DE1297625B

DE1297625B - Ortsbeweglicher und hoehenverstellbarer Austrittsschalldaempfer fuer Strahltriebwerke

Info

Publication number: DE1297625B
Application number: DES76005A
Authority: DE
Inventors: Bertin Jean Henri; Duthion Louis
Original assignee: Bertin et Cie SA
Current assignee: Bertin Technologies SAS
Priority date: 1960-09-30
Filing date: 1961-09-28
Publication date: 1969-06-19
Also published as: US3174581A; FR1275532A; GB967800A

Description

Die Erfindung betrifft einen ortsbeweglichen und höhenverstellbaren Austrittsschalldämpfer für Strahltriebwerke, mit einer eine schalldämmende Wandung aufweisenden, in Verlängerung der Schubdüse des Triebwerks anzuordnenden äußeren Leitung, die an ihrem stromabwärtigen Teil nach oben abgebogen ist, und mit einer in deren geradem Teil koaxial angeordneten, kürzeren inneren Leitung, deren stromaufwärtiges Ende die Schubdüse unter Belassung eines Lufteintrittsspalts umschließt und die Einrichtungen zur Schalldämpfung aufweist und mit der äußeren Leitung einen Ringraum zum Ansaugen von Umgebungsluft in jene bildet. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Austrittsschalldämpfer für Luftfahrzeug-Strahltriebwerke, der für Schalldämpfung beim Probelauf im Stand oder vor dem Flug geeignet ist.
Bei einem bekannten Schalldämpfer dieser Art ist für den Betrieb eine genaue Ausrichtung zwischen der Schubdüse des Strahltriebwerks und dem stromaufwärtigen Ende der inneren Leitung erforderlich, weil sonst eine teilweise Vermischung der Gase mit Luft im freien Raum begünstigt ist, wodurch eine Geräuschquelle gebildet wird. Weiterhin ist beim bekannten Schalldämpfer die innere Leitung mit Perforationen in ihrer Wandung ausgebildet, durch welche hindurch ein Teil der Gase entweicht, ohne zu der Induktion von Außenluft, die für die Schalldämpfung wichtig ist, beizutragen.
Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, unter Vermeidung der genannten Nachteile einen einfach zu handhabenden und anzuschließenden Schalldämpfer mit besserem Schalldämpfungswirkungsgrad zu schaffen.
Diese Aufgabe wird bei einem Schalldämpfer der einleitend genannten Art durch die Kombination folgender an sich bekannter Merkmale gelöst: a) das stromaufwärtige Ende der inneren Leitung ist als höhenverstellbare Haube ausgebildet; b) die mit glatter Wandung ausgebildete innere Leitung endigt in einer Düse mit sternartig angeordneten schlitzförmigen Öffnungen, zwischen denen mit dem Ringraum in Verbindung stehende Durchgänge gebildet sind; c) in der inneren Leitung ist ein Gitter querstehend angeordnet; d) in der äußeren Leitung ist stromabwärts des Endes der inneren Leitung ein Gitter quer angeordnet.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Haube von Hebeln abgestützt, die an der äußeren Leitung angelenkt sind und das Gewicht der Haube ausbalancierende Gegengewichte tragen.
Die Haube, die zufolge ihrer bevorzugten Ausbildung sich im indifferenten Gleichgewicht befindet, ermöglicht einen leichten Anschluß des Schalldämpfers an die Schubdüse des Strahltriebwerks, ohne daß eine genaue Höheneinstellung erforderlich ist. Demzufolge ist ein sehr schneller Anschluß des Schalldämpfers möglich. Weiterhin ist es auch nicht erforderlich, die innere Leitung genau konzentrisch zur Schubdüse des Strahltriebwerks anzuordnen, weil das in ihr querstehend angeordnete Gitter zu einer Verteilung und Homogenisierung des aus der Schubdüse austretenden Gasstrahls in der inneren Leitung führt. Durch die Verteilung und Homogenisierung wird -außerdem noch die Schalldämpfungswirkung verbessert. Da die Wandung der inneren Leitung glatt ausgebildet ist, nimmt die an ihrem Ende angeordnete Düse den gesamten Gasstrahl auf und erhöht dessen Luftinduktionsvermögen beträchtlich, indem sie die Berührungsfläche des Gasstrahls mit dem Strom der eingesaugten Luft vergrößert. Dies führt zu einer stärkeren Verdünnung der Gase, einer besseren Schalldämpfung sowie einer besseren Kühlung des Schalldämpfers, was in der Praxis von großer Wichtigkeit ist. Die Düse bewirkt zufolge ihrer sternartig angeordneten schlitzförmigen Öffnungen, zwischen den mit dem Ringraum in Verbindung stehende Durchgänge gebildet sind, die Verdünnung der Gase des gesamten Gasstrahls mit der induzierten Luft, ohne daß Geräusch niedriger Frequenzen erzeugt wird.
Schließlich bewirkt das in der äußeren Leitung stromabwärts des Endes der inneren Leitung quer angeordnete Gitter nochmals eine Verteilung und Homogenisierung des bereits verdünnten Strahls innerhalb des Leitungsquerschnitts. Hierdurch wird die Schalldämpfungswirkung weiter verbessert.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 einen senkrechten Längsschnitt eines Austrittsschalldämpfers gemäß der Erfindung, F i g. 2 einen Querschnitt nach Linie II-11 von F i g. 1, F i g. 3 einen Teillängsschnitt einer abgewandelten Ausführungsform mit einer Düse, die ringförmige Strahlen erzeugt, F i g. 4 einen Querschnitt nach Linie IV-IV von F i g. 3, F i g. 5 einen Teillängsschnitt einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, F i g. 6 einen Querschnitt nach Linie VI-VI von F i g. 5.
