DE1481608C - Steuerduse, insb fur Flugzeuge - Google Patents

Description

1 · . 2

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuerdüse, richtet. Ferner sind bei diesem Vorschlag die ins-

insbesondere für Flugzeuge, mit einem Zuführungs- gesamt vier Klappen durch Lenker derart mit-

rohr, das sich in zwei symmetrische Auslaßkrümmer einander verbunden, daß beim Schwenken im wesent-

mit entgegengesetzten Austrittsrichtungen gabelt, wo- liehen zueinander parallele, entgegengesetzt ge-

bei die Austrittsöffnungen der Auslaßkrümmer von 5 richtete Strahlen austreten. Die Mittellinien der

Führungskörpern eines Drehschiebers mit recht- beiden Strahlen fallen im geschwenkten Zustand der

winklig zur Gabelebene liegender Drehachse über- Leitklappen nicht mehr in eine gemeinsame Gerade,

strichen werden. Mit Hilfe eines Gasstrahls, der aus sondern gehen unter einem gewissen Abstand, der

einer solchen Steuerdüse austritt, soll die Bewegung den Hebelarm eines Kräftepaares darstellt, an-

eines Flugzeuges gesteuert werden. io einander vorbei. Sofern die beiden Teilströme

Eine Einrichtung zum Steuern von Flugkörpern massenstrommäßig einander gleich sind, entsteht ein mit einem Gasstrahl ist beispielsweise bei einem von reines Moment ohne resultierende freie Kraft,
einer Gasturbine angetriebenen Hubschrauber be- Diese bereits vorgeschlagene Anordnung ist zwar kannt, bei dem zur Steuerung um die Hochachse das bezüglich der Wirkung der Strahlreaktionskräfte sehr schwenkbare Seitenruder im Abgasstrahl der Gas- 15 einfach und verständlich, der bauliche Aufwand ist turbine liegt. Für den Geradeausflug streichen die jedoch nicht immer vertretbar, weil eine große Zahl Turbinenabgase ohne steuernden Effekt zu beiden von Schwenkachsen bzw. Gelenken für die Leit-Seiten des in Richtung der Triebwerkslängsachse klappen und die sie verbindenden Lenker erforderstehenden Seitenruders vorbei. Wird das Seitenruder lieh sind.

um seine vertikal gerichtete Achse geschwenkt, so 20 Aufgabe der Erfindung ist es, von der zuletzt bewird der Abgasstrom der Turbine einseitig abgelenkt, schriebenen Anordnung ausgehend und die zuerst und die dadurch entstehende Seitenkraft dreht, weil beschriebenen Anordnungen als Stand der Technik sie nahe dem Schwanzende des Hubschraubers an- voraussetzend, die vor jeder Öffnung des gegabelten greift, den Flugkörper im gewünschten Drehsinn. Doppelkrümmers befindlichen beweglichen Einrich-

Weiterhin ist eine Vorrichtung bekannt, der die 25 tungen, die die weitere Beeinflussung der beiden Aufgabe zugrunde liegt, bei einem Flugzeug hilfs- Teilströme nach ihrem Austritt aus den gegabelten weise einen zusätzlichen Bremsschub oder zusatz- Doppelkrümmern zur Aufgabe haben, so auszulichen Vortrieb zu erzeugen. Demgemäß besteht bilden, daß sie starr miteinander verbunden werden diese Vorrichtung aus. einem Strahlrohr mit seitlichen können und nur noch eine gemeinsame Schwenkung Austrittsöffnungen und vor diesen bewegbaren Um- 30 um eine zur Hochachse des Flugkörpers parallele lenkschaufelgittern, wobei jedes Schaufelgitter wenig- und vorzugsweise in dessen vertikaler Symmetriestens zwei Abschnitte unterschiedlich gerichteter Ebene liegende Achse auszuführen brauchen. Dabei Schaufeln aufweist, die wahlweise in den Gasstrahl soll zugleich vermieden werden, daß der wirksame gebracht werden können. Nach einer speziellen Aus- Austrittsquerschnitt der Einrichtung unzulässig einführung besteht diese Anordnung aus einem um eine 35 geschränkt ist. Die Erfindung soll, mit anderen lotrechte Achse schwenkbaren Schieber mit Leit- Worten, eine Vorrichtung aufzeigen, die in ihrem schaufeln, die an den Austrittsöffnungen eines ge- Aufbau einfach ist und zur Steuerung des Fluggabelten Doppelkrümmers entlangfahrbar sind, und körpers ein Kräftepaar erzeugt,
zwar so, daß die Gase auf beiden Seiten der Vor- Zur Lösung der gestellten Aufgabe schlägt die richtung entweder seitlich nach vorwärts oder nach 40 Erfindung vor, daß die den Austrittsöffnungen zurückwärts ausströmen. geordneten Strömungsleitkörper unter sich gleich

