 12 a verbunden. Ein gemeinsamer
Antrieb (nicht gezeigt), beispielsweise durch Druckzylinder, erlaubt die gleichzeitige
Schwenkung aller Rohre.
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Die Rohre und ihre Betätigungsvorrichtungen sind in einer ringförmigen
Verkleidung 32 untergebracht, welche zweckmäßig profiliert und mit Öffnungen versehen
ist, welche das Austreten der Rohre in die Betriebsposition ermöglichen. In Neutralstellung
sind diese Öffnungen durch mit den Rohren verbundene Klappen 33 verdeckt.
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Die Rohre 5 sind in F i g. 1 a bei 5 a in Schalldämpfungsstellung
und in F i g.1 b bei 5 b in Neutralstellung dargestellt.
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Wie aus F i g. 2 ersichtlich ist, ist jedes Rohr 5 an einem Winkel
7 befestigt, der es erlaubt, die Schwenkachse 6 sehr weit vom Rohr 5 weg nach außen
zu verlagern. Der Schwenkhebel 11 ist mit dem Winkel 7 derart verbunden, daß er
sich bei Betätigung durch die Stangen 12 und 12 a um die Schwenkachse
6
dreht und den Winkel ? mit dem daran befestigten Rohr 5 mitnimmt. Das Rohr
ist bei 5 a in ganzen Strichen in der Schalldämpfungsstellung gezeichnet; der Schwenkhebel
befindet sich dabei in der Stellung 11 a. In der Neutralstellung, die bei
5 b mit unterbrochenen Strichen gezeichnet ist, ist das Rohr tangential in
der Ausbuchtung 2 a versteckt. Der Schwenkhebel befindet sich dann in der Stellung
11 b.
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Ein in den F i g. 1 a und 2 gezeigtes, nicht unbedingt erforderliches
Element 33, das mit dem Rohr 5 verbunden ist, bildet in der (bei 33 a dargestellten)
Neutralstellung einen Teil der Wand 32 des divergierenden Teils 2. Es kann auch
der Luftkanal so geformt sein, daß ein Teil seiner Außenwand in der Neutralstellung
einen Teil der Wand 32 bildet.
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Da die Schwenkachse 6 stark vom Rohr 5 weg nach außen verlagert ist,
verläuft beim Schwenken des Rohres 5 in der Nähe der Schalldämpfungsstellung
5 a die Bewegungsbahn des Zentrums 14 des untersten Teils des Rohres
5 stark geneigt in bezug auf die Linie 0Y, die dieses Zentrum 14 schneidet.
Das Zentrum 14, welches der Schnittpunkt der Achse 13 des Rohres 5 und der Ebene
seines Austrittsquerschnitts ist, beschreibt dabei einen Kreis um die Schwenkachse
6; diese ist deutlich gegenüber der Achse 13 versetzt, welche in der Schalldämpfungsstellung
5 a mit der Linie 0Y zusammenfällt; dieser Kreis ist deutlich geneigt gegen die
Senkrechte auf dieser Linie. Wenn im Gegensatz hierzu die Schwenkachse des Rohres
5 in der Nähe seiner Längsachse 13 läge, verliefe die Bahn des Zentrums 14 im wesentlichen
senkrecht zu der Linie O Y, und infolgedessen wäre der Abstand des Zentrums
14 von der Achse des Strahls im wesentlichen konstant, wenn
das
Rohr 5 um seine Stellung 5 a geschwenkt würde; eine beträchtliche Verstellung
der Antriebsvorrichtung 12, 12 a des Schalldämpfers würde dann nur eine geringe
Veränderung dieses Abstands zur Folge haben. Die Stellungen der Achse 13 und des
Zentrums 14, die den Stellungen 5 a bzw. 5 d des Rohres entsprechen, sind
bei 13', 14' bzw. 13", 14" dargestellt.
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Bei dem erfindungsgemäßen Schalldämpfer liegen die Schwenkachsen auf
einem gedachten Kegelmantel, der den Düsenausströmstrahl mit etwa gleichbleibendem
Abstand koaxial umgibt. Die Luftkanäle 6 liegen in Neutralstellung außerhalb dieses
Kegelmantels.
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Es ist somit verständlich, daß die besondere Lage der Schwenkachse
6 es ermöglicht, den Bereich der Eindringtiefe des Rohres 5 in den Strahl zu vergrößern.
Es ist damit möglich, genau der Leistung des Triebwerks entsprechende stark unterschiedliche
Positionen der Betätigungsvorrichtungen zu verwenden, um damit die Eindringtiefe
der Rohre in den Strahl entsprechend den Schwankungen des Strahldurchmessers zu
verändern.
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In F i g. 2 ist in ausgezogenen Linien ein mittlerer Umfang 15 des
Düsenausströmstrahls am Orte des Schalldämpfers dargestellt, und mit unterbrochenen
Linien sind die Strahlumfänge 15' und 15" für Betrieb mit oder ohne
Nachverbrennung dargestellt. Diesen Zuständen des Strahls entsprechen die Stellungen
5 a (in ganzen Strichen) 5a' und 5a"' (in unterbrochenen Strichen) der Rohre
5. Die mögliche Zahl von Stellungen für die Rohre ist nicht auf zwei beschränkt;
die Stellung der Rohre kann vielmehr der Gestalt beliebiger Düsenausströmstrahlen
angepaßt werden. Die Luft aufnehmenden Kanäle können beliebige Formen haben. Beispielsweise
können sie aus zylindrischen Rohren oder prismatischen Schächten bestehen, welche
im übrigen entlang ihrer Mantellinie aufgeschnitten sein können, um Rinnen in Form
von Glocken, Kuppeln usw. zu bilden.