Der in F i g. 1 dargestellte Austrittsschalldämpfer wird an die Schubdüse eines Strahltriebwerks 1 eines Luftfahrzeugs angeschlossen. Der Schalldämpfer weist eine äußere Leitung 2 auf, deren Wandung schalldämmend ausgebildet ist, wie dies, beispielsweise aus den F i g. 3 bis 6 ersichtlich ist, nämlich mit Hilfe von Polstern 3 aus Faserfilz, die durch Längsleisten 4 und Rippen 5, welche einen inneren gelochten Blechzylinder 22 umeben, in ihrer Lage gehalten werden.
Die äußere Leitung 2 weist eine gegen das Strahltrieb,everk 1 gerichtete erweiterte Eintrittsöffnung 2 a auf, und sie ist an ihrem stromabwärtigen Teil 2 b nach oben abgebogen. Der Übergangskrümmer zwischen dem waagerechten Teil der Leitung 2 und dem abgebogenen Teil 2 b enthält gebogene Schaufeln 6, die vorzugsweise schallabsorbierend ausgebildet sind.
Im Innern der äußeren Leitung 2 ist eine innere Leitung 7 angeordnet, deren stromabwärtiger Teil in einer sich erweiternden Düse 8 endigt, deren Umfang so profiliert ist, daß sie den Strahl in Schichten unterteilt. Der vor der Düse 8 liegende Teil der inneren Leitung 7 ist vorzugsweise ebenso schalldämmend ausgebildet wie die äußere Leitung 2, d. h. mit Hilfe von schallabsorbierenden Polstern, die durch Rippen und Längsleisten in ihrer Lage gehalten werden. In den F i g. 3 bis 6 sind verschiedene weitere Beispiele für die Ausbildung der Düse 8 veranschaulicht, die weiter unten näher erläutert werden.
Die innere Leitung 7 ist in Richtung gegen das Strahltriebwerk 1 durch eine ringförmige Haube 9 verlängert, die von an der äußeren Leitung 2 angelenkten Armen 10 abgestützt ist; sie wird durch Gegengewichte 11 im Gleichgewicht gehalten.
Wie aus F i g. 2 ersichtlich ist, ist die Haube 9, welche über das Ende des Strahltriebwerks 1 geführt werden kann, mit inneren Ansätzen 9 a versehen, die zwischen dem Ende des Strahltriebwerks 1 und der Innenseite der Haube 9 Luftdurchgänge 12 schaffen.
Ferner ist zwischen der Haube 9 und dem Eintritt der inneren Leitung 7 ein Luftdurchgang 13 gebildet. Die Gesamtheit der vorstehend beschriebenen Teile des Schalldämpfers ruht unter Zwischenfügung von Hubvorrichtungen 14 auf Rädern 15, die eine Bewegung des Schalldämpfers an den Verwendungsort gestatten. Die Hubvorrichtungen 14 ermöglichen ihrerseits die Höheneinstellung des Schalldämpfers, um ihn an das Ende eines gegebenen Strahltriebwerks ansetzen zu können.
Innerhalb der äußeren Leitung 2 ist stromabwärts der Düse 8 ein Gitter 16 aus parallelen oder sich kreuzenden Stäben angeordnet, das dazu bestimmt ist, den Strahl zu zerteilen und zu homogenisieren. Ein Gitter 17 gleicher Art ist in der inneren Leitung 7 angeordnet.
Die Arbeitsweise des vorstehend beschriebenen Schalldämpfers ist folgende: Der aus dem Strahltriebwerk 1 austretende Gasstrahl strömt in die innere Leitung 7, wo er auf das Gitter 17 trifft, das den Strahl zerteilt und einen Teil seiner Energie absorbiert. In der Düse 8 wird der Strahl in dünne Schichten aufgeteilt, die von Atmosphärenluft umgeben werden, welche durch die Öffnung 2 a der äußeren Leitung 2 eintritt. Es wird dadurch die bei 2 a eintretende Atmosphärenluft in Richtung der Pfeile angetrieben und eine Vermischung dieser Luft mit den aus der Düse 8 austretenden Gasen hervorgerufen. Diese Antriebskraft durch Induktion der Luft absorbiert einen weiteren Teil der Energie des Strahls. Ein weiterer Teil dieser Energie wird ferner durch das Gitter 16 absorbiert, welches das Gemisch aus Gas und Luft homogenisiert, die Unterteilung des Strahls an den Schaufeln 6 ruft einen weiteren Energieverlust hervor. Der in den senkrechten Teil 2 b gehende Strahl wird schließlich gegen den Himmel ausgestoßen.
Bei dieser Ausführungsform gestatten die Durchgänge 12 und 13 den Eintritt von zusätzlicher Atmosphärenluft vor dem Gitter 17, was den Vorteil ergibt, daß die Drücke an der Außenseite und an der Innenseite der Haube 9 ausgeglichen werden und die Arbeitsweise des Strahltriebwerks 1 nicht gestört wird.
Die in den F i g. 3 und 4 dargestellte Düse 8 weist einen zentralen Gasdurchgang 8 a und einen Umfangsdurchgang 8 b auf, die miteinander durch sternartig angeordnete schlitzartige radiale Öffnungen 8 c verbunden sind, zwischen denen Luftdurchgänge 18 angeordnet sind, deren Querschnitt von der Form eines Trapezes in die Form eines Dreiecks mit abgerundeten Ecken übergeht. Außerdem kann Atmosphärenluft am Umfang der Düse 8 entlangströmen.
Bei der Ausführungsform gemäß den F i g. 5 und 6 weist die Düse 8 einen zentralen Verschlußkörper 19 auf, der an seinen beiden Enden zugespitzt ist, und diese Düse erweitert sich ebenfalls zu sternartig angeordneten schlitzartigen Öffnungen 20, die jeweils den Durchtritt einer Schicht des aus dem Strahltriebwerk 1 austretenden Gases gestatten.
Die Atmosphärenluft strömt, wie dies durch Pfeile angedeutet ist, zwischen den aufeinanderfolgenden Öffnungen 20 des Sterns hindurch, um sich mit dem Gas zu mischen, das aus jenen austritt.