Weiterhin ist eine Steuerdüse für die Abgase einer sind und jeweils aus einem keilförmigen Strömungs-Gasturbine bekannt, die an den Flügelspitzen eines teiler und -umlenker bestehen, dessen zur Dreh-Flugzeuges angeordnet ist und die Form eines schieberachse parallele Schneide der Austrittsöffnung Hosenrohres aufweist, das so gelegt ist, daß eine 45 zugekehrt ist, wobei die beiden Strömungsleitkörper Austrittsöffnung nach oben und die andere nach so an dem Drehschieber angeordnet sind, daß ihre unten weist, und bei der durch einen Drehschieber Schneiden in einer Nullage des Schiebers genau die nach oben weisende Austrittsöffnung geschlossen mittig vor der jeweiligen Austrittsöffnung stehen. Die werden kann und dadurch die nach unten weisende keilförmigen Strömungsteiler und -umlenker können öffnung freigegeben wird oder umgekehrt, so daß 50 dabei ebene Flächen sein oder vorzugsweise die damit entweder Auftriebs- oder Abtriebskräfte für Form von divergierend gekrümmten Zylinder- oder das Flugzeug erzeugt werden. Torusflächen aufweisen, vor denen sich noch zusätz-

Es gibt Fälle, in denen jede vom Abgasstrahl auf Hch im geeigneten Abstand äquidistante Leitflächen

den Flugkörper ausgeübte freie Kraft — und zwar befinden können, weiche die umlenkende Wirkung

eine in Längsrichtung des Flugkörpers gerichtete 55 unterstützen.

Schubkraft ebenso wie eine Seitenkraft oder eine In jeder Stellung des Drehschiebers ergeben sich Hubkraft —, wie sie bei den bekannten Anordnun- jeweils zwei sich diagonal gegenüberliegende Untergen auftritt, unerwünscht ist. Ein solcher Fall liegt teilströme mit gleichem Massenstrom, gleicher Gebeispielsweise bei gefesselten Flugkörpern vor. Es schwindigkeit, paralleler Lage, aber entgegengesetzter wurde deshalb schon vorgeschlagen, an jedem Ende 60 Richtung. Daraus ergibt sich der wesentliche Vorteil, des gegabelten Doppelkrümmers eines Turbinen- daß nur reine Steuermömente, aber keine freien Strahltriebwerkes zwei miteinander verbundene Seitenkräfte auf das Flugzeug ausgeübt werden,
schwenkbare Leitklappen anzuordnen, die den je- Bei einer Anordnung nach der Erfindung ist weiligen Teilgasstrom zwischen sich führen und ihm außerdem mit einer Mindestanzahl von Gelenken je nach ihrer Stellung eine nochmals vergrößerte 65 und Hebeln auszukommen, so daß sie baulich sehr oder auch eine verringerte Umlenkung erteilen. Die einfach ausgeführt werden kann. Die Austritts-Schwenkachsen dieser Leitklappen sind dabei sinn- querschnitte für den Abgasstralil werden bei dieser gemäß parallel zur Ilocliaclise des Flugkörpers ge- Lösung nicht verändert.

Claims (3)