Claims

Patentansprüche: 1. Ortsbeweglicher und höhenverstellbarer Austrittsschalldämpfer für Strahltriebwerke, mit einer eine schalldämmende Wandung aufweisenden, in Verlängerung der Schubdüse des Triebwerks anzuordnenden äußeren Leitung, die an ihrem stromabwärtigen Teil nach oben abgebogen ist, und mit einer in deren geradem Teil koaxial angeordneten, kürzeren inneren Leitung, deren stromaufwärtiges Ende die Schubdüse unter Belassung eines Lufteintrittsspalts umschließt und die Einrichtungen zur Schalldämpfung aufweist und mit der äußeren Leitung einen Ringraum zum Ansaugen von Umgebungsluft in jene bildet, gekennzeichnet durch die Kombination folgender für sich bekannter Merkmale: a) das stromaufwärtige Ende der inneren Leitung (7) ist als höhenverstellbare Haube (9) ausgebildet; b) die mit glatter Wandung ausgebildete innere Leitung endigt in einer Düse (8) mit sternartig angeordneten schlitzförmigen Öffnungen (8 c, 20), zwischen denen mit dem Ringraum in Verbindung stehende Durchgänge (18) gebildet sind; c) in der inneren Leitung ist ein Gitter (17) querstehend angeordnet; d) in der äußeren Leitung ist stromabwärts des Endes der inneren Leitung ein Gitter (16) quer angeordnet.
2. Austrittsschalldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haube (9) von Hebeln (10) abgestützt ist, die an der äußeren Leitung (2) angelenkt sind und das Gewicht der Haube ausbalancierende Gegengewichte (11) tragen.