1. 3 4

   Die Realisierung des Erfindungsgedankens kann nicht zu groß werden. Jedes Leitblech 11 hat den auch nach einer unterschiedlichen Ausführungsform gleichen Krümmungsmittelpunkt wie die gekrümmten erfolgen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß jeder Seitenwände des jeweiligen Krümmers 3 und 4. Bei Auslaßkrümmer in zwei in der Gabelebene liegenden, dieser Ausführung besteht die Aufgabe der gegensinnig gespreizten Einzelkrümmern endet, wo- 5 Strömungsteiler und -umlenker 5, 6 darin, einmal die bei jeweils zwei diagonal gegenüberliegende Einzel- beiden Teilströme in Unterteilströme aufzuteilen und krümmer gleichen Querschnitt und entgegengesetzte diese in verschiedene Strömungsrichtungen abzu-Richtung aufweisen und der Drehschieber für beide lenken, ferner durch ihre Bewegung dafür zu sorgen, Auslaßkrümmer jeweils eine Abdeckfläche aufweist, daß das Massenstromverhältnis der Unterteilströme wobei die Abdeckflächen so angeordnet sind, daß sie io geändert wird, so daß jeweils zwei sich diagonal jeweils gleiche Bruchteile des Querschnittes von gegenüberliegende Unterteilströme dem Massendiagonal gegenüberliegenden Einzelkrümmern ab- strom und der Geschwindigkeit nach gleich und der decken. Die Abdeckflächen können die Form eines Richtung nach parallel, aber entgegengesetzt sind. Ausschnittes aus einem Zylindermantel oder aus Solange der Flugkörper mit seiner Längsachse in einer anderen geeigneten Rotationsfläche haben. 15 Sollrichtung fliegt, befinden sich die Strömungs-Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfin- teiler 5 und 6 mit ihren Schneiden in der Mitte vor dung ist die Drehachse des Drehschiebers in an sich den Auslaßquerschnitten der beiden Krümmer 3, 4. bekannter Weise außerhalb des Hosenrohres ange- Soll der Flugkörper in eine andere Richtung gedreht ordnet. Diese Anordnung der Drehachse hat den werden, so wird der Drehschieber aus seiner Mittel-Vorteil, daß die Lagerstellen nicht von den durch 20 lage herausgeschwenkt, wie es in der Zeichnung beidie Steuerdüse strömenden Gasstrahlen beaufschlagt spielsweise für eine extreme Linksschwenkung (in werden. der Draufsicht nach Fig. 1 entgegen dem Uhrin der Zeichnung sind die beiden Ausführungs- zeigersinn) dargestellt ist. Für Rechtsschwenkungen formen des grundsätzlichen Lösungsgedankens der wird der Drehschieber entgegengesetzt wie dargestellt Erfindung schematisch dargestellt, und zwar zeigen 25 geschwenkt. Je mehr sich die Strömungsteiler 5, 6 beide Figuren je eine Ansicht einer Ausführungs- der einen oder der anderen dargestellten Endlage form von oben auf die waagerecht liegende Steuer- nähern, desto stärker wird der Flugkörper nach links Vorrichtung für den Abgasstrahl einer Gasturbine, oder rechts gedreht. Das Schwenken des Drehdessen Reaktionskraft oder Reaktionskräfte zur Schiebers erfolgt durch einen an dem Schwenkarm 8 Steuerung eines Hubschraubers um seine Hochachse 30 angreifenden und von der Bedienungseinrichtung des bestimmt ist bzw. sind. Flugkörpers zu steuernden Stellmotor.

   Die Abgase der Gasturbinen gelangen in einen die 'Bei der Anordnung nach F i g. 2 ist an den Abgas-Gasströmung verzögernden Diffusor 1, dessen Ein- diffusor 1 wieder ein gegabelter Doppelkrümmer 3, 4 laßquerschnitt kreisförmig und dessen Auslaßquer- angeschlossen. Der Doppelkrümmer weist jedoch schnitt quadratisch ist. Der Diffusor 1 gabelt sich in 35 ^auf J^{eder Seite zwei} gegensinnig gespreizte Einzelzwei im Querschnitt rechteckige Krümmer 3 und 4, krümmer 12,13 und 14,15 auf, die dem Abgasstrom deren Mittelachsen durch ihre jeweiligen Auslaß- vermöge des Verlaufs ihrer Seitenwände und der einquerschnitte rechtwinklig zur Längsachse des Diffu- gesetzten Leitbleche 11 jeweils zwei Austrittsrichtunsors verlaufen. Die Summe der beiden Rechteck- gen vorzeichnen, deren Längsachsen einen Winkel querschnitte der einen gegabelten Doppelkrümmer 4° ^{bis zu} 1^8O° einschließen können. Von den Austrittsbildenden Krümmer 3, 4 entspricht dem Auslaß- Öffnungen 12,13 bzw. 14,15 werden durch Abdeckquerschnitt des Diffusors 1. bleche 5 α bzw. 6 a, die hier die Form von Aus-Bei der Anordnung nach F i g. 1 ist vor den Aus- schnitten aus einem Zylindermantel haben und auf laßöffmangen der beiden gleich langen, symmetrischen einem Drehschieber angeordnet sind, jeweils erfin-90°-Krümmer 3, 4 jeweils ein erfindungsgemäßer 45 dungsgemäß zusammengehörige Bruchteile verdeckt, Strömungsteiler und -umlenker 5 bzw. 6 angeordnet, z· B. je ¹A der Öffnungen 12, 14 und je ³A der der die Form eines keilförmigen Körpers hat, dessen Öffnungen 13,15. Die Summe aller Austrittsquer-Seitenflächen von Zylinderabschnitten gebildet wer- schnitte und damit die Drosselung der Gasturbine den und dessen senkrecht stehende Schneide dem bleibt also ständig gleich. Der Drehschieber läßt sich jeweiligen Abgasteilstrom entgegengerichtet ist. Jeder 50 wiederum um die Achse 9 schwenken. Die Achse 9 Zylinderabschnitt ist zur besseren Strömungsrichtung ist wie vorbeschrieben und in Fig. 1 dargestellt geoben und unten durch horizontale Deckflächen 7 in lagert.

   der Form von Kreisringstücken abgedeckt. Die Patentansprüchebeiden Strömungsteiler 5, 6 sind an den Enden eines

   Schwenkarmes 8 befestigt und bilden so einen Dreh- 55 1. Steuerdüse, insbesondere für Flugzeuge, mit schieber, der um eine Vertikalachse 9 schwenkbar einem Zuführungsrohr, das sich in zwei symmeist. Die vertikale Achse 9 geht durch den Schnitt- trische Auslaßkrümmer mit entgegengesetzten punkt zwischen der Symmetrieachse des Diffusors 1 Austrittsrichtungen gabelt, wobei die Austrittsund den Mittelachsen der Austrittsöffnungen der Öffnungen der Auslaßkrümmer von Strömungs-Krümmer 3 und 4, so daß in einer Nullage des 60 leitkörpern eines Drehschiebers mit rechtwinklig Schiebers die Schneiden der Strömungsteiler genau zur Gabelebene liegender Drehachse überstrichen mittig vor der jeweiligen Austrittsöffnung stehen. werden, dadurch gekennzeichnet, daß Die Lagerung der Achse 9 ist an der horizontalen die den Austrittsöffnungen zugeordneten Strö-Platte 10 befestigt, die den freibleibenden Zwickel mungsleitkörper unter sich gleich sind und jeweils zwischen den Krümmern 3 und 4 teilweise über- 65 aus einem keilförmigen Strömungsteiler und -umspannt. In jedem der Krümmer 3, 4 ist ein Leitblech lenker (5, 6) bestehen, dessen zur Drehschieber-11 angeordnet, damit die Geschwindigkeitsunter- achse (9) parallele Schneide der Austrittsöffnung schiede über den jeweiligen Krümmerquerschnitt zugekehrt ist, wobei die beiden Strömungslcit-

   körper (5, 6) so an dem Drehschieber angeordnet sind, daß ihre Schneiden in einer Nullage des Schiebers genau mittig vor der-jeweiligen Austrittsöffnung stehen.
2. 2. Steuerdüse, insbesondere für Flugzeuge, mit einem Zuführungsrohr, das sich in zwei symmetrische Auslaßkrümmer mit entgegengesetzten Austrittsrichtungen gabelt, wobei die Austrittsöffnungen von einem Drehschieber mit rechtwinklig zur Gabelebene liegender Drehachse überstrichen werden, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Auslaßkrümmer in zwei in der Gabelebene liegenden, gegensinnig gespreizten Einzelkrümmern (12,13; 14,15) endet, wobei jeweils

   zwei diagonal gegenüberliegende Einzelkrümmer (12, 14; 13, 15) gleichen Querschnitt und entgegengesetzte Richtung aufweisen und der Drehschieber für beide Auslaßkrümmer jeweils eine Abdeckfläche (5 a, 6 a) aufweist, wobei die Abdeckflächen (5 a, 6 ä) so angeordnet sind, daß sie jeweils gleiche Bruchteile des Querschnittes von diagonal gegenüberliegenden Einzelkrümmern abdecken.
3. 3. Steuerdüse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse (9) des Drehschiebers in an sich bekannter Weise außerhalb der Auslaßkrümmer (3, 4) zwischen denselben angeordnet ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen